CN103293224B - 一种钢箱梁u肋角焊缝的超声相控阵检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钢箱梁U肋角焊缝的超声相控阵检测方法。此方法的检测装置包括超声相控阵检测仪（1）、相控阵探头（2）、CSK-IA试块（3）、对比试块（4）、U肋腹板（5）、面板（6）和角焊缝（7）。本发明一种钢箱梁U肋角焊缝的超声相控阵检测方法，用对比试块对设备进行灵敏度调节，记录相控阵探头前端至沟槽的水平距离，然后在U肋腹板上划出检测线，最后采用相控阵探头检测焊缝的熔深和内部缺陷，本发明方法解决了钢箱梁U肋角焊缝熔深和内部缺陷检测的难题，使钢箱梁U肋角焊缝的焊接质量得到有效控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢箱梁U肋角焊缝的超声相控阵检测方法，属于无损检测技术领域。
背景技术
随着我国桥梁建设的不断发展，正交异性桥面板因其特有的优势正在越来越多的被应用，正交异性桥面板在全桥荷载作用下，所承受的面内应力不大，因此在对正交异性桥面板研究中，应重点关注局部应力、面外变形和扭转产生的应力。而桥面板疲劳问题的焊缝主要表现在U肋焊缝。目前国内外对钢箱梁桥面板U肋的无损检测主要是采用磁粉探伤，磁粉检测是针对表面和近表面缺陷的检测手段，无法识别内部缺陷。然而U肋角焊缝生产的技术规范中对焊缝内部质量提出了比较具体的要求：熔深不低于板厚的80%，熔深范围内不允许有超标缺陷。使用常规超声（UT）或射线（RT）技术对角焊缝进行熔深测量时难度很大，且精度不高。UT检测很难辨别未焊透顶端信号与其他缺陷信号或几何反射信号，分辨力较差。且对未焊透的测量依赖波幅法，定量精度较差，基本不能满足桥梁中对于测量精度的要求。RT技术由于需要背面贴片，施工难度极大，工作效率低，很难满足工程进度的需要，成本也高，另一方面，该处透照厚度差大，故成像质量差，灵敏度低，不宜采用。
超声相控阵工作原理是通过电子技术控制超声声束的发射、偏转、聚焦等来实现无损检测。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供了一种方便快捷的钢箱梁U肋角焊缝检测方法，此方法能够对钢箱梁U肋角焊缝熔深及熔深内的焊缝质量进行检测。
本发明的目的是这样实现的：
一种钢箱梁U肋角焊缝的超声相控阵检测方法，其特点是所述方法包括以下步骤：
步骤一：超声相控阵检测仪的参数设置
设置超声相控阵检测仪的参数，相控阵探头频率设置为5MHz-10MHz，时基范围设置为100mm，焦距设置为16mm、超声声速设置为3230m/s、角度范围设置为40°～80°，
步骤二：超声相控阵检测仪的调试
超声相控阵检测仪的调试分为三步：
首先线性的调试，在CSK-IA试块上调试超声相控阵检测仪的垂直线性高度偏差应在±3%以内、水平线性误差不应超过±0.5mm、增益线性幅值偏差在±3%以内，
然后相控阵探头有效晶片评估，在CSK-IA试块上进行有效晶片评估，当晶片失效数量达到所使用晶片数量的10%或相邻两个晶片同时失效时，需更换相控阵探头，
最后零点的调试，在CSK-IA试块上调试超声相控阵检测仪的零点，
步骤三：灵敏度的调节
在对比试块上，利用第一斜槽和第二斜槽调节超声相控阵检测仪的灵敏度，并将第一斜槽的回波信号调至超声相控阵检测仪满屏的60%-80%，测量相控阵探头前端至第一斜槽的水平距离a，并记录下此距离a，此距离即为相控阵探头至角焊缝的距离a，
步骤四：实施检测
按照步骤三确定的距离a，在U肋腹板上划检测线，以该线为基准线，按照步骤三确定的灵敏度进行检测。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明一种钢箱梁U肋角焊缝的超声相控阵检测方法，用对比试块对设备进行灵敏度调节，记录相控阵探头前端至沟槽的水平距离，然后在U肋腹板上划出检测线，最后采用相控阵探头检测焊缝的熔深和内部缺陷，本发明方法解决了钢箱梁U肋角焊缝熔深和内部缺陷检测的难题，使钢箱梁U肋角焊缝的焊接质量得到有效控制。
附图说明
图1为本发明的检测装置示意图。
图2为本发明的CSK-IA试块结构示意图。
图3为本发明的对比试块的结构示意图。
图4为图3中A的放大图。
图5为本发明另外一个对比试块的结构示意图。
图6为图5中B的放大图。
图7为本发明确定相控阵探头至第一斜槽的水平距离a的示意图。
