中厚板對(duì)接焊縫超聲檢測(cè)

1、 中厚板對(duì)接焊縫超聲檢測(cè) 答辯人：xxx 指導(dǎo)老師：xxx南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文答辯目錄目錄研究的背景與意義研究的背景與意義 熟悉實(shí)驗(yàn)所用器件熟悉實(shí)驗(yàn)所用器件完成實(shí)驗(yàn)并采集數(shù)據(jù)完成實(shí)驗(yàn)并采集數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析論文的主要內(nèi)容論文的主要內(nèi)容315241.研究的背景與意義研究的背景與意義v 中厚板在各行各業(yè)有著廣泛的應(yīng)用, 主要應(yīng)用于建筑工程、機(jī)械制造、容器制造、造船、橋梁建造等。同樣，焊縫連接結(jié)構(gòu)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也相當(dāng)重要，焊接成形過程中可能存在各種內(nèi)部缺陷，這些缺陷會(huì)使鋼材料的性能大幅下降。因此對(duì)中厚板焊縫的檢測(cè)已經(jīng)越來越重要了。然而直接通過靜態(tài)波形來判定缺陷的性質(zhì)，對(duì)于檢測(cè)

2、人員是有困難的。v 本文通過研究中厚板對(duì)接焊縫超聲檢測(cè)對(duì)其中的缺陷進(jìn)行定位、定量和定性。本實(shí)驗(yàn)通過A型脈沖回波法和射頻信號(hào)、動(dòng)態(tài)波形相結(jié)合，有效地識(shí)別對(duì)接焊縫中的缺陷。v 本文利用超聲A型脈沖回波法和提取動(dòng)態(tài)波形的方法綜合分析了中厚板對(duì)接焊縫的典型缺陷的主要形式和特點(diǎn)，主要研究?jī)?nèi)容如下： 由于鋼制對(duì)接焊板的廣泛應(yīng)用，焊板的焊接質(zhì)量的評(píng)估也顯得尤為重要，所以對(duì)于鋼制對(duì)接焊板常出現(xiàn)缺陷的部位及其原因的認(rèn)識(shí)也逐漸加深，缺陷的種類很多，最常見的缺陷有五種，分別是氣孔、裂紋、未焊透、未熔合、夾渣。2.論文的主要內(nèi)容論文的主要內(nèi)容v實(shí)驗(yàn)所用A型超聲檢測(cè)儀為南通友聯(lián)PXUT-27超聲檢測(cè)儀v實(shí)驗(yàn)使用OLYM

3、PUS NDT 5073PR超聲脈沖發(fā)生器接收器3.熟悉實(shí)驗(yàn)所用器件熟悉實(shí)驗(yàn)所用器件v實(shí)驗(yàn)所用示波器為Tektronix TDS 3032B數(shù)字熒光示波器v實(shí)驗(yàn)所用波形提取軟件為MATLAB應(yīng)用軟件3.熟悉實(shí)驗(yàn)所用器件熟悉實(shí)驗(yàn)所用器件v實(shí)驗(yàn)所用試塊為山東濟(jì)寧模具廠制造的對(duì)接鋼板： JM-HS-11021（厚度為24mm） JM-HS-12125（厚度為20mm）3.熟悉實(shí)驗(yàn)所用器件熟悉實(shí)驗(yàn)所用器件v超聲A掃描檢測(cè)實(shí)驗(yàn)： 使用超聲A型脈沖回波法并結(jié)合射線檢測(cè)技術(shù)對(duì)中厚板對(duì)接焊縫中的缺陷進(jìn)行定位和定量。 根據(jù)板材厚度選擇探頭：2.5P8 12K2 探頭實(shí)測(cè)K值2.00,前沿長(zhǎng)度為10mm JM-H

