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焊缝气孔形成机理及超声检测波形特性

在超声检测中经常碰到各种类型的缺陷,其中气孔最为常见的缺陷之一。个人认为气体在超声波检测中比较容易判定,可根据其波幅和波形特性判定为气孔。本文介绍气孔形成机理和超声检测中气孔反射回波的特性

焊缝气孔

焊缝气孔

1、气孔形成机理
气孔由焊接熔池在高温时融金属中气体溶解度大,而吸收了过多的气体,在金属凝固时溶解度降低,气体大量逸出,但是又来不及全部逸出而残留在焊缝金属,气孔是由溶解在金属中的气体或者反应气态产物的析出所产生的汽包被凝固金属包围而形成。气孔降低金属的致密性,从而导致金属的强度和塑性有所降低。

2、焊接气孔产生的主要原因:

(1)电弧焊接中所产生的气体里含有过量的氢气及一氧化碳所造成的;

(2)母材钢材中含硫量过多;

(3)焊剂的性质和烘赔温度不够高;

(4)焊接部位冷却速度过快;

(5)焊接区域有油污、油漆、铁锈、水或镀锌层等造成;

(6)空气中潮气太大、有风;

(7)电弧发生偏吹。

3、气孔形状:气孔一般为球形、椭圆形,但也有时也呈针状和柱状,按分部情况分为单个气逸孔,密集气孔,链状气孔等。

4、气孔特征:气孔体积不大,气孔中含有气体,一般产生于引弧和熄弧处

5、气孔超声检测反射波形特征:
(1)反射率高,波幅因球形反射体所致,波幅不高;单个气孔的缺陷当量一般小于同声程φ2横孔;
气孔内部包裹着空气,空气与金属的阻抗相差很大,导致超声回波发射全反射。且气体一般为球形或者椭球形其表面为凸面,超声波打到凸面上有发散的效果,因此其反射回波波幅不高。与φ2横孔相比,气孔的反射回波比同声程的φ2横孔回波幅度要低。
(2)波形为单峰,较稳定;
在气孔形成过程中,包裹气孔的金属表面较光滑,波形单一形成的反射回波单一,波形为单峰且教稳定
(3)从各个方向探测,可得到大致相同的反射波。
因为气孔为球形或者椭球形,环绕探头扫查气孔,其波波大致相当。


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