CN218824090U - 一种构架环形焊缝超声探伤试块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种构架环形焊缝超声探伤试块，包括试块本体，试块本体包括相互垂直的横梁和侧梁，横梁和侧梁焊接形成焊缝；若干横孔分别设置于焊缝两端，横孔的延伸方向与焊缝的延伸方向平行，各横孔的孔径、孔深相同，埋深不同。本实用新型通过将在焊缝两端设置若干孔径、孔深相同，埋深不同的横孔，能够使试块在校准探伤灵敏度时，所制作的距离‑波幅曲线更准确，该试块可以在构架环形焊缝超声探伤时，帮助检测员调节合理的DAC曲线，制定合理评定线、定量线、判废线，提高构架环形焊缝缺陷定量结果的精确性。

Description

一种构架环形焊缝超声探伤试块

技术领域

本实用新型属于焊缝检测技术领域，具体涉及一种构架环形焊缝超声探伤试块。

背景技术

构架是动车组转向架的骨架，它将转向架的各个零、部件组成一个整体，并承受和传递载荷。动车组转向架构架由两根侧梁、两根横梁、各类吊座以及若干其他附件组成。作为车体和轮对之间载荷传递的中间结构，构架的作用相当重要，被设计成载荷传递和承接的“H”型框架结构。侧梁与横梁连接处为插入式管板结构，需承受大量载荷，通常采用环焊方式进行焊接。焊接形成的环形焊缝是一个典型的圆周堆焊焊缝，焊接检验等级为CPB，且需进行100％超声波探伤，是焊接构架中最重要，也是对焊接质量最严格的焊缝。

工艺要求动车组环形焊缝采用多层多道堆焊的方式进行焊接，由内至外可分为打底层、填充层、盖面层和打磨辅助层4层，共计11道焊缝。其中，打底层为第1道焊缝，填充层为第2-6道焊缝，盖面层为第7-11道焊缝，打磨辅助层为第11道焊缝，环形焊缝在焊接过程中可能产生的主要缺陷有外观缺陷、焊缝内部熔合不良、夹渣、气孔、裂纹、未焊透等。

以上5种缺陷为T型焊缝的常见缺陷，在拼焊逢检测时要尽可能把这些缺陷全部检测出来，通过补焊来保证复合板质量。超声探伤灵敏度太高或太低都不好，太高杂波多，判伤困难，太低会引起漏检，因此在对工件进行超声探伤前，常用试块上某一特定的人工反射体来调整检测灵敏度，而利用试块绘出的距离-波幅曲线(即DAC曲线)来对缺陷定量是目前常用的定量方法之一。

目前，侧梁与横梁结合部位环焊缝采用双晶直探头进行检测，使用RB-4-1或RB-41-1试块T/2处的Φ3mm长横孔进行校准(横孔用于模拟体积型缺陷),将探头置于焊缝表面，将T/2处Φ3mm长横孔最大反射波高调整到满屏80％，以此为基准灵敏度。但RB-4-1试块与实际检测对象在尺寸、结构等方面存在较大差异，且只有1个Φ3mm长横孔用于校准，缺陷定量结果与实际尺寸存在较大差异。

因此，设计一种能够精准调整用于构架环形焊缝的超声探伤灵敏度的试块，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

有鉴于此特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种构架环形焊缝超声探伤试块，通过在焊缝两端设置若干孔径、孔深相同，埋深不同的横孔，能够使试块在校准探伤灵敏度时，所制作的距离-波幅曲线更准确，解决了现有超声探伤仪在对构架环形焊缝进行超声探伤时，因探伤灵敏度太高或太低造成的缺陷定量结果不准确的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是：

