T型焊缝的非缺陷回波分析---睿奥检测超声波技术

T型焊缝的非缺陷回波分析

在我们超声波探伤实际工作中，经常会遇到一些非缺陷的回波，如果判断不准确的话，容易给我们的判断造成困扰甚至误判，下面就T型焊缝中常见的伪缺陷波做一些分析，明确其成因。

工作实践记录：检测一个T型焊缝，在缺陷的反射回波后总是出现一个紧紧跟随的反射波，随着探头的移动，该回波的高度慢慢降低或升高或消失，测量其水平位置超出焊缝在钢板中了。缺陷回波的高度也随着探头移动慢慢降低或升高，在跟随的波波幅升到一定程度时甚至消失。

现根据现场检测情况，钢板厚度、焊角尺寸、坡口形式、焊接方法等条件做一下具体分析。

钢板厚度t=30mm   坡口深度约10mm   焊角高度=15mm（内凹约3mm）

现模拟一个焊缝图形：

板厚30mm，两边坡口深约10mm，在图示红色区域不易焊透，甚至完全不熔形成一个平的立面。

现记录一组数据进行具体分析（先假定这两个反射波一个是横波，一个是纵波）：

表1

检测探头K=1.88， 前沿l=13   先假设红色区域未熔合，则存在一个光滑的反射立面，探头入射角α=62°，打到未熔合面的入射角β_S=28°，由超声波的反射定律可知此时存在两个反射回波，横波反射回波及纵波反射回波，其中纵波反射回波的角度为β_L=59°，正好可以打到焊缝的弧面上，从而在示波屏上显示出来。

假设探头打到深度h=20mm的位置，如图所示，则反射纵波的声程约为16mm，

相当于横波声程16×3230/5900＝8.76，

深度△h=8.76×cos62°=4.11，

水平△L=8.76×sin62°=7.73。

如果入射点深度变为16，则纵波声程约为19mm，

相当于横波声程19×3230/5900=10.40，

深度△h=10.40×cos62°=4.9 ，

水平△L=10.40×sin62°=9.18。

理论计算与实测结果基本一致，焊缝取典型部位打开也与预想的情况一样，说明此波就是变形纵波，且紧跟横波之后，在屏幕上深度的范围内距离改变很小。

结论：

1.这个距离（△h△l）随探头的移动会有细微的变化，波幅也会随探头的移动距离逐渐改变，因为不同声束轴线与反射弧面的角度不同产生变化：a.当A面光滑未融合时，探头移动反射纵波垂直于焊缝面时，波幅较大；b.当A面有部分融合，折射纵波能量有损失或纵波与反射面的角度倾斜，波幅较小；

2.当红色区域熔合较多时，则有可能纵波折射降低甚至完全消失，只有未焊透的缺陷回波（这里称为缺陷回波，用以区分非缺陷回波），或者红色区域完全熔合时，无折射纵波（非缺陷回波），无缺陷反射波，表示焊缝熔合良好。

3.当所选探头入射角逐渐变小，纵波折射角逐渐变大，折射纵波α=57°，K=1.54时，纵波折射角为90°，无折射纵波，但实际上在纵波折射角到一定程度时（和焊缝的角度形状关系很大，这里不能给出具体数据，一般要根据所检焊缝的实际情况确定），就基本看不到纵波回波了；

同样对于K值较大的探头，纵波折射角小，小到一定程度时折射纵波就会打到钢板上，在仪器上同样看不到纵波回波；

对于钢板探伤，K值选择太小，则一次波检测范围太小甚至会漏检，K值太大则声程太长，探头移动距离太大，同样不利于检测，所以应根据所检测的钢板厚度，焊缝的焊角尺寸合理选择探头参数，并考虑会产生非缺陷回波的可能性。

延伸：

十字形焊缝与上述情况类似，也会出现缺陷波和非缺陷波，但是与T形焊缝不同的是可能会有两种非缺陷回波，要注意区分，以防误判。

具体分析如下：

如图示模拟图形，可能出现的回波应该有以下三种：

1 焊缝中的缺陷回波；

2 A面的反射回波，根据钢板及焊缝的尺寸、探头参数大概可以算出A面是否会有回波，如果焊缝熔合良好，屏幕上应该只有一个A面回波或无回波，通过测量水平位置及深度可以确认。

3 如果焊缝中间未熔透，可能A面无回波而B面出现变形纵波回波，此时一般会有缺陷回波和变形纵波同时出现（类似T型焊缝的状态）。通过模拟图形可以算出变形纵波的大概位置。

A面的回波或B面的变形纵波，通过理论计算可以大概确定其在屏幕上出现的位置，而且探头前后移动时B面变形纵波和缺陷回波会同时出现。