图8为本发明U肋腹板划检测线的示意图。
图中：
超声相控阵检测仪1，
相控阵探头2，
CSK-IA试块3，
对比试块4，
第一斜槽4.1，
第二斜槽4.2，
U肋腹板5，
面板6，
角焊缝7，
检测线8
距离a。
具体实施方式
参见图1-8，本发明涉及一种钢箱梁U肋角焊缝的超声相控阵检测方法，此方法的检测装置包括超声相控阵检测仪1、相控阵探头2、CSK-IA试块3、对比试块4、U肋腹板5、面板6和角焊缝7，所述U肋腹板5的下端与面板6焊接，并形成角焊缝7，所述相控阵探头2设置在U肋腹板5的外侧，用于检测角焊缝7的熔深及内部缺陷，所述超声相控阵检测仪1与相控阵探头2相连。
所述对比试块4为与U肋腹板5相同的材质平板斜槽试块，试块一组2个，试块外形尺寸为150mm×30mm×Tmm的长方形板材，其中T为U肋板的厚度，所述每个对比试块4的平面上距端部30mm分别开有第一斜槽4.1和第二斜槽4.2，斜槽向距离30mm的端部方向倾斜，并且与底面的夹角和U肋腹板5与面板6的夹角一致，所述第一斜槽4.1和第二斜槽4.2的槽宽均为0.2mm，第一斜槽4.1的槽深为0.2Tmm，第二斜槽4.2的槽深为0.4Tmm。
本发明一种钢箱梁U肋角焊缝的超声相控阵检测方法的流程如下：
步骤一：超声相控阵检测仪1的参数设置
设置超声相控阵检测仪1的参数，相控阵探头2频率设置为5MHz-10MHz，时基范围设置为100mm，焦距设置为16mm、超声声速设置为3230m/s、角度范围设置为40°～80°。
步骤二：超声相控阵检测仪1的调试
超声相控阵检测仪1的调试分为三步：
1、线性的调试，在CSK-IA试块3上调试超声相控阵检测仪1的垂直线性高度偏差应在±3%以内、水平线性误差不应超过±0.5mm、增益线性幅值偏差在±3%以内。
2、相控阵探头2有效晶片评估，在CSK-IA试块3上进行有效晶片评估，当晶片失效数量达到所使用晶片数量的10%或相邻两个晶片同时失效时，需更换相控阵探头2。
3、零点的调试，在CSK-IA试块3上调试超声相控阵检测仪1的零点，超声相控阵检测仪1用A型脉冲反射扫描调整，以使被检材料中的声传播获得准确的信号显示。
步骤三：灵敏度的调节
在对比试块4上，利用第一斜槽4.1和第二斜槽4.2调节超声相控阵检测仪1的灵敏度，并将第一斜槽4.1的回波信号调至超声相控阵检测仪1满屏的60%-80%，测量相控阵探头2前端至第一斜槽4.1的水平距离a，并记录下此距离a，此距离即为相控阵探头2至角焊缝7的距离a。
步骤四：实施检测
按照步骤三确定的距离a，在U肋腹板5上划检测线8，以该线为基准线，按照步骤三确定的灵敏度进行检测。
通过以上步骤即可检测角焊缝7的熔深和内部缺陷。
Claims (1)
1.一种钢箱梁U肋角焊缝的超声相控阵检测方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：
步骤一：超声相控阵检测仪（1）的参数设置
设置超声相控阵检测仪（1）的参数，相控阵探头（2）频率设置为5MHz-10MHz，时基范围设置为100mm，焦距设置为16mm、超声声速设置为3230m/s、角度范围设置为40°～80°，
步骤二：超声相控阵检测仪（1）的调试
超声相控阵检测仪（1）的调试分为三步：
首先线性的调试，在CSK-IA试块（3）上调试超声相控阵检测仪（1）的垂直线性高度偏差应在±3%以内、水平线性误差不应超过±0.5mm、增益线性幅值偏差在±3%以内，
然后相控阵探头（2）有效晶片评估，在CSK-IA试块（3）上进行有效晶片评估，当晶片失效数量达到所使用晶片数量的10%或相邻两个晶片同时失效时，需更换相控阵探头（2），
最后零点的调试，在CSK-IA试块（3）上调试超声相控阵检测仪（1）的零点，
步骤三：灵敏度的调节
在对比试块（4）上，利用第一斜槽（4.1）和第二斜槽（4.2）调节超声相控阵检测仪（1）的灵敏度，并将第一斜槽（4.1）的回波信号调至超声相控阵检测仪（1）满屏的60%-80%，测量相控阵探头（2）前端至第一斜槽（4.1）的水平距离a，并记录下此距离a，此距离即为相控阵探头（2）至角焊缝（7）的距离a，
步骤四：实施检测
按照步骤三确定的距离a，在U肋腹板（5）上划检测线（8），以该线为基准线，按照步骤三确定的灵敏度进行检测。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |