一种镦厚U肋的全熔透焊缝无损检测方法与流程

一种镦厚u肋的全熔透焊缝无损检测方法
技术领域
1.本发明属于钢结构桥梁技术领域，具体涉及一种镦厚u肋的全熔透焊缝无损检测方法。


背景技术：

2.随着国内对u肋的内焊设备的不断研发以及钢桥面板抗疲劳强度的不断提高，在目前的钢结构桥梁的建设中，u肋焊缝的焊接要求也从单面部分熔透焊接逐渐发展为双面全熔透焊接，并且采用抗疲劳强度更好的镦厚u肋，以增大可焊接熔深，从而提高钢桥面板与u肋连接焊缝的疲劳强度，延长钢桥的使用寿命。
3.在将镦厚u肋与钢桥面板双面全熔透焊接后，需采用超声波探伤仪对焊缝进行无损检测，以判断焊缝质量，但在实际检测时，超声波形图中的底波之前的变形反射波(伪缺陷波)，容易对检测造成误判，无法准确检测焊缝的质量。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少能够在一定程度上解决现有技术中的镦厚u肋的全熔透焊缝无损检测存在误判的技术问题。为此，本发明提供了一种镦厚u肋的全熔透焊缝无损检测方法。
5.本发明的技术方案为：
6.本发明提供了一种镦厚u肋的全熔透焊缝无损检测方法，所述方法包括：
7.超声波检测，通过超声波探伤仪检测试块的焊缝，形成超声波形图，初步确定反射波的类型；
8.金相实验，通过所述金相实验测量所述焊缝的焊缝熔深数据，将所述焊缝熔深数据与所述超声波形图进行比对，最终确定所述超声波形图中的所述反射波的类型，所述类型为变形反射波和缺陷反射波；
9.钢结构桥梁检测，通过所述超声波探伤仪对钢结构桥梁的所述镦厚u肋与所述面板之间的所述焊缝进行检测，以无反射波和所述变形反射波为标准，判断所述焊缝是否合格。
10.进一步地，所述试块包括标准试块和对比试块，所述对比试块沿垂直于截面的方向开设有缺陷孔，所述超声波探伤仪通过对比检测所述标准试块和所述对比试块进行调试设备。
11.进一步地，通过所述超声波探伤仪观察所述缺陷孔的波形，确定所述超声波探伤仪的探头的移动距离和声程。
12.进一步地，通过所述超声波探伤仪对所述标准试块和所述对比试块进行检测，初步确定所述变形反射波和所述缺陷反射波。
13.进一步地，所述超声波检测包括横波检测，所述横波检测采用的探头为横波斜探头，采用所述横波斜探头对所述焊缝进行检测，形成所述超声波形图。
14.进一步地，所述横波检测的频率为2mhz～5mhz。
15.进一步地，所述横波斜探头的晶片尺寸为8mm
×
12mm或9mm
×
9mm。
16.进一步地，所述横波斜探头的k值为k3。
17.进一步地，所述超声波检测还包括纵波检测，所述纵波检测采用的探头为纵波直探头，采用所述纵波直探头对所述焊缝进行检测。
18.进一步地，所述纵波直探头为双晶纵波直探头。
19.本发明实施例至少具有如下有益效果：
20.本发明所提供的一种镦厚u肋的全熔透焊缝无损检测方法，通过超声波检测仪对试样进行检测，初步确定反射波的类型，此时确定出来的反射波还存在变形反射波，再通过金相实验与超声波检测进行比对，最终确定变形反射波和缺陷反射波，以无反射波和变形反射波为判断标准，检测钢桥的镦厚u肋的全熔透焊缝。
21.综上所述，本发明所提供的一种镦厚u肋的全熔透焊缝无损检测方法能够避免变形反射波对检测造成误判，提高了检测的准确性。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本发明实施例的镦厚u肋安装在面板上的结构示意图；
24.图2为本发明实施例的标准试样的结构示意图；
25.图3为本发明实施例的对比试样的结构示意图。
26.附图标记：
27.10-镦厚u肋；11-底板；12-臂板；20-面板；30-焊缝；40-标准试块；41-第一底杆；42-第一顶杆；50-对比试块；51-第二底杆；52-第二顶杆；53-缺陷孔。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
30.下面结合附图并参考具体实施例描述本发明：
31.图1为本发明实施例的镦厚u肋安装在面板上的结构示意图，结合图1，该结构示意图中包括镦厚u肋10、底板11、臂板12以及面板20，镦厚u肋10包括底板11以及臂板12，两个臂板12相对设置在底板11的顶部的两侧，使镦厚u肋10的开口向上设置，镦厚u肋10的顶部与面板20的底部连接，两个臂板12的上端与面板20的底部焊接，焊接后，臂板12的上端两侧
和面板20之间形成焊缝30，并且，采用双面焊接的方式，每个臂板12的两个侧面均与面板20的底部焊接。
32.本发明实施例所提出的一种镦厚u肋10的全熔透焊缝30无损检测方法包括:
33.s1：超声波检测，通过超声波探伤仪检测试块的焊缝30，形成超声波形图，初步确定反射波的类型；
34.s2：金相实验，通过金相实验测量焊缝30的焊缝熔深数据，将焊缝熔深数据与超声波形图进行比对，最终确定超声波形图中的反射波的类型，类型为变形反射波和缺陷反射波；
35.s3：钢结构桥梁检测，通过超声波探伤仪对钢结构桥梁的镦厚u肋10与面板20之间的焊缝30进行检测，以无反射波和变形反射波为标准，判断焊缝30是否合格。
36.具体地，通过超声波检测仪对试样进行检测，初步确定反射波的类型，此时确定出来的反射波还存在变形反射波，再通过金相实验与超声波检测进行比对，最终确定变形反射波，以无反射波和变形反射波为判断标准，检测钢桥的镦厚u肋10的全熔透焊缝30。
37.图2为标准试样的结构示意图，结合图2，该标准试样包括第一底杆41、第一顶杆42以及焊缝30，第一底杆41竖向设置，第一顶杆42横向设置在第一底杆41的上端，第一底杆41与第一顶杆42焊接，焊缝30设置在第一底杆41与第一顶杆42之间，第一底杆41即镦厚u肋10中的臂板12，第一顶杆42即面板20。
38.图3为对比试样的结构示意图，结合图3，该标准试样包括第二底杆51、第二顶杆52以及焊缝30，第二底杆51竖向设置，第二顶杆52横向设置在第二底杆51的上端，第二底杆51与第二顶杆52焊接，焊缝30设置在第二底杆51与第二顶杆52之间，第二底杆51即镦厚u肋10中的臂板12，第二顶杆52即面板20，此外，对比试块50沿垂直于截面的方向开设有缺陷孔53。
39.结合图2以及图3，s1中的试块是通过将镦厚u肋10的两个臂板12全熔透焊接在面板20上，截出镦厚u肋10与面板20之间的焊接部位，以形成试块，试块以是镦厚u肋10的轴向的垂直面裁出的，以清晰展示焊缝30的焊接效果，方便后续的金相实验。
40.其中，试块包括标准试块40和对比试块50，对比试块50沿垂直于截面的方向开设有缺陷孔53，超声波探伤仪通过对比检测标准试块40和对比试块50进行调试设备，对比试块50中的缺陷孔53可以起到辅助调试超声波探伤仪的作用，除了缺陷孔53外，标准试块40和对比试块50具有一致的结构性质，因此可以通过缺陷孔53作为参考，对超声波探伤仪进行调试。
41.本技术实施例中，可以通过超声波探伤仪观察缺陷孔53的波形，确定超声波探伤仪的探头的移动距离和声程，在对钢结构桥梁的镦厚u肋10的焊缝30的检测中，按照上述探头的水平移动距离及声程来确定反射波，提高检出率。
42.本技术实施例中，通过超声波探伤仪对标准试块40和对比试块50进行检测，初步确定发射波的类型，该检测过程需结合结构型式、焊接方式、焊接规范、各种存在的变形反射波的静动态的特征，对各种反射波形进行分析。
43.本技术实施例中，需对镦厚u肋10采用横波检测和纵波检测，其中，超声波检测包括横波检测，横波检测采用的探头为横波斜探头，采用横波斜探头对焊缝30进行检测，形成超声波形图。
44.本技术实施例中，横波检测的频率为2mhz～5mhz，同时应遵照验收等级要求选择合适的频率，超声波探伤仪的检测灵敏度为λ/2，提高频率，有利于发现更小的缺欠，同时，频率高，脉冲宽度小，分辨力高，有利于区分相邻缺欠，缺欠定位精度高。
45.进一步地，横波斜探头的晶片尺寸为8mm
×
12mm或9mm
×
9mm，晶片尺寸大，近场区大，在近场区检测对定量不利，容易引起误判，甚至漏检，原则上要求检测厚度大的工件时，宜选用大晶片探头，为了提高缺欠定位、定量精度，宜选用小晶片的探头。
46.进一步地，横波斜探头的k值为k3，探头k值的选择应从声束能扫查到整个焊缝30截面、声束中心线尽量与主要危险性缺欠垂直以及保证有足够的检测灵敏度这三个方面考虑，实际检测中，薄工件k值大些，一次波的声程大，避免近场区检测，厚工件k值小些，减少声程过大引起的衰减，便于发现深度较大处的缺欠。
47.优选地，本技术实施例中的镦厚u肋10的尺寸可以为高度300mm，臂板12上端厚度为16mm，臂板12下端厚度为12mm，则可以选择横波检测的频率为5mhz，横波斜探头的晶片尺寸为9mm
×
9mm，横波斜探头的k值为k3，此时，当横波斜探头移动距离的声程达到40mm时，底波前面的反射波即为缺陷反射波。
48.本技术实施例中，超声波检测还包括纵波检测，纵波检测采用的探头为纵波直探头，采用纵波直探头对焊缝30进行检测。
49.优选地，纵波直探头为双晶纵波直探头，考虑到钢结构桥梁的面板20厚度为18mm～20mm，选择双晶直探头较佳，因双晶直探头盲区小，近场区长度小。
50.综上所述，本发明所提供的一种镦厚u肋的全熔透焊缝无损检测方法能够避免变形反射波对检测造成误判，提高了检测的准确性。
51.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
52.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
53.需要说明的是，本发明实施例中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
54.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
55.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
56.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
57.另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
58.尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。