一种构架环形焊缝超声探伤试块，包括试块本体，试块本体包括相互垂直的横梁和侧梁，横梁和侧梁焊接形成焊缝；

若干横孔分别设置于焊缝两端，横孔的延伸方向与焊缝的延伸方向平行，各横孔的孔径、孔深相同，埋深不同。

进一步，包括若干试块本体，各试块本体上分别设有相同的焊缝，各试块本体的焊缝的至少一端设有横孔，不同焊缝上所设横孔的孔径、孔深相同，埋深不同。

进一步，横孔包括：

第一横孔，自焊缝第一端的端面向焊缝内延伸，埋深为第一预设尺寸；

第二横孔，与第一横孔的孔径、孔深相同，自焊缝第二端的端面向焊缝内延伸，埋深为第二预设尺寸；

孔深小于焊缝长度的一半。

进一步，焊缝为堆焊焊缝，包括打底层、填充层、盖面层和打磨辅助层；

横孔设置在焊缝的填充层和/或盖面层。

进一步，侧梁与横梁对接的一端设有斜面，焊缝设置在侧梁与横梁垂直对接形成的缺口处。

进一步，斜面与横梁之间构成夹角，夹角大于或等于30°，且小于或等于60°。

进一步，横孔开设在夹角的角平分线上。

进一步，焊缝的表面为内凹的曲面；

横孔为Φ3mm横孔，包括三个，各横孔分别设置在夹角的角平分线与焊缝的表面之间的交点、与夹角顶点之间的连线的四分之一、二分之一、四分之三处。

进一步，侧梁与横梁连接处为插入式管板结构：

横梁为弧形板状，侧梁为平板状，侧梁上设有与横梁外壁相适配的凹陷部，侧梁通过凹陷部与横梁垂直对接形成弧形焊道，焊缝设置为沿焊道延伸的弧形；

横孔的延伸方向与焊道平行。

进一步，焊缝的第一端和/或第二端设有多个横孔，各横孔沿端面处焊缝表面的延伸方向排列，各横孔的孔径、孔深相同，埋深不同；

各横孔在焊缝表面上的投影之间间隔设置。

采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本实用新型通过将在焊缝两端设置若干孔径、孔深相同，埋深不同的横孔，能够使试块在校准探伤灵敏度时，所制作的距离-波幅曲线更准确，该试块可以在构架环形焊缝超声探伤时，帮助检测员调节合理的DAC曲线，制定合理评定线、定量线、判废线，提高构架环形焊缝缺陷定量结果的精确性。

2、本实用新型通过设置侧梁与横梁连接处为插入式管板结构，将横孔设置为与焊道延伸方向平行的弧形，能够保证试块与被检工件焊缝结构的一致性，使试块的检测工况更加接近真实检测工况。

同时，本实用新型结构简单，效果显著，适宜推广使用。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本实用新型的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1为本实用新型实施例中构架环形焊缝超声探伤试块的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中堆焊焊缝的结构示意图；

图3为本实用新型实施例一中设有埋深为5mm横孔的试块结构图；

图4为本实用新型实施例一中设有埋深为5mm横孔的试块左视图；

图5为本实用新型实施例一中设有埋深为10mm横孔的试块结构图；

图6为本实用新型实施例一中设有埋深为10mm横孔的试块左视图；

图7为本实用新型实施例一中设有埋深为15mm横孔的试块结构图；

图8为本实用新型实施例一中设有埋深为15mm横孔的试块左视图；

图9为本实用新型实施例一中的距离-波幅曲线图；

图10为本实用新型实施例二中构架环形焊缝超声探伤试块的结构示意图。

油烟机的右视图；

图中主要元件说明：

1、侧梁；101、凹陷部；2、横梁；3、焊缝；301、打底层；302、填充层；303、盖面层；304、打磨辅助层；4、探头；5、横孔。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

如图1至图9所示，本实用新型实施例中，介绍一种构架环形焊缝超声探伤试块，包括试块本体，所述试块本体包括相互垂直的横梁2和侧梁1，所述横梁2和侧梁1焊接形成焊道和焊缝3。

本实施例中，动车组焊接构架包括钢管和立板，钢管和立板的连接处环形焊缝3是一个典型的插入式管板圆周堆焊焊缝。具体的，立板上开设有与钢管形状适配的通孔，钢管垂直插入通孔内，对钢管和立板的接合处进行焊接，形成焊缝3和焊道。

所述立板上的通孔内壁设置为圆台面，其轴向截面为一斜线，所述钢管插入后，钢管外壁与通孔内壁之间形成一环形槽，所述堆焊焊缝设置在该环形槽内，由内至外可分为打底层301、填充层302、盖面层303和打磨辅助层3044层，共计11道焊缝。其中，打底层301为第1道焊缝，填充层302为第2-6道焊缝，盖面层303为第7-11道焊缝，打磨辅助层304为第11道焊缝。

本实施例中，堆焊完成后对堆焊焊缝的表面进行打磨，所述焊缝3的表面打磨后形成与钢管的外周壁及立板的侧壁之间平滑过渡的圆角。

本实施例中，所述构架环形焊缝超声探伤试块的侧梁1、横梁2连接处设置为与动车组焊接构架的立板、钢管连接处相同或相近的插入式管板结构。

具体的，所述横梁2为弧形板状，所述侧梁1为平板状，所述侧梁1上设有与横梁2外壁相适配的凹陷部101，侧梁1通过凹陷部101与横梁2垂直对接形成弧形焊道，焊缝3设置为沿焊道延伸的弧形。所述侧梁1的凹陷部101的轴向截面为一斜线，所述焊缝3设置在侧梁1与横梁2垂直对接形成的缺口处，为与待测工件的焊缝3结构相同的堆焊焊缝，包括打底层301、填充层302、盖面层303和打磨辅助层304。焊接完成后对堆焊焊缝进行打磨，打磨成与待测工件的焊缝表面相同的弧形。

优选的，本实施例中，所述横孔5设置在焊缝3的填充层302和/或盖面层303。

优选的，本实施例中，所述凹陷部101的内壁与横梁2的外壁之间形成夹角，所述堆焊焊缝设置在夹角处，所述夹角大于或等于30°，且小于或等于60°。进一步优选的，所述夹角设置为45°。

本实施例中，所述横梁2的弧度与动车组焊接构架的钢管的弧度相同，所述横梁2的厚度与钢管的管壁厚度相同。所述侧梁1的厚度与立板的厚度相同，所述凹陷部101内壁的锥度与通孔内壁的锥度相同。

所述焊缝3的表面设置为内凹的弧形，所述焊缝3表面的弧度与钢管的外周壁及立板的侧壁之间的圆角弧度相同。

本实施例中，所述试块材料的透声性、声速、声衰减等尽可能与被检工件相同或相近，且其外形尺寸能代表被检工件的特性，试块厚度与被检工件厚度相对应。优选的，所述横梁2与钢管的材料声学特性(透声性、声速、声衰减)一致，所述侧梁1与立板的材料声学特性一致。

进一步优选的，所述试块粗糙度与被检工件相同，使试块的检测环境更加接近真实检测工况。

本实施例中，对构架环形焊缝3进行超声探伤前，先利用构架环形焊缝超声探伤试块对探伤灵敏度进行确定。

若干横孔5分别设置在焊缝3的两端，所述横孔5用于模拟焊缝3缺陷。所述横孔5设置为延伸方向与焊缝3、焊道的延伸方向平行的弧形，各横孔5的孔径、孔深相同，埋深不同。

在使用试块校准探伤灵敏度时，完成探头4入射点、K值测试、水平比例调节后，将探头4置于对比试块上，沿弧形的焊缝3表面移动超声探伤仪的探头4，探头4的移动方向垂直于焊缝3的延伸方向，即，所述探头4的移动路线为弧线。将埋深最小的横孔5的最大反射波高调整到满屏80％位置，在屏幕上做好标定点；将其它埋深的横孔5的最大反射波在屏幕上做好标定；将各点连接成曲线，即完成DAC曲线制作，该曲线即为基准灵敏度，灵敏度调节完毕。

本实施例中，通过将在焊缝3两端设置若干孔径、孔深相同，埋深不同的横孔5，能够使试块在校准探伤灵敏度时，所制作的距离-波幅曲线更准确，该试块可以在构架环形焊缝3超声探伤时，帮助检测员调节合理的DAC曲线，制定合理评定线、定量线、判废线，提高构架环形焊缝3缺陷定量结果的精确性。

