EN1714：1997+A1：2002标准
焊缝无损探伤检测
《焊接接头的超声波检测（包括补充附件A1）》此为欧洲标准EN1714（1997年10月）+A1（2002年5月）。
目录
关于EN1714：1997标准的前言
关于EN1714：1997/A1：2002标准的前言
1 范围
2 参考标准
3 定义和符号
4 通用要求
5探伤检测前应提供的信息
5.1 规定项目
5.2 在试验前需提供的特殊信息
5.3 书面试验工艺
6 人员和设备的要求
6.1 人员资格
6.2 设备
6.3 探头参数
6.3.1 频率
6.3.2 入射角
6.3.3 曲扫描面探头的调整
7 检测范围
8 扫描面的准备
9 母材的检测
10 偏差范围和灵敏度的设定10.1 通用要求
10.2 参考等级
10.3 等级的评估
10.4 传感器的校正
10.5 信噪比11 试验检测等级
12 试验检测技术
12.1 通用要求
12.2 手动扫描路线
12.3 非直面检测
12.4 缺陷位置
12.5 缺陷的评估
12.5.1 通用要求
12.5.2 最大回波振幅
12.5.3 缺陷长度
12.5.4 缺陷高度
12.5.5 非直面特性
13 试验检测报告
13.1 通用要求
13.2 通用参数
13.3 有关设备的信息
13.4 有关试验技术的信息
13.5 试验检测结果
附录A （规范）不同焊接接头类型的试验检测等级
附录ZA （非规范）关于本欧洲标准与欧盟导则中基本要求和规范的对
应说明
关于EN1714：1997标准的前言（略）
关于EN1714：1997/A1：2002标准的前言（略）
1 范围
本标准对厚度在8mm以上的金属材料间且对超声波衰减低（特别对于散射）的熔化焊焊接接头的手工超声波检测方法进行了规定。本标准主要适用于焊缝金属和母材均为铁素体的全焊透焊接接头。
本方法也可使用在：
- 上述未说明的材料；
- 部分焊透焊缝；
- 使用自动焊接设备。
若需要，由技术条件给定。
在本标准中，对材料的超声波特性值有规定，其基础为超声波在钢材中的速度：纵波5920±50m/s，横波3255±30m/s。此将作为检测不同声速的材料的计算依据。
本标准规定了四种检测等级，每一种都对应不同的缺陷检出能力。检测等级A、B和C的选择导则见附录A。对于特殊应用的第四种检测等级的要求与本标准通用要求一致，而且仅在技术条件中特殊要求时使用。
本标准可用于对缺陷信号的评定、验收，并采用以下两种方法：
1) 对单个缺陷信号的长度和回波高度进行评定；
2) 通过移动探头的方法对缺陷信号的特性和尺寸进行评定。
所使用的方法有规定。
2 参考标准
EN 473 《无损探伤人员的资格和证书-通用规则》
EN 583-1 《无损检测-超声波检测-第1部分：通用规则》
EN 583-2 《无损检测-超声波检测-第2部分：灵敏度与范围的设定》
EN 1330-4 《无损检测-术语-第4部分：超声探伤检测术语》
EN 1712 《焊缝的无损检测-焊接接头的超声波检测-验收等级》
EN 1713 《焊缝的无损检测-超声波检测-焊缝中缺陷的特征》
EN 12062 《焊缝的无损检测-关于金属材料的通用规则》
EN 25817 《钢材电弧焊焊接接头-关于缺陷的质量等级导则（ISO 5817：1992）》
3 定义与符号
定义见EN1330-4和EN12062标准。
参数和符号见表1。
按纵向和横向坐标对缺陷进行定位，焊缝轴向为x轴，其为较大尺寸方向，见图2。
表1：参数与符号
符号参数单位
t 母材（最小部分）的厚度 mm
D DSR圆盘反射体的直径 mm
D SDH横孔的直径 mm
l 缺陷长度 mm
h 缺陷的自身高度 mm
