焊缝超声探伤中常见缺陷分析与假信号区分
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时间：2017-08-11
1 常见缺陷
焊缝超声探伤中缺陷主要有以下几种：
1.1 气孔
气孔是典型的焊接缺陷，气体的存在是形成气孔的先决条件。形成气孔的气体有两类：高温时金属溶解了较多的气体（如氢气和氮气）和熔池内产生的冶金反应产物（如一氧化碳和水蒸气）。焊接熔池吸收的气体因过饱和以致形成气泡，又不能及时逸出而残留于焊缝中，就会形成气泡。
特征：①气孔体积一般不大，呈球形或椭球形；②气孔中含有气体；③一般产生于引弧和熄弧处。
反射波的特征：单个气孔回波高度低，波形为单峰，较稳定，当探头绕缺陷转动时，缺陷波高大致不变，但探头定点转动时，反射波立即消失；密集气孔会出现一簇反射波，其波高随气孔大小而不同，当探头作定点转动时，会出现此起彼伏现象。
1.2 夹渣
夹渣是焊接过程中药皮等杂质夹杂在熔池中，熔池凝固后形成的焊缝中的夹杂物。形成原因有二：（1）焊件清理不干净、多层多道焊层间药皮清理不干净、焊接过程中药皮脱落在熔池中等；（2）电弧过长、焊接角度部队、焊层过厚、焊接线能量小、焊速快等，导致熔池中熔化的杂质未浮出而熔池凝固。
特征：①一般呈体积状，表面不规则；②夹渣中一般为非金属夹杂物。
反射波的特征：点状夹渣的回波信号类似于點状气孔。条状夹渣回波信号呈锯齿状，由于其反射率低，波幅不高且形状多呈树枝状，主峰边上有小峰。探头平移时。波幅有变动；探头绕缺陷移动时，反射波幅不相同。
1.3 未焊透
未焊透是指焊接时接头的根部未完全熔透的现象。
特征：①有一定的长度，一般产生于起弧和熄弧处；②未焊透的位置根据坡口型式，一般在焊缝中部、焊缝两侧和焊缝根部；
反射波的特征：在板厚双面焊缝中，未焊透位于焊缝中部，声波在未焊透缺陷表面上类似镜面反射，用单斜探头探测时有漏检的危险。对于单面探测根部未焊透，类似端角反射。探头平移时，未焊透波形稳定。焊缝两侧探伤时，均能得到人致相同的反射波幅。
1.4 裂缝
焊缝在焊接当中开裂有以下原因：应力、拘束力、刚性、化学成分、焊缝预留的间隙、电流、焊道、母材清洁度等。这些因素都可能造成焊缝开裂。虽然焊缝开裂原因很多，但在不同场合可能由多种因素造成，也有两种或三种因素造成，也有可能只受某一个因素造成。
特征：①裂缝有一定的长度和深度，表面不平整；②裂缝大多产生于应力比较大的部位，如十字接缝处。
反射波的特征：当波束与裂纹垂直时，缺陷波形明显、尖锐、波峰陡峭。探头平行移动时，但波形在荧光屏上的位置随裂纹方向、曲折程度而变，探头移动到一定距离后，才逐渐减幅，直至消失。
1.5 未熔合
反射波的特征：当超声波垂直入射到其表面时，波幅很高，从焊缝两侧探，声程着落点在熔合线附近。一次波幅高二次波幅低或者二次波幅高一次波幅低，探头平行移动时波幅平稳，摆动或转动探头，波形消失快。
2 假信号
在焊缝探伤中，常会出现一些非缺陷引起的反射信号，称之为假信号。产生的主要原因是焊缝成形结构和仪器灵敏度过高。主要形成原因及辨别方法有以下几种：
2.1 探头杂波
由于探头吸收块作用降低或失灵，吸收不好，故在始波后出现很多杂波。
由于探头晶片位置装得不合适，或探头有机玻璃块设计不合理，使探头内的纵波反射未能全部被有机玻璃块完全吸收，而被晶片接收而产生杂波。
探头不与工件接触，探头杂波即在示波屏上显示。在探伤过程中，探头杂波固定在某一定位置上，不随探头移动而移动，所以比较容易鉴别。
2.2 仪器杂波
仪器性能不好或灵敏度调节偏高而产生。当探头移动时，此杂波在示波屏上的位置不变；降低灵敏度，此种杂波消失。
2.3 耦合剂反射
探伤时，由于探伤前沿耦合剂堆积过多，也会引起反射讯号。探头不动，此波时而升高、时而降低，很不稳定；探头稍微移动，波形变化很大，无一定规律。如果用手指放在探头前面或消除耦合剂以后，反射波立即降低，或者消失。
2.4 焊角反射
超声波在焊角处的反射即为焊角反射。焊角反射的讯号与增强量的高度有关，增强量高，反射讯号高，增强量低，反射讯号低。若增强量小到一定程度（或无增强量）时，无焊角反射。
2.5 咬边反射
咬边属于焊缝边缘的表面缺陷，在表面检查时用肉眼可观察到，但在探伤时，很容易与内部缺陷相混淆。
2.6 沟槽反射
在自动焊的多道焊和手工焊的横焊中常形成一道道沟糟。由于自动焊中的沟槽比较规则，故容易鉴别。而手工焊中的沟槽则比较复杂，无一定规律且其沟槽深，需谨慎。
2.7 焊缝上下错位
在焊缝两侧探伤时，当发现焊角反射波在示波屏上出现的位置不同，它比正常的焊角反射位置超前或延迟，且超前和延后的格数相同时，则可认为是焊缝上下错位。
2.8 焊缝上下宽度不一
焊缝上下宽度不一的现象在焊接结构中常会发生。例如采用单面焊双面成型的焊接工艺、V型坡口等都会产生上宽下窄的焊缝成型。
