CN113484423B

CN113484423B - 一种t型焊接接头tofd检测对比试块及检测方法

Info

Publication number: CN113484423B
Application number: CN202110690921.5A
Authority: CN
Inventors: 刘妹; 张力华; 畅三军; 李丹
Original assignee: China Railway Shanhaiguan Bridge Group Co Ltd
Current assignee: China Railway Shanhaiguan Bridge Group Co Ltd
Priority date: 2021-06-22
Filing date: 2021-06-22
Publication date: 2023-02-21
Anticipated expiration: 2041-06-22
Also published as: CN113484423A

Abstract

本发明提供一种T型焊接接头TOFD检测对比试块，与待测工件结构相同、厚度相同，与待测工件结构相同、厚度相同，其上开设有三个直径2mm的通孔，通孔位置均设置于产生衍射信号最不利的位置。基于该T型焊接接头TOFD检测对比试块的T型焊接接头TOFD检测方法，检测前，测定仪器和探头组合的‑12dB声束扩散角，确保检测时探头能够完全覆盖整个T型焊接接头，在检测面两侧各放置一个探头，移动探头位置使得探头对的声束交点位于2/3(t₁+h+10)处，其中t₁为翼板厚度，h为焊角高度，同时保证探头对之间的距离为4/3(t₁+h+10)×tanβ，其中β为探头折射角。

Description

一种T型焊接接头TOFD检测对比试块及检测方法

技术领域

本发明涉及焊接接头超声检测技术领域，尤其是一种T型焊接接头TOFD检测对比试块及检测方法。

背景技术

在钢桥、钢结构的制造过程中，经常采用T型焊接接头、全熔透焊接接头或部分熔深的焊接接头。该类焊接接头都是钢桥、钢结构的重要受力部位。加强该类焊接接头的焊接质量过程控制，既能保证焊接接头危害性缺陷的检出，也为焊接技术人员提供可靠的数据和帮助，以及时修正不合理的焊接工艺，更重要的是，能够保障钢桥、钢结构的构造使用的安全性、耐久性。

目前，T型焊接接头基本上都是采用脉冲反射法进行超声检测。按照GB/T 11345-2013规定，在翼板外侧采用直探头扫查，在腹板上一面或双面采用斜探头扫查，如图1所示。检测过程相对比较繁琐，检测效率较低，对检测人员的实践经验要求高。GB/T 3323-2005虽然对角接(T型)接头规定了透照方式(参照图2)，但其厚度差较大，导致底片黑度差较大，厚度变化导致散射比增大，产生边蚀效应，各处几何不清晰度和散射比不一，影像质量和缺陷检出灵敏度较差。

发明内容

针对现有技术存在的不足之处，本发明提供一种T型焊接接头TOFD检测对比试块以及基于该对比试块的TOFD检测方法。

本发明保护一种T型焊接接头TOFD检测对比试块，与待测工件结构相同、厚度相同，其上开设有三个直径2mm的通孔，通孔位置均设置于产生衍射信号最不利的位置；具体的，其中一个开设于两侧焊缝下焊趾连线中心点处，另外两个开设于距下焊趾连线4mm处，同时距两侧焊缝表面水平距离为4mm。

本发明还保护基于上述T型焊接接头TOFD检测对比试块的T型焊接接头TOFD检测方法，检测前，测定仪器和探头组合的-12dB声束扩散角，确保检测时探头能够完全覆盖整个T型焊接接头，在检测面两侧各放置一个探头，移动探头位置使得探头对的声束交点位于2/3(t₁+h+10)处，其中10表征焊缝热影响区宽度，单位mm，t₁为翼板厚度，h为焊角高度，同时保证探头对之间的距离为4/3(t₁+h+10)×tanβ，其中β为探头折射角。

针对探头灵敏度设置，可以采用对比试块设置灵敏度，将直径2mm的通孔各反射体产生的最弱衍射信号波幅设定到满屏高的40-80％，作为灵敏度；还可以采用待测工件上设置灵敏度，将直通波的波幅设定到满屏高的40～80％，作为灵敏度。

探头位置确定，检测灵敏度校准后，首先在对比试块无缺欠处进行扫查，获得的TOFD图像作为检测时的参考对比图像。

本发明公开的检测方法的缺陷衍射信号波幅基本不受声束角度影响，能够有效发现任何方向的缺陷，具有很高的缺陷检出率，对缺陷高度的定量精度高，检测效率高，对T型焊接接头缺陷的检出、检测效率、灵敏度，均优于现有的脉冲反射法超声检测和射线检测。通过加强T型焊接接头的焊接质量过程控制，既能保证对T型焊接接头危害性缺陷的检出，也为焊接技术人员提供可靠的数据和帮助，及时修正不合理的焊接工艺，更重要的是，能够保障钢桥、钢结构的构造使用的安全性、耐久性，避免由于焊缝缺陷漏检对钢结构件造成的隐性危险。

附图说明

图1是T型焊接接头的脉冲反射法超声检测；

图2是角接(T型)接头射线照相透照方式；

图3是本发明公开的T型焊接接头TOFD检测对比试块结构示意图；

图4是TOFD检测PCS值设定示意图；

图5是对比试块无缺陷的TOFD图像；

图6是焊接接头有缺陷的TOFD图像。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明公开一种T型焊接接头TOFD检测对比试块，与待测工件结构相同、厚度相同，其上开设有三个直径2mm的通孔，通孔位置均设置于产生衍射信号最不利的位置；具体的，其中一个开设于两侧焊缝下焊趾连线中心点处，另外两个开设于距下焊趾连线4mm处，同时距两侧焊缝表面水平距离为4mm，如图3所示。

实施例2

本发明公开一种基于实施例1公开的T型焊接接头TOFD检测对比试块的T型焊接接头TOFD检测方法。

一、检测前，测定仪器和探头组合的-12dB声束扩散角，确定检测时探头能够完全覆盖整个T型焊接接头，若不能，应选择更大的折射角探头。

二、在检测面两侧各放置一个探头(参照图3)，移动探头位置使得探头对的声束交点位于2/3(t₁+h+10)处，其中t₁为翼板厚度，h为焊角高度，同时保证探头对之间的距离PCS为4/3(t₁+h+10)×tanβ，其中β为探头折射角，10(单位mm)表征焊缝热影响区宽度，如图4所示。

探头灵敏度设置，可以采用待测工件上设置灵敏度，将直通波的波幅设定到满屏高的40～80％，作为灵敏度；优选采用对比试块设置灵敏度，将通孔各反射体产生的最弱衍射信号波幅设定到满屏高的40-80％，作为灵敏度。因通孔位置设置于产生衍射信号最不利的位置，基于通孔的灵敏度设置优于直通波灵敏度设置。

四、探头位置确定，检测灵敏度校准后，首先在对比试块无缺欠处进行扫查，获得TOFD图像作为检测时的参考对比图像(参照图5)。

通过T型焊接接头的检测，对与检测面垂直或倾斜角度接近入射角的面积型缺陷，TOFD超声检测灵敏度高、可靠性高。由于焊趾反射信号的干扰，可能会影响翼板和腹板之间的未熔合以及在翼板侧焊缝的层状撕裂缺陷信号的判别，可按照GB/T 11345-2013规定，在翼板外侧采用直探头扫查，当翼板厚度≤20mm时，建议采用双晶直探头，检测灵敏度按照GB/T 11345-2013标准选取。

在每米焊缝不同位置设置11个缺陷，采用现有脉冲超声法检测，检出6个缺陷，检出率为54.5％；采用射线检测仅能检出4个缺陷，检出率为6.4％；基于本发明公开的对比试块和TOFD检测方法，检出9个缺陷，检出率达到81.8％。由此看出，基于本发明提供的对比试块和检测方法，可以大大地提高T型焊接接头的缺陷检出率及检测效率。

最后，还需要注意的是，以上列举仅是本发明一个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims

1.一种T型焊接接头TOFD检测对比试块，其特征在于，与待测工件结构相同、厚度相同，其上开设有三个直径2mm的通孔，通孔位置均设置于产生衍射信号最不利的位置；

具体的，其中一个开设于两侧焊缝下焊趾连线中心点处，另外两个开设于距下焊趾连线4mm处，同时距两侧焊缝表面水平距离为4mm。

2.基于权利要求1所述的T型焊接接头TOFD检测对比试块的T型焊接接头TOFD检测方法，其特征在于，检测前，测定仪器和探头组合的-12dB声束扩散角，确保检测时探头能够完全覆盖整个T型焊接接头，在检测面两侧各放置一个探头，移动探头位置使得探头对的声束交点位于2/3(t₁+h+10)处，其中10表征焊缝热影响区宽度，单位mm，t₁为翼板厚度，h为焊角高度，同时保证探头对之间的距离为4/3(t₁+h+10)×tanβ，其中β为探头折射角。

3.根据权利要求2所述的T型焊接接头TOFD检测方法，其特征在于，采用对比试块设置灵敏度，将通孔各反射体产生的最弱衍射信号波幅设定到满屏高的40-80％，作为灵敏度。

4.根据权利要求2所述的T型焊接接头TOFD检测方法，其特征在于，采用待测工件上设置灵敏度，将直通波的波幅设定到满屏高的40～80％，作为灵敏度。

5.根据权利要求2-4任意一项所述的T型焊接接头TOFD检测方法，其特征在于，探头位置确定，检测灵敏度校准后，首先在对比试块无缺欠处进行扫查，获得的TOFD图像作为检测时的参考对比图像。