x 缺陷在纵向的位置 mm
y 缺陷在横向的位置 mm
z 缺陷在厚度方向的位置 mm
l Z缺陷在高度方向的投影长度 mm
l X缺陷在x方向的投影长度 mm
l Y缺陷在y方向的投影长度 mm
p 一个完整跨距的距离 mm
4 通用要求
本标准的目的旨在描述最为普通的焊接接头的超声波检测的通用方法和使用标准。本标准规
定的要求中包括检测的设备、准备、操作和报告。
对参数的规定，尤其是对探头参数的规定，与EN1712和EN1713的要求一致，且也适用于
其他验收依据标准。
本标准所规定的技术适用于在典型焊缝验收标准中有特殊要求的焊接缺陷的检测。
超声波检测缺陷的评定方法和验收准则应在技术条件中确定。
如果所确定的验收准则要求对缺陷的高度和性质进行更精确的确定，也可使用本标准范围之
外的其它技术或方法。
5 检测前应提供的信息
5.1 规定项目
- 参考等级的设定方法
- 验收等级
- 检测等级
- 实施检测时的加工和操作时机
- 人员资格
- 横向缺陷检测范围
- 纵向检测要求
- 焊接前后母材的检测
- 是否要求书面的检测工艺
- 书面检测工艺的要求
5.2 检测前应提供的特殊信息
在开始检测焊接接头前，操作者应了解如下基本信息：
- 如果需要，应了解书面检测工艺（见5.3条款）；
- 母材的类型和制造状态（如：铸、锻、轧）；
- 实施检测时的加工或操作时机，包括热处理；
- 焊后热处理的时间和状态；
- 接头的制备和尺寸要求；
- 表面质量要求；
- 焊接工序或焊接过程的相关信息；
- 报告要求；
- 验收等级；
- 检测范围，包括横向缺陷的要求（如必要）；
- 检测等级；
- 人员资格等级；
- 发现不合格缺陷后的纠正措施。
5.3 书面探伤工艺
本标准给出的定义和要求满足正常的书面探伤工艺的要求。若不是这种情况，或者本标准所述的技术条件对焊接接头的检测不适用时，且如果技术条件中有要求，对焊接接头的检测应编制附加的书面的探伤工艺。
6 人员和设备的要求
6.1 人员资格
按照本标准实施检测的人员应依据EN473或等同标准有关工业篇的要求进行资格的评定，并
取得相应等级。
同时，对于与被检测焊接接头类型有关的超声焊缝检查的通用知识和问题，实施检测的人员也应熟悉。
6.2 设备
任何与本标准有关的设备均应符合相关欧洲标准的要求。
对于此，在EN标准出版发布以前，也可使用对应的国家标准。
6.3 探头参数
6.3.1 频率
探头频率应在2MHz~5MHz范围之内，并按规定验收等级进行选择。
在检测的初期，所选择的探头频率应在上述范围之内尽可能低，并按照验收等级规定的长度和振幅要求（如EN1712）实施评定。如果使用的验收等级标准认为有必要确认缺陷的特性（如：EN1713），也可以选择较高的频率，以改善分辩率。
对于长声程的检测，当材料衰减显示高出平均衰减时，也可使用约1MHz的频率进行。
6.3.2 入射角
当使用横波实施检测，且技术要求超声波波束应从对面表面反射时，操作上应当仔细，以确保波的入射角度，使对面反射表面的角度应不小于35o，最好不大于70o。
当使用一个以上探头角度时，至少应有一个角探头须满足本规定，以确保入射声束与焊接敷熔面垂直或尽可能地垂直。
当要求使用两个或两个以上的探头角度时，两标称角度之间应至少相差10o。
对于曲面，探头及反射面的入射角，可以通过绘制焊缝的截面或按照EN 583-2标准中的方法进行检测。当采用本标准不能测定到入射角时，应在试验报告中对扫描和未检测到的区域进行补充说明，并解释检测过程中所遇到的困难。
6.3..3曲面扫描的探头调整
被检测面与探头保护膜表面之间的间隙应不大于0.5mm，而对于圆柱面或球面，应满足下列要求：
即：D≥15a，