焊缝超声探伤中缺陷主要有以下几种：
1.1 气孔
气孔是典型的焊接缺陷，气体的存在是形成气孔的先决条件。形成气孔的气体有两类：高温时金属溶解了较多的气体（如氢气和氮气）和熔池内产生的冶金反应产物（如一氧化碳和水蒸气）。焊接熔池吸收的气体因过饱和以致形成气泡，又不能及时逸出而残留于焊缝中，就会形成气泡。
特征：①气孔体积一般不大，呈球形或椭球形；②气孔中含有气体；③一般产生于引弧和熄弧处。
反射波的特征：单个气孔回波高度低，波形为单峰，较稳定，当探头绕缺陷转动时，缺陷波高大致不变，但探头定点转动时，反射波立即消失；密集气孔会出现一簇反射波，其波高随气孔大小而不同，当探头作定点转动时，会出现此起彼伏现象。
1.2 夹渣
夹渣是焊接过程中药皮等杂质夹杂在熔池中，熔池凝固后形成的焊缝中的夹杂物。形成原因有二：（1）焊件清理不干净、多层多道焊层间药皮清理不干净、焊接过程中药皮脱落在熔池中等；（2）电弧过长、焊接角度部队、焊层过厚、焊接线能量小、焊速快等，导致熔池中熔化的杂质未浮出而熔池凝固。
特征：①一般呈体积状，表面不规则；②夹渣中一般为非金属夹杂物。
反射波的特征：点状夹渣的回波信号类似于點状气孔。条状夹渣回波信号呈锯齿状，由于其反射率低，波幅不高且形状多呈树枝状，主峰边上有小峰。探头平移时。波幅有变动；探头绕缺陷移动时，反射波幅不相同。
1.3 未焊透
未焊透是指焊接时接头的根部未完全熔透的现象。
特征：①有一定的长度，一般产生于起弧和熄弧处；②未焊透的位置根据坡口型式，一般在焊缝中部、焊缝两侧和焊缝根部；
反射波的特征：在板厚双面焊缝中，未焊透位于焊缝中部，声波在未焊透缺陷表面上类似镜面反射，用单斜探头探测时有漏检的危险。对于单面探测根部未焊透，类似端角反射。探头平移时，未焊透波形稳定。焊缝两侧探伤时，均能得到人致相同的反射波幅。
1.4 裂缝
焊缝在焊接当中开裂有以下原因：应力、拘束力、刚性、化学成分、焊缝预留的间隙、电流、焊道、母材清洁度等。这些因素都可能造成焊缝开裂。虽然焊缝开裂原因很多，但在不同场合可能由多种因素造成，也有两种或三种因素造成，也有可能只受某一个因素造成。
特征：①裂缝有一定的长度和深度，表面不平整；②裂缝大多产生于应力比较大的部位，如十字接缝处。
反射波的特征：当波束与裂纹垂直时，缺陷波形明显、尖锐、波峰陡峭。探头平行移动时，但波形在荧光屏上的位置随裂纹方向、曲折程度而变，探头移动到一定距离后，才逐渐减幅，直至消失。
1.5 未熔合
反射波的特征：当超声波垂直入射到其表面时，波幅很高，从焊缝两侧探，声程着落点在熔合线附近。一次波幅高二次波幅低或者二次波幅高一次波幅低，探头平行移动时波幅平稳，摆动或转动探头，波形消失快。
2 假信号
在焊缝探伤中，常会出现一些非缺陷引起的反射信号，称之为假信号。产生的主要原因是焊缝成形结构和仪器灵敏度过高。主要形成原因及辨别方法有以下几种：
2.1 探头杂波
由于探头吸收块作用降低或失灵，吸收不好，故在始波后出现很多杂波。
由于探头晶片位置装得不合适，或探头有机玻璃块设计不合理，使探头内的纵波反射未能全部被有机玻璃块完全吸收，而被晶片接收而产生杂波。
探头不与工件接触，探头杂波即在示波屏上显示。在探伤过程中，探头杂波固定在某一定位置上，不随探头移动而移动，所以比较容易鉴别。
2.2 仪器杂波
仪器性能不好或灵敏度调节偏高而产生。当探头移动时，此杂波在示波屏上的位置不变；降低灵敏度，此种杂波消失。
2.3 耦合剂反射
探伤时，由于探伤前沿耦合剂堆积过多，也会引起反射讯号。探头不动，此波时而升高、时而降低，很不稳定；探头稍微移动，波形变化很大，无一定规律。如果用手指放在探头前面或消除耦合剂以后，反射波立即降低，或者消失。
2.4 焊角反射
超声波在焊角处的反射即为焊角反射。焊角反射的讯号与增强量的高度有关，增强量高，反射讯号高，增强量低，反射讯号低。若增强量小到一定程度（或无增强量）时，无焊角反射。
2.5 咬边反射
咬边属于焊缝边缘的表面缺陷，在表面检查时用肉眼可观察到，但在探伤时，很容易与内部缺陷相混淆。
2.6 沟槽反射
在自动焊的多道焊和手工焊的横焊中常形成一道道沟糟。由于自动焊中的沟槽比较规则，故容易鉴别。而手工焊中的沟槽则比较复杂，无一定规律且其沟槽深，需谨慎。
2.7 焊缝上下错位
在焊缝两侧探伤时，当发现焊角反射波在示波屏上出现的位置不同，它比正常的焊角反射位置超前或延迟，且超前和延后的格数相同时，则可认为是焊缝上下错位。
2.8 焊缝上下宽度不一
焊缝上下宽度不一的现象在焊接结构中常会发生。例如采用单面焊双面成型的焊接工艺、V型坡口等都会产生上宽下窄的焊缝成型。
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