优选的，本实施例中，所述构架环形焊缝超声探伤试块设置有多个，各试块的试块本体上分别设有相同的焊缝3，各试块本体的焊缝3的至少一端设有横孔5，不同焊缝3上所设横孔5的孔径、孔深相同，埋深不同。

优选的，本实施例中，同组试块由同一大尺寸的试块切割形成，从而保证各试块上的焊缝3的统一性，减小误差。

优选的，本实施例中，试块的两端分别开设有孔径、孔深相同，埋深不同的横孔5。具体的，所述横孔5包括第一横孔5和第二横孔5，所述第一横孔5自焊缝3第一端的端面向焊缝3内延伸，埋深为第一预设尺寸；第二横孔5与第一横孔5的孔径、孔深相同，自焊缝3第二端的端面向焊缝3内延伸，埋深为第二预设尺寸。所述横孔5的孔深小于焊缝3长度的一半。从而，既能保证开设在试块不同端面的横孔5之间不会相互干涉，又能够减少单组试块的试块数量。

优选的，本实施例中，所述横孔5设置在夹角的角平分线上。

进一步优选的，本实施例中，夹角的角平分线与弧形的焊缝3表面之间存在一交点。所述横孔5为Φ3mm横孔5，包括三个，三个Φ3mm横孔5分别开设在夹角的角平分线与焊缝3的表面之间的交点、与夹角顶点之间的连线的四分之一、二分之一、四分之三处。

如图1至图8所示，本实施例中，所述试块的尺寸具体为：

横梁2：长58mm，宽35mm，壁厚16mm，外径205mm；

侧梁1：长32mm，宽35mm，壁厚20mm，凹陷部101内凹3mm，凹陷部101内壁倾斜45°角；

焊缝3：表面圆弧半径为25mm。

如图3至图8所示，所述试块设置为3个，横孔5设置为三个，分别开设在三个试块上，横孔5为孔深20mm的Φ3mm横孔5，三个Φ3mm横孔5的埋深分别为5mm、10mm、15mm，其中，至少埋深为15mm的Φ3mm横孔5开设在焊缝3与横梁2的接合处。或者，三个Φ3mm横孔5均开设在焊缝3与横梁2的接合处，各Φ3mm横孔5的轴心与焊缝3的弧形表面的垂直距离分别为5mm、10mm、15mm。

对构架环形焊缝3进行超声探伤前，先利用构架环形焊缝超声探伤试块对探伤灵敏度进行确定，具体的：

本实施例中，双晶直探头4使用试块埋深分别为5mm、10mm、15mm的Φ3mm横孔5，具体步骤如下：

第一步，将探头4置于焊缝3的表面处，沿圆弧移动探头4，将埋深为5mm的φ3mm横孔5最大反射波高调整到满屏80％位置，在屏幕上做好标定点；

第二步，依次将探头4放置于埋深10mm、15mm的Φ3mm横孔5试块上，沿圆弧移动探头4，找到φ3mm横孔5最大反射波，分别在屏幕上做好标定点；

第三步，将各点连接成曲线，该曲线为H线(即基准灵敏度)，H线高度原则上不低于屏幕的40％，DAC曲线如图9所示；

——M线：反射波高曲线为H-6dB时的曲线；

——L线：反射波高曲线为H-12dB时的曲线；

第四步，将缺陷回波幅度直接与对比试块中同声程的人工反射体回波幅度相比较，两者相同时以该人工反射体尺寸作为缺陷当量，如人工反射体为φ3mm横孔时，称缺陷当量为φ3mm横孔当量，若缺陷回波幅度与人工反射体回波幅度不相同，则以缺陷回波幅度高于或低于人工反射体回波幅度的分贝数表示。

