超聲波無損探傷過程中如何判斷焊縫是氣孔、裂縫還是未焊透缺陷？

超聲波無損探傷技術(shù)，作為焊縫質(zhì)量檢測(cè)的主要方式之一，它利用超聲波在材料中傳播時(shí)遇到缺陷會(huì)產(chǎn)生反射、折射和散射等特性，能夠有效檢測(cè)出焊縫內(nèi)部的各種缺陷，具有檢測(cè)靈敏度高、穿透能力強(qiáng)、檢測(cè)速度快、對(duì)人體無害等優(yōu)點(diǎn)，而且不需要對(duì)工件進(jìn)行破壞性的處理，不會(huì)影響工件的后續(xù)使用。

我們?cè)诤缚p探傷過程中，僅僅檢測(cè)出焊縫存在缺陷是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要準(zhǔn)確判斷缺陷的類型對(duì)于評(píng)估焊縫質(zhì)量。不同類型的缺陷，如氣孔、夾渣、未熔合、未焊透和裂紋等，其產(chǎn)生的原因、對(duì)焊縫性能的影響以及處理方法都各不相同。例如，氣孔是由于焊接過程中氣體未能及時(shí)逸出而在焊縫中形成的空洞，一般對(duì)焊縫的強(qiáng)度影響相對(duì)較小，但過多的氣孔可能會(huì)降低焊縫的致密性；而裂紋則是一種極其危險(xiǎn)的缺陷，它具有尖銳的端部，容易引發(fā)應(yīng)力集中，極大地降低焊縫的強(qiáng)度和韌性，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在承受較小載荷時(shí)就發(fā)生斷裂。因此，在超聲波無損探傷過程中，我們要判斷出缺陷的類型。

判斷焊縫缺陷方法

（1）點(diǎn)狀缺陷（氣孔、點(diǎn)狀?yuàn)A渣）

在超聲波探傷中，點(diǎn)狀缺陷的波形特征較為獨(dú)特。以單個(gè)氣孔為例，其回波高度相對(duì)較低，波形呈現(xiàn)出明顯的單峰形態(tài)，且十分穩(wěn)定。從各個(gè)方向?qū)蝹€(gè)氣孔進(jìn)行探測(cè)時(shí)，所接收到的反射波幅度大體相同，這是因?yàn)闅饪捉朴谇蛐危瑢?duì)超聲波的反射較為均勻。然而，氣孔缺陷的反射波有一個(gè)顯著特點(diǎn)，只要稍微移動(dòng)探頭，反射波就會(huì)迅速消失。這是由于氣孔尺寸較小，聲束一旦偏離，就難以再接收到其反射波。

點(diǎn)狀?yuàn)A渣的回波信號(hào)與點(diǎn)狀氣孔有相似之處，但仔細(xì)觀察，兩者仍存在區(qū)別。點(diǎn)狀?yuàn)A渣的波寬通常比點(diǎn)狀氣孔的波寬大。這是因?yàn)閵A渣物的形狀和結(jié)構(gòu)相對(duì)更復(fù)雜，其與母材的界面不規(guī)則，導(dǎo)致超聲波在反射過程中產(chǎn)生更多的散射和干涉，從而使反射波的寬度增加。當(dāng)探頭平移時(shí)，點(diǎn)狀?yuàn)A渣的反射波幅度會(huì)有一定變動(dòng)，不像單個(gè)氣孔那樣穩(wěn)定，從不同方向探測(cè)時(shí)，反射波幅也會(huì)有所不同。這是因?yàn)閵A渣的形狀不規(guī)則，不同方向上與聲束的作用情況不同，所以反射波幅會(huì)呈現(xiàn)出差異。

（2）面狀缺陷

條狀?yuàn)A渣：當(dāng)使用探頭進(jìn)行左右檢測(cè)時(shí)，在缺陷檢測(cè)范圍內(nèi)，探傷儀熒光屏上呈現(xiàn)的波形波幅變化不大，波寬較大，形狀呈鋸齒狀，根部寬度也較大，波幅整體偏低。這是由于條狀?yuàn)A渣在長度方向上有一定的尺寸，聲束在其表面反射時(shí)，不同位置的反射波相互疊加，使得波幅變化相對(duì)平穩(wěn)，但由于夾渣與母材的聲阻抗差異不是特別大，所以波幅較低。在探頭進(jìn)行前后、環(huán)繞和轉(zhuǎn)動(dòng)掃查方式下，波幅都呈現(xiàn)出先增大后減小的特征。這是因?yàn)樵谶@些掃查過程中，當(dāng)聲束逐漸垂直于條狀?yuàn)A渣的表面時(shí)，反射波最強(qiáng)，波幅增大；而當(dāng)聲束偏離垂直方向時(shí)，反射波減弱，波幅減小。

