在部分工程結(jié)構(gòu)的施工中，如管道的環(huán)焊縫對接、鋼結(jié)構(gòu)鋼管工程終拼接焊縫的對接和鋼結(jié)構(gòu)工程的T形和角接焊縫的對接等，如果采用全位置無襯墊單面焊接則容易出現(xiàn)焊接缺陷。由于坡口背面無襯墊，熔池金屬就無外部支撐，且現(xiàn)場安裝的焊縫焊接屬于全位置焊，焊接過程中熔池金屬的受力狀態(tài)不斷變化，根部焊縫成型的控制難度非常大，因此焊縫根部特別是立焊位置容易出現(xiàn)縮孔和其他缺陷。如果采用鋼襯墊的單面對接焊工藝，焊接質(zhì)量就容易保證。

對鋼襯墊焊縫進(jìn)行超聲檢測時，墊板反射回波也會顯示在熒光屏上，在聲波入射到探頭對側(cè)的焊角時，會在熒光屏上顯示出焊角和襯墊兩個回波，單面襯墊焊超聲檢測原理及回波示意如圖1所示。

圖1 單面襯墊焊超聲檢測原理及回波示意

相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定焊縫不允許存在裂紋、未焊透和未熔合等缺陷，如何正確判斷鋼襯墊焊縫的真假缺陷回波就尤為重要，許多超聲檢測人員認(rèn)為鋼襯墊會影響焊縫的超聲檢測回波信號。

T形或角接接頭焊縫

90°角的T形或角接接頭焊縫

圖2 帶鋼襯墊的90°T形或角接接頭結(jié)構(gòu)示意

圖2中鋼襯墊端部將起到反射體R的作用，R反射回波的定位將等于一個相當(dāng)于來自D點的焊接缺陷的聲程距離。

對于存在以上的反射回波，可通過如下方法綜合解決：

(1)在C點用直探頭來檢測，確定是否存在缺欠D的反射回波(如果C點位置可以進(jìn)行檢測)。

(2)確定在焊接接頭長度上該回波顯示是否是連續(xù)不斷的，一般來自墊板的反射回波很高，當(dāng)探頭沿著焊縫方向移動時，此類波形就一直伴隨，相對而言大多數(shù)焊接缺陷并不均勻連續(xù)。

(3)采用多次波反射法從B點對焊縫進(jìn)行檢測，來確定D是否存在。這時可能要對F點打磨平整，以保證超聲束能覆蓋到D點。

(4)增加探頭角度(即更換大角度探頭)以保證聲束能更好地覆蓋到D點。

(5)清除掉一小塊襯墊，使聲波不能達(dá)到R位置，從而確定D是否是缺陷或證實回波是否來源于R處。

(6)選擇一處大的反射回波位置進(jìn)行打磨或刨槽后，通過表面檢測(磁粉或滲透檢測)來確定D是否存在。

夾角小于或大于90°的

斜T形或角接接頭焊縫

因為接頭夾角角度的改變，來自接頭的反射回波就變得較復(fù)雜。

圖3 帶鋼襯墊的夾角角度小于90°的T形或角接接頭結(jié)構(gòu)示意

圖3中R的反射回波也可以視為焊道下裂紋C的回波。

圖4 帶鋼襯墊的夾角角度大于90°的T形或角接接頭結(jié)構(gòu)示意

如圖4所示，當(dāng)夾角角度大于90°時，R就和缺陷D的回波聲程距離相等。這些條件的分辨與90°T形或角接接頭的相同。

對接接頭焊縫

襯墊和接頭間脫開的情況

通常的假回波指示R是由連接接頭的錯邊(如鋼管橢圓度大、焊接變形等導(dǎo)致裝配質(zhì)量問題)或兩個不同厚度板材連接，鋼襯墊和板材間貼合面分離而產(chǎn)生的。

