1、- 1 -吊车梁 T 型角焊缝超声波探伤探头选择及探伤要点摘要：通过对超声波探头分析选择、扫描速度、灵敏度的调节、扫查方式选择及缺陷的判定等方面来介绍吊车梁 T 型角焊缝的超声波探伤方法的要点。关键词：T 型角焊缝 探头 仪器调节 缺陷判定1 结构形式及缺陷分析柳州钢铁厂转炉厂房吊车梁（材料 Q235 钢）长 26000mm，高 2600mm，宽 800mm，由厚度=30mm 翼板与 =20mm 腹板用 T 型结构型式组焊连接而成（如图 1） 。刚度大，施焊不易操作（与平板对接焊相比） ，因此焊接过程中易产生未焊透、未熔合、裂纹、夹渣、气孔等缺陷。图 1 吊车梁结构简图2 探头的选择2.1 探
2、头形式的选择2.1.1 采用直探头在翼板上进行探测，如图 2 探头位置 1，用于探测焊缝中腹板与翼板间未焊透、未熔合、裂纹等缺陷。2.1.2 采用斜探头在翼板外侧如图 2 中探头位置 2，用一次波可探测纵向、横向缺陷，特别是腹板坡口处的未熔合。2.1.3 采用斜探头在腹板上利用一、二次波进行探测缺陷，如图 2 中探头位置 3。图 2 探伤节点图2.2 探头规格型号选择探头规格型号见表 1。表 1名称 直探头 1 斜探头 2 斜探头 3型号 2.5P10Z 2.5P1313K1 2.5P1313K2.02.3 探头选择计算探头选择是否合适即探头所发出的声波束至焊缝距离是否在 1.64N1以外（N
3、近场区）计算。2.3.1 直探头 1（型号为 2.5P10Z）所发出声波束至焊缝距离计算（见图 2）：已知：钢纵波声速 CL5900ms。- 2 -横波声速 CS=3230ms探头有机玻璃声速 CL 2730ms=cf=5.92.5=2.36mmN=D4=10 （42.36 ）=10.6mm1.64N=1.6410.6=17.5mm17.5mm30mm（翼板厚度）即直探头 1 所发出声波束至焊缝距离已在 1.64N 以外，故合理。2.3.2 斜探头 2（型号为 2.5P1313K1）所发出声波束至焊缝距离计算（见图 3）：= =1.29mm K=1 =455.3 32045sin 36.7LC
4、sinsi7iL16.5tga 6.50.705 7.7mmco.28.N L 1 = 7.7 20mm Fstg29.1437.36cos45.tg1.64N1.642033mm 42（mm） 33mm42mmcosT4530图 3 探头结构简图（部分）即：斜探头 2 所发出的声波束束至焊缝距离在 1.64N 以外，所以 2.5P1313K1 探头选择合理。式中波长F晶片面积N近场区L入射点至波源的距离T吊车梁翼板厚度入射角折射角- 3 -6.5mm探头晶片 212.5mm探头保护层厚度选 K探头的另一个理由为使轴线上波束与腹板坡口垂直，更易于发现未熔合缺陷。2.3.3 同理 2.3.2 计
5、算得 K的一次波声程也在近场区外。K能否扫查焊缝全体积的计算。 1.75K 2TLba0215K的一、二次波能扫查全焊缝体积。斜探头 2.5P1313K也是合适的选择。式中a、b焊缝宽L0探头前沿T腹板厚度经过上述的分析计算，证明所选择的 3 种探头（2.5P10Z、K1、K2）对探测此吊车梁 T 型焊缝是完全可靠合适的。3 扫描速度的调节（1） 直探头探伤直探头探伤在工件上用翼板厚度（B 1、B 2 底波）调节。（2） 斜探头斜探头探伤调节方法同平板对接焊缝4 灵敏度调整（1） 直探头探伤用平底孔（2）试块调节灵敏度，评定线 2【2】 ，定量线 3【2】 ，判废线 6【2】 （见图 4） 。
6、图 4 距离波幅曲线（2） 斜探头探伤按平板对接焊缝的方法调节灵敏度，评定线 16-9dB【3】 ，定量线 16-3dB【3】 ，判废线16+5dB【3】 （见图 5） 。- 4 -图 5 距离波幅曲线5 扫查方式（1） 直探头于位置 1 应在焊缝及热影响区内扫查;（2） 斜探头于位置 2 作 360方向扫查;（3） 斜探头于位置 3，平板焊缝几种扫查方式均可用。6 缺陷的判断6.1 直探头的位置 16.1.1 未焊透（未熔合）出现在声程等于翼板厚度位置。6.1.2 层状撕裂出现在翼板厚度略小的位置。6.2 斜探头翼板位置 26.2.1 当探头声束垂直焊缝探测，缺陷波出现在焊角波前。6.2.2
7、 当探头平行焊缝或一角度时，出现回波则为缺陷波。6.3 斜探头腹板位置 3，缺陷判别与平板焊缝相同。6.4 质量分级和验收参照平板对接焊缝 37 检测结果及缺陷验证在对 36 根吊车梁检测结果中发现符合级焊缝者 22 根，符合级焊缝者 12 根，其中开始制作有 2 根梁发现连续或断续未焊透及气孔缺陷，未焊透宽度为 35mm ，经解剖验证属实。同时经分析认为未焊透缺陷产生的原因是焊接电流过小，熔深不足，钝边过大所造成 【4】 ；气孔则为坡口氧化皮处理不尽及湿度大所造成 4。8 结论从理论分析与实际检测证明大型吊车梁采用上述方法探伤能保证 T 型焊缝各种缺陷（未焊缝、未熔合、夹渣以至翼板的撕裂等）
8、都能扫查到，且声束能与主要危险性缺陷垂直。达到保证吊车梁焊接质量的目的。参考文献1 未扩散区与扩散区.超声波探伤.劳动部中国锅炉压力容器安全杂志社， 1995.2 GB T1134589 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级3 JB/T4730.32005 承压设备无损检测第 3 部分：超声波检测4 焊接手册.中国机械工程学会焊接学会编作者简介：蔡昭良，工程师，深圳市中昌检测技术有限公司技术负责人，1994 年至今从事金属无损检测工作。电话：0755-25356708 18926799213 邮箱：ZCNDT通讯地址：广东省深圳市盐田区沙头角深沙路 22 小区工业西街中昌大楼八楼 邮编：518081- 5 -