未熔合：未熔合缺陷在探頭的四種檢測(cè)方式下，波形形狀具有單一、尖銳、光滑的特點(diǎn)，同時(shí)有一定波寬，并且上升和下降速度都很快。在探頭環(huán)繞和轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)過程中，波幅先增大后減小，這是因?yàn)楫?dāng)探頭轉(zhuǎn)動(dòng)或環(huán)繞到聲束與未熔合界面垂直時(shí)，反射波最強(qiáng)，波幅達(dá)到最大值；隨著探頭繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)或環(huán)繞，聲束與未熔合界面的夾角發(fā)生變化，反射波減弱，波幅減小。在探頭左右檢測(cè)過程中，波幅變化小，波形穩(wěn)定，這是因?yàn)樽笥覚z測(cè)時(shí)，聲束與未熔合界面的相對(duì)角度變化不大，所以波幅較為穩(wěn)定。在探頭前后檢測(cè)過程中，波形剛開始出現(xiàn)和快消失的時(shí)候波幅略有下降，這是因?yàn)樵跈z測(cè)起始和結(jié)束階段，聲束與未熔合界面的作用情況發(fā)生變化，導(dǎo)致反射波幅下降。

未焊透：未焊透缺陷在四種檢測(cè)方式下，波形形狀較為單一，波形上升時(shí)間和下降時(shí)間都較長，波形根部寬度較大。在探頭左右檢測(cè)過程中，波幅變化小，波形穩(wěn)定，這是因?yàn)槲春竿溉毕萃ǔＮ挥诤缚p根部，在左右檢測(cè)時(shí)，聲束與未焊透缺陷的相對(duì)位置關(guān)系變化不大，所以波幅和波形相對(duì)穩(wěn)定。在探頭環(huán)繞和轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)過程中，波幅先增大后減小，并且當(dāng)探頭轉(zhuǎn)到一定角度時(shí)，可能檢測(cè)不到缺陷波。這是因?yàn)槲春竿溉毕菥哂幸欢ǖ姆较蛐裕?dāng)聲束垂直于未焊透面時(shí)，反射波最強(qiáng)，波幅增大；隨著探頭轉(zhuǎn)動(dòng)，聲束與未焊透面的夾角逐漸增大，當(dāng)超過一定角度時(shí)，聲束無法有效反射，就檢測(cè)不到缺陷波了。在探頭前后檢測(cè)過程中，波形剛開始出現(xiàn)和快消失的時(shí)候波幅略有下降，原因與未熔合缺陷類似，是由于檢測(cè)起始和結(jié)束階段聲束與未焊透缺陷的作用變化導(dǎo)致的。比如在檢測(cè)厚板對(duì)接焊縫時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)這樣的波形特征，就可能存在未焊透缺陷。

裂紋：當(dāng)探頭左右移動(dòng)時(shí)，裂紋缺陷的波形變化毫無規(guī)律，波幅變動(dòng)劇烈，波寬變化也較大，并且波形呈現(xiàn)多峰、陡峭的形態(tài)，上升和下降時(shí)間沒有規(guī)則變化。這是因?yàn)榱鸭y的形狀不規(guī)則，表面粗糙，存在許多凹凸不平的地方，超聲波在裂紋表面反射時(shí)，會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的反射、散射和干涉現(xiàn)象，導(dǎo)致波幅和波形的劇烈變化。當(dāng)探頭轉(zhuǎn)動(dòng)和環(huán)繞檢測(cè)時(shí)，當(dāng)探頭轉(zhuǎn)到一定角度檢測(cè)不到缺陷波，并且在探頭檢測(cè)方向與缺陷反射面垂直的時(shí)候所檢測(cè)的波形波幅最大，離開垂直角度時(shí)波幅逐漸減小。這是因?yàn)榱鸭y具有明顯的方向性，只有當(dāng)聲束垂直于裂紋面時(shí)，才能獲得最強(qiáng)的反射波；當(dāng)聲束偏離垂直方向時(shí)，反射波迅速減弱，當(dāng)角度超過一定范圍時(shí)，就無法檢測(cè)到缺陷波了。探頭前后檢測(cè)時(shí)，波幅在波形出現(xiàn)到消失的過程中略有減小，且在過程中波幅也是變化不斷。