焊缝伪缺陷回波的形成分析

    在A扫的超声探伤中，我们经常会遇到一种伪缺陷波，其最高波常在焊缝面上，并在沿垂直与焊缝方向移动，该波会有类似小山的形状，且波高显示深度会减少，有时在整个焊缝全长都出现这种缺陷波。而这种伪缺陷波在杂波较多时经常会引起误判，因此研究分析该伪缺陷波的产生原因有助于我们减少误判，提高检测正确率。

   焊缝结构如上图所示，我们以60mm板厚的对接焊板做分析，探头选用β=60°的横波探头。如上图所示，当声速在垂直于焊道上扫查时就会出现该种伪缺陷波。但当把焊缝余高打磨平后，伪缺陷波消失，说明伪缺陷波来自于焊缝余高上。为了分析方便，我们制作了形状规则的对比试块，如下图所示。

用β值为66.0°、63.0°、55.5°探头扫查，均发现深度小于60的缺陷，且波高较高。数据如下表所示。

由此我们可以得出以下结论：1.超声仪的回波声程数值是入射点到焊缝表面反射点的距 离。2.回波高度与反射面的反射条件有关。3.探头折射角 越大，回波深度指示数值越小。4.探伤仪的回波指示位置在工件内部焊缝熔合线附近(45°探头除外 ) 。5.打磨余高后回波幅度变小直到消失。在实际焊缝探伤时，若焊缝表面某点不利于轴线声束反射而只与下扩散角范围内某部分声束相垂直时，则得到较高回波，其声程也会错误地被指示为轴线声束反射的声程。6.45°折射角超声仪的深度指示位置等于或大于板厚。实际上无论探头角度多大，这种扩散声束在焊缝表面引起的伪缺陷回波现象都可能存在，主要取决于有效反射面的大小、方向、形状和粗糙度等。为了与变型波区别，我们更应该称其为变角回波。

经过试验后，我们可以得出以下结论：

一、当探头折射角较大，灵敏度较高时，有一部分能量转换成表面波。 当表面波传播到耦合剂堆积处，也能形成反射信号。这时只要不动探头，随着耦合剂扩散，波幅逐渐降低，如果擦去探头前耦合剂 ，信号立刻消失 。

二、焊缝中的上述回波并非缺陷回波，是探头下扩散角内的某一声束在焊缝表面的反射波 (变角回波 ) 。

三、工件厚度和 探头角度越大，变角回波的现象越明显 。 较薄工件用 直射波探伤时可能不明显，但用二次以上的波(含二次波)探伤时也很明显。

四、无论斜探头角度多大，焊缝探伤的变角回波都有可能存在。但是否出现及其反射能量主要取决于有效反射面的大小、方向、形状和粗糙度等 。

五、超声波探伤中探头经常与工件表面摩擦，时间长了探头容易 造成前磨和后磨。当出现前磨时，折射角变小， K值变小；当出现后磨时，折射角变大，K 值变大；如果不及时校验仪器，对缺陷的定位、定量评定容易发生错误。温度对探头影响很大，一般探头的 K 值是在室温下测定，在温差大的天气探伤时，应注意及时测定探头K值，以免误测；高温探伤时，必须使用高温探头。

六、凡遇到此类按常规定位方法定位于熔合线附近或母材内的回波，都应慎重对待，需要认真地观察焊缝外形、更换探头角度、双面双侧检测、精确定位分析，必要时打磨焊缝等，以免造成误判 。

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