钢结构焊缝超声波探伤时一种非缺陷回波的分析 麻洪轩摘 要：在对接接头和L型接头焊缝超声波探伤过程中，由于焊缝对口间隙过大，设计要求底部加衬板焊接，常规超声波探伤时，往往把板材公称厚度设定为探伤厚度，这时衬板底部的回波会折射到焊缝中间，很容易被误判为缺陷。通过现场焊缝处理，多次验证实验，判断回波反射条件，明确了这种非缺陷回波产生的原因和特点。关键词：焊缝;超声波探伤;衬板;缺陷回波一、问题的发现在北京轨道交通新机场线一期工程磁各庄车辆段钢结构检测过程中，钢管框架柱是由材质为Q345B、厚度为25-50mm的低碳合金钢组焊而成，它具有综合性能好、低温性能好、冷冲压性能、焊接性能和可切削性能好等。施工单位焊接均采用单边V型坡口、底部加衬板焊接。在厚板焊缝超声波探伤（B级）时，常发现距离根部5-8mm深度范围内的熔合线附近有不同长度连续的超标反射回波，偶尔焊缝全长都有此种回波。以32mm对接焊缝为例，其结构形式如图1所示，采用HS610e数字超声波探伤仪，其回波指示位置见表1。按照常规的探伤方法，在探伤之前把仪器参数检测厚度设定为板材厚度，那么一次波扫查到衬板底部时，设备自动换算深度就为板材厚度减掉衬板厚度，在仪器显示屏中会有一个反射波，它的水平距离、深度距离均反映这个反射波就处在焊缝中，当探头前后移动过程中，在一定范围内，这个反射波还一直存在;在更换探头，采用不同角度探头检测之后，此反射波还依然存在，对于这种反射波，很容易判断评定为坡口未熔合或母材中的缺陷。当在焊缝表面气刨返修后，反射波仍然存在。二、非缺陷回波的分析在焊缝检测中，由于工件结构特殊、表面状况、焊接状况、仪器、探头和耦合性能等原因引起的反射回波，它不是焊縫内部真实缺陷引起的，这种波称为非缺陷回波。本文提到的非缺陷回波是由焊缝结构引起的，在房建钢结构施工中，多采用单边V型坡口、底部加衬板焊接，在焊接过程中，底部衬板也会一起熔合，这时，焊缝厚度就为板材厚度加上衬板厚度，而我们在超声波探伤过程中，厚度往往参考的是板材厚度，这就为我们判断反射波是否为缺陷波造成了一定的干扰。当把底部衬板切割打磨掉之后，这种非缺陷回波随之消失。三、非缺陷回波的种类焊缝检测中常会出现一些独特的非缺陷回波，常见的有：沟槽回波、焊角回波等。（一） 沟槽回波在厚壁管多道焊的焊缝表面会形成一道道沟槽。当超声波检测扫查到沟槽时，会引起沟槽反射。沟槽反射的特点是，在沟槽的一侧检测时，回波稍高，另一侧回波低，或者没有回波，见图2。如果用蘸有油的手指在沟槽处轻拍，回波会上下跳动。根据回波信号显示的深度和水平位置，可以判断该回波信号的位置与沟槽实际位置相符，所以此回波信号是焊道之间的沟槽所引起的非缺陷回波。自动焊沟槽大小比较规则、深浅比较均匀，当出现沟槽反射波时沿焊缝水平方向移动探头，可以持续观察到回波;手工焊的沟槽大小不规则、深浅不太均匀，沟槽反射波的出现没有规律。因此，后者比前者更难识别和确认，当发现疑似波是要两侧检测，仔细对照，是否符合沟槽反射波的特征。（二）焊角回波焊缝一般都有一定的余高，余高与母材的交界处称为焊角，由焊角产生的回波称为焊角回波。在阶梯试块上做一个实验：如图3所示，从A、B两个相反的方向检测同一个台阶，探头在A位置时会有回波，在B位置时没有回波。实际焊缝产生的焊角回波如图4所示。由上述实验可知，焊角回波的特点是：探头在工件上A位置处会有焊角回波产生，在B位置处则无焊角回波产生;焊角回波高度与余高高度有关，余高高时焊角回波高度高，余高低时焊角回波高度低，余高低到一定程度时，无焊角回波。当探头沿焊缝平行移动时，焊角回波的位置不会变动，当探头垂直焊缝作前后移动时，焊角回波的位置会相应的移动一段距离;如果根据最高焊角回波的位置计算出它的水平距离和垂直距离，计算出的焊角位置与工件上的实际焊角位置相同;如果用手指蘸上油轻轻敲击工件的焊角处，焊角回波会上下跳动。根据焊角回波的这些特点就可识别焊角回波。结束语（一）在焊缝检测时，要仔细观察工件结构、表面状况、焊接状况，精确对回波定位，认真分析回波特点，寻找反射条件，就可以识别非缺陷回波，避免误判。（二） 建议把仪器参数检测厚度设置为“0”，有利于分析底部衬板回波和根部焊瘤回波。参考文献：1郑晖 林树青;全国特种设备无损检测人员资格考核统编教材 超声检测第2版2李向阳;对接焊缝超声波探伤中的伪缺陷回波分析;电力设备;2019年第5期 -全文完-