陳柳　陳志強(qiáng)

摘要：對超聲波檢測獲取的異常信號分析是缺陷定性的主要手段。裂紋缺陷是焊接過程經(jīng)常出現(xiàn)和最嚴(yán)重的缺陷之一，在所有標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范里都嚴(yán)禁存在。文章通過對Y型全熔透焊縫采用FCAW-CO2焊接方法的焊接過程質(zhì)量進(jìn)行了多角度和多手段的綜合評價對比，確定了異常信號缺陷的性質(zhì)和優(yōu)化了無損檢測工藝參數(shù)。

關(guān)鍵詞：超聲波檢測；異常信號；Y型全熔透焊縫；缺陷定性；打底層焊道縱向裂紋 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TG441 文章編號：1009-2374（2016）34-0022-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.34.011

超聲波檢測是船舶建造和焊接質(zhì)量控制的主要手段，不僅一定程度上確保了船體結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量滿足檢驗(yàn)規(guī)范的要求，同時也對焊接工藝的改進(jìn)和質(zhì)量的提高起到了信息反饋的作用，因而獲得了廣泛應(yīng)用。

隨著國產(chǎn)新型船舶液貨艙的船體結(jié)構(gòu)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)形式（見圖1）的焊接質(zhì)量的控制，根據(jù)焊接方式（FCAW+CO2+反面陶瓷襯墊）不僅需對焊后完工焊縫進(jìn)行100%的外觀目視檢查，并且貨艙面關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)全熔透焊縫還需進(jìn)行100%超聲波檢測以及貨艙面焊縫100%磁粉檢測。在超聲波檢測過程中發(fā)現(xiàn)的異常信號如評定為裂紋缺陷，不論當(dāng)量大小必須判定為不合格缺陷并采取有效手段消除。根據(jù)檢測標(biāo)準(zhǔn)JIS Z3060標(biāo)準(zhǔn)和檢測板厚度（19.5mm）主要采用5P10X10A70橫波探頭進(jìn)行超聲波檢測。在檢測過程中打底層焊道斷續(xù)檢測出連續(xù)的回波信號，深度為18～21.9mm。通過5P10X10K2和5P10X10A45進(jìn)行反復(fù)驗(yàn)證，異常信號的埋藏深度為18～23.4mm。異常信號都是直射波檢測到的而非一次反射波，如此判定異常信號的埋藏深度超出了厚度范圍延伸到了背面加強(qiáng)高內(nèi)近4mm。通過異常信號獲取聲程、水平距離和深度的信息以及焊縫外觀、裝配間隙進(jìn)行模擬，缺陷在焊縫橫截面上的分布見圖2所示。由于超聲波檢測出打底層焊道出現(xiàn)異常信號的數(shù)量較多，因此評定異常信號的性質(zhì)成為試驗(yàn)的關(guān)鍵。

1 超聲波檢測的異常信號定性分析

根據(jù)檢測規(guī)格19.5mm和檢測規(guī)范，主要采用5P10X10A70橫波探頭對焊縫進(jìn)行檢測，由于結(jié)構(gòu)根據(jù)檢測的異常信號，采用5P10X10K2和5P10X10A45進(jìn)行驗(yàn)證，獲取的異常信號數(shù)據(jù)見表1。通過焊縫取形和超聲波獲取的數(shù)據(jù)模擬，異常信號的分布見圖2所示。異常信號位于打底層焊道中心位置，貫穿整個焊道其高度為5.2mm，垂直偏斜角度為37.5°～40°，沿焊縫軸線分布平面型，并結(jié)合異常信號包絡(luò)圖3，初步判定為軸向縱向小裂紋。

2 超聲波檢測異常信號的宏觀驗(yàn)證

超聲波檢測到的異常信號驗(yàn)證主要包括磁粉檢測或滲透檢測和剖傷后宏觀目檢。磁粉檢測包括Y1-P型便攜式交流磁軛探傷儀和A1-30/100靈敏度試片以及采用水基磁懸液連續(xù)法。滲透檢測采用溶劑去除型著色滲透劑系列及SBS-3靈敏度試塊。

根據(jù)超聲波檢測定位分析，異常信號應(yīng)是延伸和貫穿打底層焊道，但是采用磁粉或者滲透進(jìn)行檢測驗(yàn)證，卻沒有發(fā)現(xiàn)缺陷痕跡。仔細(xì)觀察，原來打底層焊道反面被填充了新的焊道，而不是原始焊道成形，因此按照超聲波定位的深度采用刨除填充焊道，其缺陷宏觀特征如圖4所示。其缺陷形貌沿焊道軸線方向擴(kuò)展的縱向裂紋，呈鋸齒狀錯開，斷口顯示氧化色。

3 打底層焊道缺陷宏觀對比試驗(yàn)

為了驗(yàn)證超聲波檢測判定的異常信號缺陷貫穿打底層焊道，對采用相同焊接工藝和節(jié)點(diǎn)的焊縫進(jìn)行打底層焊道反面首先進(jìn)行目視檢查并找到疑似裂紋區(qū)域（見圖5），然后采用著色滲透法進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)（見圖6）?？梢钥闯觯鸭y缺陷分布于焊縫軸線方向，并且向焊道內(nèi)延伸，顯像痕跡說明缺陷開口較深。斷面剖傷缺陷成平面型，貫穿打底層焊道約為6mm。

4 結(jié)語

通過現(xiàn)場試驗(yàn)和大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)積累及分析，可以判定超聲波檢測到的異常信號為打底層焊道縱向裂紋缺陷。表1的數(shù)據(jù)分析可以看出，采用5P10X10K2探頭檢測打底層焊道縱向裂紋靈敏度最高。包絡(luò)圖數(shù)據(jù)和表1的5P10X10K2的數(shù)據(jù)可以得出缺陷的高度為5～6mm，并貫穿打底層焊道。試驗(yàn)數(shù)據(jù)和驗(yàn)證性試驗(yàn)為無損檢測人員優(yōu)化檢測工藝和判定打底層裂紋提供了參考依據(jù)。

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作者簡介：陳柳（1999-），女，黑龍江哈爾濱人，衡水第一中學(xué)在校學(xué)生，研究方向：無損檢測；陳志強(qiáng)（1970-），男，黑龍江哈爾濱人，河北大學(xué)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督學(xué)院講師，碩士，研究方向：無損檢測及焊接。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）