实施例二

如图10所示，本实施例中，所述焊缝3的第一端和/或第二端设有多个横孔5，各横孔5沿端面处焊缝3表面的延伸方向排列，各横孔5的孔径、孔深相同，埋深不同；各横孔5在焊缝3表面上的投影之间间隔设置。

优选的，本实施例中，所述横孔5设有三个，试块设有一个，试块的规格与实施例一中的试块规格相同，三个所述孔深为20mm的Φ3mm横孔5均开设在焊缝3的第一端上。

优选的，本实施例中，三条线将凹陷部101与横梁2外壁之间的夹角四等分，三个横孔5分别设置在三条线上，三个Φ3mm横孔5的轴线到焊缝3的弧形表面的距离，即三个横孔5的埋深分别为5mm、10mm、15mm。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。

Claims (10)

1.一种构架环形焊缝超声探伤试块，包括试块本体，其特征在于，

试块本体包括相互垂直的横梁(2)和侧梁(1)，横梁(2)和侧梁(1)焊接形成焊缝(3)；

若干横孔(5)分别设置于焊缝(3)两端，横孔(5)的延伸方向与焊缝(3)的延伸方向平行，各横孔(5)的孔径、孔深相同，埋深不同。

2.根据权利要求1所述的构架环形焊缝超声探伤试块，其特征在于，

包括若干试块本体，各试块本体上分别设有相同的焊缝(3)，各试块本体的焊缝(3)的至少一端设有横孔(5)，不同焊缝(3)上所设横孔(5)的孔径、孔深相同，埋深不同。

3.根据权利要求2所述的构架环形焊缝超声探伤试块，其特征在于，横孔(5)包括：

第一横孔(5)，自焊缝(3)第一端的端面向焊缝(3)内延伸，埋深为第一预设尺寸；

第二横孔(5)，与第一横孔(5)的孔径、孔深相同，自焊缝(3)第二端的端面向焊缝(3)内延伸，埋深为第二预设尺寸；

孔深小于焊缝(3)长度的一半。

4.根据权利要求1至3任一所述的构架环形焊缝超声探伤试块，其特征在于，焊缝(3)为堆焊焊缝，包括打底层(301)、填充层(302)、盖面层(303)和打磨辅助层(304)；

横孔(5)设置在焊缝(3)的填充层(302)和/或盖面层(303)。

5.根据权利要求4所述的构架环形焊缝超声探伤试块，其特征在于，

侧梁(1)与横梁(2)对接的一端设有斜面，焊缝(3)设置在侧梁(1)与横梁(2)垂直对接形成的缺口处。

6.根据权利要求5所述的构架环形焊缝超声探伤试块，其特征在于，斜面与横梁(2)之间构成夹角，夹角大于或等于30°，且小于或等于60°。

7.根据权利要求6所述的构架环形焊缝超声探伤试块，其特征在于，横孔(5)开设在夹角的角平分线上。

8.根据权利要求7所述的构架环形焊缝超声探伤试块，其特征在于，焊缝(3)的表面为内凹的曲面；

横孔(5)为Φ3mm横孔(5)，包括三个，各横孔(5)分别设置在夹角的角平分线与焊缝(3)的表面之间的交点、与夹角顶点之间的连线的四分之一、二分之一、四分之三处。

9.根据权利要求5所述的构架环形焊缝超声探伤试块，其特征在于，侧梁(1)与横梁(2)连接处为插入式管板结构：

横梁(2)为弧形板状，侧梁(1)为平板状，侧梁(1)上设有与横梁(2)外壁相适配的凹陷部(101)，侧梁(1)通过凹陷部(101)与横梁(2)垂直对接形成弧形焊道，焊缝(3)设置为沿焊道延伸的弧形；

横孔(5)的延伸方向与焊道平行。

10.根据权利要求1至3任一所述的构架环形焊缝超声探伤试块，其特征在于，焊缝(3)的第一端和/或第二端设有多个横孔(5)，各横孔(5)沿端面处焊缝(3)表面的延伸方向排列，各横孔(5)的孔径、孔深相同，埋深不同；

各横孔(5)在焊缝(3)表面上的投影之间间隔设置。

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