超声波检测讲义第七章

7.1.2 焊缝中常见焊接缺陷 焊缝中常见缺陷有气孔、夹渣、未焊透、未熔合
和裂纹等，如图7.4所示。 1.气孔
气孔是在焊接过程中焊接熔池高温时吸收了过量 的气体或冶金反应产生的气体，在冷却凝固之前来不 及逸出而残留在焊缝内形成的空穴。产生气孔的主要 原因是焊条或焊剂在焊前未烘干，焊件表面污物清理 不净等。气孔大多呈球形或椭圆形。气孔分为单个气 孔、链状气孔和密集气孔。
埋弧焊（SAW）是利用焊剂做保护层，电弧在焊 剂层下加热并熔化金属，利用电气和机械装置控制 送丝和移动电弧的焊接方法。主要用于碳素钢、低 合金钢、耐热钢及不锈钢焊缝的水平位置焊接，适 用与厚度20mm以上的纵缝、环缝焊接，也可进行不 锈钢和低合金钢的带极堆焊，在锅炉、压力容器和 船舶制造中应用广泛。
常在焊件冷却到一定温度后才产生，因此又称延迟 裂纹。再热裂纹一般是焊件在焊后再次加热（消除 应力热处理或其他加热过程）而产生的裂纹。
按裂纹的分布可分为焊缝区裂纹和热影响区裂纹。 按裂纹的取向可分为纵向裂纹和横向裂纹。
焊缝中的气孔、夹渣是立体型缺陷，危害性较小。 而裂纹、未熔合是平面型缺陷，危害性大。在焊缝 探伤中，由于加强高的影响及焊缝中裂纹、未焊透、 未熔合等危害性大的缺陷往往与检测面垂直或成一 定的角度，因此一般采用横波探伤。
2）接头形式 焊接接头形式主要有对接、角接、搭接和T型接
头等几种；如图7.1所示。在锅炉压力容器中，最常 见的是对接，其次是角接和T型接头，搭接少见。
3）坡口形式 为保证两母材施焊后能完全熔合，焊前应把接合处的 母材加工成一定的形状，这种加工后的形状称为坡口， 坡口各部分的名称如图7.2所示。 根据板厚、焊接方法、接头形式和要求不同，可采用 不同的坡口形式。常见对接和角接的坡口形式如图 7.3所示。
厚度为8～46mm的焊缝采用二次波（一次反射法）探
伤，探测面修整宽度为
P1≥2KT+50（mm） （7.1）
4.夹渣 夹渣是指焊后残留在焊缝金属内的熔渣或非金
属夹杂物。产生夹渣的主要原因是焊接电流过小， 速度过快，清理不干净，致使熔渣或非金属夹杂物 来不及逸出而形成的。夹渣分为点状和条状。 5裂纹
裂纹是指在焊接过程中或焊后，在焊缝或母材 的热影响区局部破裂的缝隙。 按裂纹成因分为热裂纹、冷裂纹和再热裂纹等。热 裂纹是由于焊接工艺不当在施焊时产生的。冷裂纹 是由于焊接应力过高，焊条焊剂中含氢量过高或焊 件刚性差异过大造成的。
气体保护焊（GMAW）是利用氩气或二氧化碳等保 护气体作保护层的电弧焊方法。其中，氩弧焊通常适 用于0.5～5mm范围的薄板或管子的全位置焊接和堆焊， 还经常使用与锅炉及压力容器重要受压元件焊缝根部 的打底焊，从而确保焊缝根部质量。用二氧化碳气体 或其他混合气体作为保护气体的电弧焊，在锅炉、压 力容器制造中，如一些支座角焊缝、容器附件、膜式 水冷壁的焊接，已逐步取代电弧焊。
超声波检测第七章
7.1 焊接加工及常见缺陷 锅炉压力容器及一些钢结构主要是采用焊接加工
成形的。焊缝内部质量一般利用射线和超声波了检测。 对于焊缝中的裂纹、未熔合等危险缺陷，超声波探伤 比射线更容易发现。 7.1.1 焊接加工 1）焊接过程
常用的焊接方法有手工电弧焊、埋弧自动焊、气 体保护焊和电渣焊等。
2.未焊透 未焊透是指焊接接头部分金属未完全熔透的现象。 产生未焊透的主要原因是焊接电流过小，运条速
度太快或焊接规范不当（如坡口角度过小，根部间隙 过小或钝边过大等）。未焊透分为根部未焊透、中间 未焊透和层间未焊透等。 3.未熔合
未熔合主要是指填充金属与母材之间没有熔合在 一起或填充金属层之间没有熔合在一起。产生未熔合 的主要原因是坡口不干净，运条速度太快，焊接电流 过小，焊条角度不当等。未熔合分为坡口面未熔合和 层间未熔合。
焊接过程实际上是一个冶炼和铸造过程，首先 利用电能或其他形式的能产生高温使金属熔化，形 成熔池，熔融金属在熔池中经过冶金反应后冷却， 将两母材牢固的结合在一起。为了防止空气中的氧、 氮进入熔融金属，在焊接过程中通常有一定的保护 措施。手工电弧焊是利用焊条外层药皮高温时分解 产生的中性或还原性气体作保护层。埋弧自动焊和 电渣焊是利用液体焊剂作保护层。气体保护焊是利 用氩气或二氧化碳等保护气体作保护层。
焊条电弧焊（SMAW）是指用手工操纵焊条进行焊 接的电弧焊方法。焊条由焊芯和药皮两部分组成，焊 接时焊芯可作为电极和填充材料，药皮在高温下分解 产生中性或还原性气体作为保护层，防止空气中的氧、 氮进入熔融金属，同时药皮可对焊缝金属起脱氧、脱 硫，向焊缝渗入合金元素，调节焊缝金属凝固和冷却 速度等作用。焊条电弧焊应用广泛，主要不足是通常 每条焊道焊后都必须清除熔渣，劳动强度大；焊接质 量受焊工操作水平和体力影响严重。值得注意的是， 其形成的焊接接头是特种设备超声检测的重要对象
焊接是指通过加热或加压，或两者兼用，并且用 或不用填充材料，使工件达到原子结合的一种加工方 法。常用的焊接方法有熔焊、压焊、钎焊和特种焊接 等。虽然新焊接方法不断出现，但应用最广泛的仍是 熔焊，特别是在特中设备生产过程中。所以，超声检 测的主要对象是熔焊焊接接头，如焊条电弧焊 （Shielded Metal Arc Welding），埋弧焊 （Submerged Arc Welding）、气体保护焊（Gas Metai Arc Welding）、钨极氩弧焊（TIG）等形成的 焊接接头。焊接过程实际上是一个冶炼和铸造过程， 首先利用电能或其他形式的能量产生高温是金属熔化， 形成熔池，熔融金属在熔池中经过冶金反应后冷却， 将两种工件牢固地结合在一起。
7.2 中厚板对接焊缝超声波探伤
7.2.1 探测条件的选择
1）Байду номын сангаас测面的修整
工件表面状况的好坏，直接影响探伤结果。因此，应清
除焊接工件表面飞溅物、氧化皮、凹坑、锈蚀及油污等。
一般使用砂轮机、锉刀、钢丝刷、磨石、砂纸等对探测
面进行修整，表面粗糙度Ra一般不大于6.3μm。
焊缝两侧探测面的修整宽度P一般根据母材厚度确定。