圖5 襯墊和接頭分離的對接接頭結(jié)構(gòu)示意

根據(jù)聲程距離和波束傳播路徑，在圖5中，當(dāng)從A點檢測時，回波顯示看起來就像裂紋或未熔合等根部缺陷。

對于存在以上反射回波，可通過如下方法綜合判斷解決：

(1)準(zhǔn)確標(biāo)記好反射回波的指示部位(如圖5中的L位置)。

(2)從單面對側(cè)A1位置重復(fù)超聲檢測。

(3)如果從A1點檢測，同樣可以得到L位置的回波反射指示，則證實在根部存在缺陷。

(4)如果從A1點檢測不到L位置的反射回波，則可能是R產(chǎn)生的假缺陷反射回波顯示。

表面形狀和襯墊具有類似聲程的情況

另一個引起混淆的假反射回波的原因是焊縫表面成形與鋼襯墊導(dǎo)致的反射有相同的聲程距離。

圖6 寬的對接接頭根部間隙結(jié)構(gòu)示意

圖6中焊接接頭底部足夠大，聲波傳播到鋼襯墊，并從R邊角處反射，得到一個大的反射回波顯示。

圖7 較小的對接接頭根部間隙結(jié)構(gòu)示意

在圖7中，焊縫底部窄一些，且聲波進(jìn)入處離焊縫稍遠(yuǎn)了一些，從而焊縫余高位置W處產(chǎn)生了聲波反射和出現(xiàn)大的反射回波顯示。

圖6和圖7中的聲程距離相同，究竟是表面缺陷的反射，還是焊縫余高的反射，或者是襯墊邊緣的反射，就需要仔細(xì)地分析和判斷。

對于存在以上反射回波，可通過如下方法綜合判斷：

(1)從單面對側(cè)A1點對圖6的焊縫進(jìn)行檢測，以確定W區(qū)域是否存在缺陷反射回波。

(2)對W區(qū)域的任何回波顯示可以進(jìn)行打磨檢查，來確定缺陷的存在。

(3)如果在單面對側(cè)的A1位置沒有反射回波指示，則再從A點進(jìn)行檢測，確定從W來的反射回波是否是焊縫余高引起的。首先移動探頭直到得到大的反射回波高度，然后用手指蘸耦合劑觸摸W處，如果W是焊縫余高反射，那么隨著手指的觸動，反射回波會出現(xiàn)跳動。

(4)如果W不是反射體，按照如下方法來驗證鋼襯墊是否是反射源，將探頭放在A1或A處以得到大的反射回波高度，測量從探頭入射點到反射體的投射表面的距離，探頭對側(cè)的焊縫位置標(biāo)記為L，測量從L到W的尺寸，這一尺寸應(yīng)為鋼襯墊的寬度(如果超聲設(shè)備經(jīng)過精確校準(zhǔn)的話)。因此，超聲檢測人員在檢測前應(yīng)詳細(xì)了解所用鋼襯墊的尺寸和基本的根部間隙尺寸情況，可以排除一些關(guān)于反射源的問題(這也是超聲檢測人員需要熟悉焊接結(jié)構(gòu)的主要原因)。

(5)在圖7中，按中心線G將焊縫分為兩部分，從探頭所在的焊縫相同側(cè)對反射體進(jìn)行判斷，使假反射回波信號降低到小。

密封焊鋼襯墊

合同雙方可以要求對所有鋼襯墊進(jìn)行密封焊接，密封的焊縫使超聲波不能通過坡口焊縫的整個橫截面。超聲檢測人員應(yīng)在制作之前確定鋼襯墊的實用寬度以及適于檢測的橫波探頭角度。

圖8 密封焊的鋼襯墊對接接頭結(jié)構(gòu)示意

在圖8中，鋼襯墊端部是關(guān)鍵部位，因為其影響了聲波反射到接頭焊縫的上部。通常，在鋼襯墊端部，聲波從B至B1部位進(jìn)入鋼襯墊，信號可能被探頭接收，或者如A1部位那樣探頭*接收不到返回信號回波。

圖9 密封焊的鋼襯墊T形和角接接頭結(jié)構(gòu)示意

在圖9中，存在相同的狀態(tài)，即聲波在B處進(jìn)入鋼襯墊，并且通過襯墊板繼續(xù)傳播進(jìn)入腹板中。如在屏幕上看到這一反射回波，則很可能是假回波顯示。

針對這一反射回波，解決措施為：增加密封焊接鋼襯墊的寬度，或者更換較小角度的探頭進(jìn)行檢測。

結(jié)語

（1）

對鋼襯墊的焊縫進(jìn)行超聲檢測時，要精確地校準(zhǔn)距離軸線(時基掃描線)，從結(jié)構(gòu)中獲得信號的精確信息參數(shù)，以利于準(zhǔn)確地判定。尋找回波源的反射角，使其產(chǎn)生回波，從而計算其水平和深度位置，精確地確定回波源的坐標(biāo)。通過仔細(xì)辨別反射回波的來源，分析回波的傳播路徑和反射特性，可以正確判斷真假缺陷回波。

（2）

超聲檢測人員檢測前應(yīng)該熟悉焊接結(jié)構(gòu)和焊接工藝，通過準(zhǔn)確地反射回波定位才能進(jìn)行正確判斷。