4、S-11021 缺陷1 最大回波：S3=65 ， PX=28.0 ， PY=14.0 ， X=16 ， 當(dāng)量 圖1 4.完成實(shí)驗(yàn)并采集數(shù)據(jù)完成實(shí)驗(yàn)并采集數(shù)據(jù)dB6 . 83-61）（ 圖2.JM-HS-11021 缺陷2 最大回波：S3=175 ， PX=28 ， PY=14 ， X=15 ， 當(dāng)量 圖3.JM-HS-12125 缺陷1 最大回波：S3=92 ， PX=17.8 ， PY=8.9 ， X=12 ， 當(dāng)量 4.完成實(shí)驗(yàn)并采集數(shù)據(jù)完成實(shí)驗(yàn)并采集數(shù)據(jù)dB0 . 63-61）（dB8 . 73-61）（4.完成實(shí)驗(yàn)并采集數(shù)據(jù)完成實(shí)驗(yàn)并采集數(shù)據(jù) JM-HS-12125 缺陷2 最大回波：

5、S3=202 ， PX=20.5 ， PY=10.1 ， X=12， 當(dāng)量dB1 .123-61）（圖44.完成實(shí)驗(yàn)并采集數(shù)據(jù)完成實(shí)驗(yàn)并采集數(shù)據(jù)JM-HS-11021、JM-HS-12125缺陷分布圖 圖5圖6v射頻信號(hào)的提取和動(dòng)態(tài)波形的繪制： 使用OLYMPUS NDT 5073PR超聲脈沖發(fā)生器接收器發(fā)出超聲波脈沖信號(hào)，使用Tektronix TDS 3032B數(shù)字熒光示波器顯示射頻信號(hào)，使用MATLAB軟件提取射頻信號(hào)。 使用超聲探傷儀對(duì)探頭進(jìn)行K值測(cè)定，實(shí)測(cè)K值2.00。根據(jù)公式 時(shí)間t等于板材厚度T除以折射角的余弦值與橫波聲速3240ms的乘積。該時(shí)間t為第一次底波與始波的時(shí)間差。所

6、以出現(xiàn)在小于t或大于t小于等于2t區(qū)間的，將有可能是缺陷。4.完成實(shí)驗(yàn)并采集數(shù)據(jù)完成實(shí)驗(yàn)并采集數(shù)據(jù)3240cosTt4.完成實(shí)驗(yàn)并采集數(shù)據(jù)完成實(shí)驗(yàn)并采集數(shù)據(jù)1.JM-HS-11021(T=24mm)圖7.使用射頻波檢測(cè)JM-HS-11021中1號(hào)缺陷最大反射回波 4.完成實(shí)驗(yàn)并采集數(shù)據(jù)完成實(shí)驗(yàn)并采集數(shù)據(jù)1.JM-HS-11021(T=24mm)圖8.使用射頻波檢測(cè)JM-HS-11021中2號(hào)缺陷最大反射回波 4.完成實(shí)驗(yàn)并采集數(shù)據(jù)完成實(shí)驗(yàn)并采集數(shù)據(jù)2. JM-HS-12125(T=20mm) 圖9.使用射頻波檢測(cè)JM-HS-12125中1號(hào)缺陷最大反射回波 4.完成實(shí)驗(yàn)并采集數(shù)據(jù)完成實(shí)驗(yàn)并采集

7、數(shù)據(jù)圖10.使用射頻波檢測(cè)JM-HS-12125中2號(hào)缺陷最大反射回波 2. JM-HS-12125(T=20) 4.完成實(shí)驗(yàn)并采集數(shù)據(jù)完成實(shí)驗(yàn)并采集數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)波形的繪制結(jié)果 圖11.JM-HS-11021中1號(hào)缺陷動(dòng)態(tài)圖1.JM-HS-11021(T=24mm)4.完成實(shí)驗(yàn)并采集數(shù)據(jù)完成實(shí)驗(yàn)并采集數(shù)據(jù)1.JM-HS-11021(T=24mm)圖12.JM-HS-11021中2號(hào)缺陷動(dòng)態(tài)圖4.完成實(shí)驗(yàn)并采集數(shù)據(jù)完成實(shí)驗(yàn)并采集數(shù)據(jù)2. JM-HS-12125(T=20)圖13.JM-HS-12125中1號(hào)缺陷動(dòng)態(tài)圖4.完成實(shí)驗(yàn)并采集數(shù)據(jù)完成實(shí)驗(yàn)并采集數(shù)據(jù)圖14.JM-HS-12125中2號(hào)缺陷動(dòng)態(tài)

