超聲波無損探傷過程中如何判斷焊縫是氣孔、裂縫還是未焊透缺陷？

超聲波無損探傷技術(shù)，作為焊縫質(zhì)量檢測的主要方式之一，它利用超聲波在材料中傳播時遇到缺陷會產(chǎn)生反射、折射和散射等特性，能夠有效檢測出焊縫內(nèi)部的各種缺陷，具有檢測靈敏度高、穿透能力強、檢測速度快、對人體無害等優(yōu)點，而且不需要對工件進行破壞性的處理，不會影響工件的后續(xù)使用。

我們在焊縫探傷過程中，僅僅檢測出焊縫存在缺陷是遠遠不夠的，還需要準確判斷缺陷的類型對于評估焊縫質(zhì)量。不同類型的缺陷，如氣孔、夾渣、未熔合、未焊透和裂紋等，其產(chǎn)生的原因、對焊縫性能的影響以及處理方法都各不相同。例如，氣孔是由于焊接過程中氣體未能及時逸出而在焊縫中形成的空洞，一般對焊縫的強度影響相對較小，但過多的氣孔可能會降低焊縫的致密性；而裂紋則是一種極其危險的缺陷，它具有尖銳的端部，容易引發(fā)應力集中，極大地降低焊縫的強度和韌性，可能導致結(jié)構(gòu)在承受較小載荷時就發(fā)生斷裂。因此，在超聲波無損探傷過程中，我們要判斷出缺陷的類型。

判斷焊縫缺陷方法

（1）點狀缺陷（氣孔、點狀夾渣）

在超聲波探傷中，點狀缺陷的波形特征較為獨特。以單個氣孔為例，其回波高度相對較低，波形呈現(xiàn)出明顯的單峰形態(tài)，且十分穩(wěn)定。從各個方向?qū)蝹€氣孔進行探測時，所接收到的反射波幅度大體相同，這是因為氣孔近似于球形，對超聲波的反射較為均勻。然而，氣孔缺陷的反射波有一個顯著特點，只要稍微移動探頭，反射波就會迅速消失。這是由于氣孔尺寸較小，聲束一旦偏離，就難以再接收到其反射波。

點狀夾渣的回波信號與點狀氣孔有相似之處，但仔細觀察，兩者仍存在區(qū)別。點狀夾渣的波寬通常比點狀氣孔的波寬大。這是因為夾渣物的形狀和結(jié)構(gòu)相對更復雜，其與母材的界面不規(guī)則，導致超聲波在反射過程中產(chǎn)生更多的散射和干涉，從而使反射波的寬度增加。當探頭平移時，點狀夾渣的反射波幅度會有一定變動，不像單個氣孔那樣穩(wěn)定，從不同方向探測時，反射波幅也會有所不同。這是因為夾渣的形狀不規(guī)則，不同方向上與聲束的作用情況不同，所以反射波幅會呈現(xiàn)出差異。

（2）面狀缺陷

條狀夾渣：當使用探頭進行左右檢測時，在缺陷檢測范圍內(nèi)，探傷儀熒光屏上呈現(xiàn)的波形波幅變化不大，波寬較大，形狀呈鋸齒狀，根部寬度也較大，波幅整體偏低。這是由于條狀夾渣在長度方向上有一定的尺寸，聲束在其表面反射時，不同位置的反射波相互疊加，使得波幅變化相對平穩(wěn)，但由于夾渣與母材的聲阻抗差異不是特別大，所以波幅較低。在探頭進行前后、環(huán)繞和轉(zhuǎn)動掃查方式下，波幅都呈現(xiàn)出先增大后減小的特征。這是因為在這些掃查過程中，當聲束逐漸垂直于條狀夾渣的表面時，反射波最強，波幅增大；而當聲束偏離垂直方向時，反射波減弱，波幅減小。

未熔合：未熔合缺陷在探頭的四種檢測方式下，波形形狀具有單一、尖銳、光滑的特點，同時有一定波寬，并且上升和下降速度都很快。在探頭環(huán)繞和轉(zhuǎn)動檢測過程中，波幅先增大后減小，這是因為當探頭轉(zhuǎn)動或環(huán)繞到聲束與未熔合界面垂直時，反射波最強，波幅達到最大值；隨著探頭繼續(xù)轉(zhuǎn)動或環(huán)繞，聲束與未熔合界面的夾角發(fā)生變化，反射波減弱，波幅減小。在探頭左右檢測過程中，波幅變化小，波形穩(wěn)定，這是因為左右檢測時，聲束與未熔合界面的相對角度變化不大，所以波幅較為穩(wěn)定。在探頭前后檢測過程中，波形剛開始出現(xiàn)和快消失的時候波幅略有下降，這是因為在檢測起始和結(jié)束階段，聲束與未熔合界面的作用情況發(fā)生變化，導致反射波幅下降。

未焊透：未焊透缺陷在四種檢測方式下，波形形狀較為單一，波形上升時間和下降時間都較長，波形根部寬度較大。在探頭左右檢測過程中，波幅變化小，波形穩(wěn)定，這是因為未焊透缺陷通常位于焊縫根部，在左右檢測時，聲束與未焊透缺陷的相對位置關(guān)系變化不大，所以波幅和波形相對穩(wěn)定。在探頭環(huán)繞和轉(zhuǎn)動檢測過程中，波幅先增大后減小，并且當探頭轉(zhuǎn)到一定角度時，可能檢測不到缺陷波。這是因為未焊透缺陷具有一定的方向性，當聲束垂直于未焊透面時，反射波最強，波幅增大；隨著探頭轉(zhuǎn)動，聲束與未焊透面的夾角逐漸增大，當超過一定角度時，聲束無法有效反射，就檢測不到缺陷波了。在探頭前后檢測過程中，波形剛開始出現(xiàn)和快消失的時候波幅略有下降，原因與未熔合缺陷類似，是由于檢測起始和結(jié)束階段聲束與未焊透缺陷的作用變化導致的。比如在檢測厚板對接焊縫時，如果發(fā)現(xiàn)這樣的波形特征，就可能存在未焊透缺陷。

裂紋：當探頭左右移動時，裂紋缺陷的波形變化毫無規(guī)律，波幅變動劇烈，波寬變化也較大，并且波形呈現(xiàn)多峰、陡峭的形態(tài)，上升和下降時間沒有規(guī)則變化。這是因為裂紋的形狀不規(guī)則，表面粗糙，存在許多凹凸不平的地方，超聲波在裂紋表面反射時，會產(chǎn)生復雜的反射、散射和干涉現(xiàn)象，導致波幅和波形的劇烈變化。當探頭轉(zhuǎn)動和環(huán)繞檢測時，當探頭轉(zhuǎn)到一定角度檢測不到缺陷波，并且在探頭檢測方向與缺陷反射面垂直的時候所檢測的波形波幅最大，離開垂直角度時波幅逐漸減小。這是因為裂紋具有明顯的方向性，只有當聲束垂直于裂紋面時，才能獲得最強的反射波；當聲束偏離垂直方向時，反射波迅速減弱，當角度超過一定范圍時，就無法檢測到缺陷波了。探頭前后檢測時，波幅在波形出現(xiàn)到消失的過程中略有減小，且在過程中波幅也是變化不斷。