“T”形焊接接头中未焊透缺陷的超声波检测

王学平

摘 要：“T”形焊接主要是指按照“T”字形，将两块板垂直放置，中间板是单面坡口或双面坡口，并且是全熔透焊缝，这种焊接形式被称为“T”形焊接，对于“T”形焊接接头中存在的没有完全焊透的部分，属于质量缺陷，需要采用超声波检测的方法对其进行检测。超声波检测是通过超声技术，对相关物件实施检测，是无损检测的一种，在原材料物件出现质量问题时，应用超声波技术对其内部质量和表面质量进行综合检测，并不会破坏物件的工作状态。使用超声波技术检测“T”形焊接接头中未焊透的缺陷部分，能够便于掌握工件的内部情况，对于“T”形焊接接头的综合质量检测和评定等能够提供相应标准，本篇文章在此基础上，主要对“T”形焊接接头中未焊透缺陷的超声波检测方法及技术要求等相关内容进行研究和分析。

关键词：“T”形焊接；接头；焊透；缺陷；超声波检测

中图分类号：TG115 文献标志码：A

“T”形焊接垂直板的厚度不同，但是垂直板能够开成单边“V”形坡口、“K”形坡口或“I”形坡口，坡口形式众多。但是在焊接过程中，由于设备或是相关人员的操作技术问题，导致“T”形焊接接头中存在未完全焊透的部分，这就导致“T”形焊接接头的质量缺陷，对于这部分的工件缺陷，透过肉眼是难以检查和分辨出来的，因而可以应用超声波检测技术，超声波检测是在工件的某个特定方向上，将超声波的光束集中，超声波在介质中的传播形式是按照直线传播，因而具有良好的指向性，超声波检测“T”形焊接接头焊接缺陷精准性较高。对于“T”形焊接接头中未焊透缺陷的超声波检测方式以及相关技术要求等，需要从实践分析中，探讨和总结出有效策略。

1 T形焊接接头中未焊透缺陷的超声波检测思路分析

（1）无损检测要求

“T”形焊接接头在不同工件制造和焊接结构中均有使用，水利水电工程项目在施工建设中，主要使用的是钢熔化“T”形焊接接头，对于焊接缺陷和缺陷深度问题，需要采用准确的检测方法。以往的检测方法，难以界定焊接缺陷的位置，检测结果方面的差异也较大，应用超声波检测“T”形焊接接头未焊透缺陷，要对探头的适用厚度进行规定，探头灵敏度也要在规定范围内。超声波检测“T”形焊接接头焊接缺陷，具有操作简便、准确性高的特点，在选择双晶直探头，对其性能、结构形式和测试方法提前进行分析。

（2）探头调校

应用超声波检测“T”形焊接接头未焊透缺陷部分，要提前对探头进行试验，在试验测试过程中，检查使用的设备在功能、特性和运行效率上是否能够满足测试要求。超声波检测“T”形焊接接头焊接缺陷，要研制和使用专用探头，保证检测精度，最终选用的探头要具备良好的灵敏度和分辨率，对其进行调校时，要对比试块进行设计，比试块越实用、简单，则探头的调校越方便。经过试验分析，双晶探头在钢熔性“T”形焊接接头超声波检测中应用更加具有技术优势，性能稳定，能准确探测T形焊接接头未焊透缺陷部分。

（3）接头结构和干扰波分析

“T”形焊接接头的超声波检测，主要是对其未焊透的焊缝和质量缺陷部分进行检测，“T”形焊接接头在金属件的加工制造中应用较多，在实施质量检测的过程中，对于检测问题要进行集中分析。“T”形焊接接头主要缺陷，使用常规探伤方法难以检测出，甚至是无法实施检测；“T”形焊接接头焊缝表面有严重的干扰波影响，超声波检测容易发生信号干扰，导致最终的误判或漏检结果。对“T”形焊接接头的结构特性进行分析，了解超声波几何波发射情况，保证超声波检测技术的利用合理和声波识别准确。

2 超声波检测T形焊接接头中未焊透缺陷方法研究

（1）分析缺陷规律

超声波检测“T”形焊接接头中未焊透缺陷，对焊接缺陷规律和特点进行分析，对于提高超声波检测效率和检测准确性具有重要作用。“T”形焊接接头是由腹板和翼板两部分焊接形成的，腹板上有焊接坡口，且“T”形焊接接头焊缝中的未焊透缺陷包括未焊透缺陷、未熔合缺陷、裂纹缺陷、气孔缺陷和夹杂缺陷等。焊缝中心位置一般是裂纹，与腹板形成45°夹角，而翼板熔合线附近则通常会有侧裂纹，大多是呈层状撕裂状；翼板侧面熔合线以及腹板熔合线附近可能会有焊趾裂纹；焊缝坡口钝边周边会有气孔、夹杂等。“T”形焊接接头不同的焊接缺陷在不同位置，根据实际经验，分析缺陷规律，能够有效提升超声波缺陷检测准确度。

（2）焊接缺陷检测方法

对T形焊接接头的结构特点和缺陷分布规律情况等进行综合分析后，形成基本的检测思路，然后选用合理的超声波检测方法检出气孔缺陷和夹杂缺陷。例如“T”形焊接接头焊缝中的焊趾裂纹和裂纹缺陷比较靠近焊缝表面腹板，选择K值探头，应用直射波实施检测，对一二次的反射波结果進行计算、分析，获得检测最佳结果。而对于“T”形焊接接头中的气孔缺陷和夹杂缺陷等，由于方向敏感度不高，因而不管是翼板检测还是腹板检测，焊缝截面只要被声束扫查到，使用常规的超声波检测方法，“T”形焊接接头气孔缺陷和夹杂缺陷检出率均不低，符合超声波检测精度要求。

（3）探头值设置

“T”形焊接是一种比较常见的焊接形式，这种焊接结构也比较普遍，一些金属构件在制造中应用“T”形焊接较为广泛，由于“T”形焊接接头的载能力较大，在工件制造和焊接过程中，需要重点控制和保证其焊接质量。应用超声波检测“T”形焊接接头未焊透缺陷，要选择探头，使用细砂轮对检测面的表面部位进行打磨，去除异物，分析耦合条件后，选择2.5MHz的探头频率。近场区长度不能超过翼板厚度，这是因为翼板厚度有限，探头晶片尺寸太大，会影响检测操作，钢型“T”形焊接接头在结构较大的情况下，翼板厚度为40mm～80mm，而腹板厚度在50mm～120mm，分析焊缝结构、缺陷规律和坡口角度后，对斜探头的K值进行选定，K值大小变化影响漏检区大小。

结语

“T”形焊接是工业加工和工件制造中一种较为常见的焊接形式，“T”形焊接接头是一个焊件的端面和另一个焊件的表面组成构建成一个近似于直角形状或者是直角的接头，这种接头的形式用途相当于对接接头作用。“T”形焊接接头焊接，由于操作不当问题，导致焊缝存在，或者是部分未完全焊透的地方存在质量缺陷，对于这些焊接问题，要采用超声波检测，在探伤检查中对其结构特点以及主要缺陷位置等实施检测分析。“T”形焊接接头的缺陷检测方法有磁粉检测、射线检测等，但是在实际检测中，这些检测方法操作不方便，采用超声波检测具有经济、便捷的技术优势。超声波能量大，在介质传播中，指向性较为明确，并且在遇到异种介质时，能够自动发生波形转换、超声波折射和超声波反射等，这些反射波反射回来后，能够获取探测结果。“T”形焊接接头中未焊透缺陷的超声波检测具有客观、准确的特点，在实践中的检测效果较好，因而具有进一步推广应用的价值。

参考文献

[1]马巍，郝欣，李碧烨，等.超声波检测对管道焊接缺陷类别的判断与分析[J].黑龙江八一农垦大学学报，2016，28（4）：140-142.

[2]高杰，夏鹏举，侯军才，等.碳钢/镍基复合管生产工艺及焊缝超声波检测[J].焊接技术，2016，45（8）：66-69.

[3]宫宇帝.金属材料焊接中超声无损检测技术的有效应用探析[J].科技创新与应用，2015（12）：115.

[4]林春明，杨伟芳，钱利雄，等.《不锈钢复合焊接钢管》Q/JZS16—2012企标中焊缝无损检测方法的首选[J].焊管，2014，37（3）：64-67.

[5]袁光华，常楠，周路生，等.不锈钢管道对接焊缝焊接热裂纹超声波检测技术[J].无损检测，2013，35（12）：1-4.

[6]王亦民，王中亚.钎焊型铜铝过渡线夹结合面的超声波检测及仿真[J].无损检测，2013，35（6）：11-13，28.