铝及铝合金对接焊接接头的超声检测方法

铝及铝合金对接焊接接头的超声检测方法

1.1铝及铝合金对接焊接接头的特点及常见缺陷

与钢焊接接头相比，铝焊缝的重要特点是熔点低、导热率大、热膨胀系数大、材质衰减系数小、塑性好、强度低。此外，铝中纵波声速比钢大，横波声速比钢小。

铝对接焊接接头中常见缺陷也与钢焊接接头类似，有气孔、夹渣、未焊透、未熔合、裂纹等。为了检测出上述几种危害性缺陷，一般采用横波单斜探头检测法。

1.2检测条件的选择

1.2.1探头

由于铝对超声波的衰减较小，所以宜选择较高的频率，一般选用频率为5MHz，探头的横波折射角有700、600、450等几种，当板厚较厚时，常用450；当板厚较薄时，常用600或700。如有必要也可以选择其他参数的探头。

1.2.2标准试块、对比试块

1.标准试块

检测铝对接焊接接头，也可以采用CSK-IA标准试块测量探头的入射点（L0）以及调整仪器时基扫描线比例（但需进行声速换算）。

2．对比试块

用与被检测铝对接焊接接头相同或相近似的铝材，制作具有横孔的对比试块，主要用以时基扫描线的校准和距离—

波幅曲线的绘制。

对比试块中不得有大于或等于Φ2mm平底孔当量直径的缺陷存在。试块尺寸、形状见图1.37所示和表1.9所示。

图1.37 对比试块形状

表1.9 对比试块尺寸

mm

试块号试块长度L 试块厚度T 试块的测定适用范围

1 300 25 8 ～ 40

2 500 50 >40 ～ 80

1.2.3 耦合剂的选择

与钢焊接接头超声检测一样，铝对接焊接接头检测耦合剂也可以采用机油、变压器油、甘油或浆糊等。为避免对铝造成腐蚀，注意不要使用碱性耦合剂。

1.3检测准备工作

1.3.1检测面

检测前，应清除探头移动区域的飞溅、锈蚀、油垢等。

焊接接头外观及检测表面经检查合格后，方可进行检

测。

1.3.2探头入射点测定

采用CSK-IA标准试块测定，方法同钢试块测定方法。

1.3.3探头折射角的测定

采用与被检测的铝对接焊接接头一样或相近的母材制作试块，在其上钻上Φ2mm横孔，它距检测面的深度应为被检测焊接接头厚度的1～2倍，如图1.38所示。

则：

………………………………………………（1.22）

1.3.4仪器时基扫描线的校准

采用铝制对比试块中的横孔，可利用直射波和一次反射波声程距离的不同，根据铝板厚度采用水平或深度按比例进行调整，如图1.38 （a）（b）所示。

若采用CSK-IA标准试块进行校准，由于两者声速不一样，因而要进行换算。

图1.38折射角测定与时基扫描线校准

例如：铝中横波声速设为C SAL = 3080m/S，钢中横波声速设为C sFe = 3230m/s，则X AL= 3080 / 3230X Fe = 0.954X Fe

1.3.5距离—波幅曲线的绘制

1.距离—波幅曲线的灵敏度

距离—波幅曲线在对比试块上实测绘制，它主要由评定线、定量线和判废线组成。其基准反射体为Φ2mm横通孔，如表1.10所示。

表1.10 距离—波幅曲线的灵敏度

评定线定量线判废线

Φ2mm×40—18dB Φ2mm×40—12dB Φ2mm×40—4dB

2.扫查灵敏度

扫查灵敏度不低于最大声程处的评定线灵敏度。

3.扫查方法

扫查范围和扫查方法应按照7.2节中的对接焊接接头检测规定进行。

1.4 缺陷定量

1.缺陷定量时应调到定量线灵敏度。

2.对所有反射波幅达到或超过定量线的缺陷，均应确定其位置、最大反射波幅和缺陷当量。

3.缺陷位置测定应以获得缺陷最大反射波的位置为准。

4.缺陷最大反射波幅的测定。将探头移至缺陷出现最大反射波信号的位置，测定波幅大小，并确定其所在距离一波幅曲线中的区域。

5.缺陷定量

应根据缺陷最大反射波确定缺陷当量直径Φ或缺陷指示长度L。具体方法按照7.2节对接焊接接头检测的规定。

1.5 缺陷评定

1.5.1波形的判断

超过评定线的信号应注意其是否具有裂纹等危害性缺陷特征，如有怀疑时，应采取改变探头K值、增加检测面、观察动态波形并结合结构工艺特征作判定，如对波形不能判断时，应辅以其他检测方法作综合判定。

1.5.2缺陷指示长度

缺陷指示长度小于10mm时，按5mm计算。

1.5.3缺陷间距

相邻两缺陷在一直线上，其间距小于其中较小的缺陷长度时，应作为一条缺陷处理，以两缺陷长度之和作为其指示

长度（间距不计入缺陷长度）。

1.6质量分级

对接焊接接头质量分级按表1.11的规定进行。

表1.11 对接焊接接头质量分级