8、圖2. JM-HS-12125(T=20)5.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析裂紋裂紋 裂紋是結(jié)構(gòu)中發(fā)生斷裂，結(jié)構(gòu)中有間隙，所以聲阻抗比較小，反射回波比較高，又因?yàn)榱鸭y具有一定的長(zhǎng)度，所以回波中，波具有一定的寬度，因?yàn)榱鸭y表面不光滑，所以最大波峰附近會(huì)出現(xiàn)一定的雜波，多峰最為常見如圖1。 當(dāng)左右移動(dòng)探頭，回波會(huì)此起彼落的出現(xiàn)，但是波峰會(huì)有變化，當(dāng)探頭做轉(zhuǎn)角移動(dòng)時(shí)，波上升的不會(huì)很迅速，下降的也不會(huì)很迅速。探頭可轉(zhuǎn)動(dòng)的幅度還是比較大的。所以動(dòng)態(tài)波形呈現(xiàn)的是上下錯(cuò)動(dòng)的。如圖11。聲程高度方向反射體波幅探頭移動(dòng)位置長(zhǎng)度方向反射體焊縫最大反射波幅度變化不規(guī)則粗糙反射體的回波動(dòng)態(tài)波形 圖6 密集型反射體反射波形

9、聲程反射體高度方向波幅探頭移動(dòng)位置焊縫長(zhǎng)度方向反射體最大反射波幅度變化簇狀氣孔簇狀氣孔 簇狀氣孔是許多氣孔集中在焊縫的某處，也可以成為密集氣孔。當(dāng)超聲波入射到簇狀氣孔時(shí)，出現(xiàn)的是由一系列反射波，它們的幅值比較接近，但是很不穩(wěn)定，主要?dú)w結(jié)于簇狀氣孔為多重反射體，它的反射波比較高，典型圖像就是為一系列的波幅比較大的波組成，波也具有一定的寬度如圖2。 當(dāng)移動(dòng)探頭，簇狀氣孔的變化對(duì)探頭的移動(dòng)十分敏感，會(huì)出現(xiàn)此起彼落的動(dòng)態(tài)圖，而且沒有任何規(guī)律性，隨機(jī)性很大。在探頭的移動(dòng)過程中，不斷伴隨多峰的出現(xiàn)。如圖12。密集型反射體反射波形 5.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析未熔合未熔合 坡口未熔合，成因就是因?yàn)楹缚p金屬與

10、母材或者焊縫金屬之間未熔化結(jié)合在一起，它出現(xiàn)的位置是在坡口，所以，缺陷的位置也是判斷缺陷性質(zhì)的一個(gè)重要依據(jù)，因?yàn)槲慈酆鲜瞧街比毕荩毕荼砻嫫交?，這兩點(diǎn)與裂紋是最大的區(qū)別，所以反應(yīng)在靜態(tài)波形是：波峰尖銳，直上直下，但是源于它表面光滑，所以波峰的根部不會(huì)出現(xiàn)很高的雜波，但是雜波可以延續(xù)很長(zhǎng)，具有一定的延伸性。因?yàn)樗霈F(xiàn)的位置獨(dú)特性，所以當(dāng)在焊縫的使用直射波可以找出缺陷時(shí)，在另一側(cè)，使用直射波可能找不到缺陷，或者說兩次探測(cè)當(dāng)量相差比較大，使用二次波才能找到最大波峰，這也是判定未熔合的依據(jù)。如圖3。 當(dāng)移動(dòng)探頭時(shí)，最大波峰在一定距離內(nèi)，是不會(huì)出現(xiàn)比較大的變化，當(dāng)探頭做轉(zhuǎn)角移動(dòng)時(shí)，波峰下降的比較迅速，同時(shí)上升的也比較迅速，所以探頭轉(zhuǎn)角的幅度不大，這是源于它是平直缺陷如圖13。5.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析未焊透未焊透 未焊透是出現(xiàn)V型焊縫底部或者X型坡口中部，這個(gè)是與未熔合最大的區(qū)別，兩者的靜態(tài)波形是相似的，但是由于出現(xiàn)的位置不相同，當(dāng)在一側(cè)找到缺陷最大回波時(shí)，在另一側(cè)對(duì)稱的位置，也得找到，而且反射波高比較接近，波形比較穩(wěn)定，特別是根部未焊透，其回波的速度比較快，反應(yīng)強(qiáng)烈，導(dǎo)致波峰