其中D是零部件的直径，单位为mm；a是探头保护膜在检测方向的尺寸，单位为mm。
如果上述要求不能满足，探头保护膜应调整，与之相应，灵敏度和范围也要设定。
7 检测范围
对于每一焊缝，探伤检测的范围应包括焊缝以及每边不少于10mm的母材内的区域（见图1），或者热影响区的宽度，甚至更大范围。
在任何情况下，扫描应覆盖整个检测范围。如果个别区域至少在一个方向难于覆盖，或对面的入射角不能满足6.3.2条款的规定，应进一步采取附加的或补充的超声技术或其他的无损探伤方法。在某些情况下，也可以要求去除影响检测的焊缝金属。
补充方法可以采用双晶探头、爬波探头，或其他超声技术及合适的方法（如：着色渗透探伤、磁粉探伤、射线探伤等）。在选择附加的或补充的超声技术或其他方法时，应考虑焊缝的类型和缺陷可能的方向。
8 扫查面的制备
扫查面应足够宽，以确保图1的检测区域可以被全部检测到。但是，如果检测的同等区域可以通过对接头的上、下表面扫查达到，扫查面的宽度也可以小一点。
扫查面应干净、光滑，以防止对探头耦合的干涉（如：锈、铁削、焊豆、沟槽等）。被检测表面的变化不能保证被检测面与探头保护套之间的间隙不大于0.5mm时，如果必要，应通过修整予以满足。
扫查面的局部变化（如沿焊缝边缘），导致探头与被检面的间隙达1mm时，在焊缝影响的一边至少允许使用一个附加的斜角探头。该附加扫查是必要的，以补偿因间隙的存在而减少的焊缝检查区域。
在任何情况下，被检测面与探头间的最大允许间隙应是0.5mm。扫描接触面和声波反射面的表面粗糙度R a要求：机加工面应不大于6.3μm；喷丸面应不大于12.5μm。
9母材的检测
在扫描区域内，母材金属应在焊接前或焊接后使用直探头进行检测，除非可以证明（如：在组装工序间的检测）焊缝的角探头不会受到非平面和高衰减的影响。
当发现非平面时，其对角度波束检测的影响应作评价，如果必要，应相应调整检测技术。
当发现超声波检测的区域已受到严重的影响时，应通过协商采取其他的检查方法（如：射线检查）进行。
1—检测区域的宽度；2—扫描面
图1：纵向缺陷扫描检测区域覆盖样图
10偏差范围和灵敏度的设定 10.1 通用要求
偏差范围和灵敏度的设定应在每一次检测前按照本标准和EN 583-2进行。上述设定的确认校验应至少每工作4小时和工作完成时（进行一次）。但是，当系统参数改变或对等同设定的变化有怀疑时，也应随时进行校验。
如果在校验过程中发现偏差，应按表2进行调整。
表2：灵敏度和偏差范围的调整
灵敏度
1 偏差≤4dB
在继续进行试验检测前对设定进行调整。 2 灵敏度的减少量>4dB 应进行调整，并对在该期间使用该设备的所有实验重新进行检测。
3
灵敏度的增加>4dB
应进行调整，并对所有记录的缺陷重新进行评定。偏差范围
2 偏差>2%应进行调整，并对在该期间使用该设备的所有实验重新进行检测。
10.2 参考等级
可采用如下方法之一进行参考等级的设定：
-方法1：侧钻孔为3mm的参考等级是距离-振幅-曲线（DAC-曲线）；
-方法2：对于横波和纵波采用基于盘形反射（DSR）的距离获得缺陷尺寸的系统(DGS)的参考等级由表3和表4单独给出；
-方法3：1mm深的矩形狭槽的参考等级等同于DAC-曲线.
-纵向试验检测：D DSR=6mm（用于所有厚度）。
表三:方法2（(DGS)）横波角度波束扫描的参考等级
母材厚度（mm）
标称探头频率
（ MH Z）8≤t<1515≤t<40 40≤t≤100
1.5至
2.5 --- D DSR=2mm D DSR=3mm
3至5 D DSR=1mm D DSR=1.5mm --- 表四: 方法2（(DGS)）纵波角度波束扫描的参考等级
母材厚度（mm）
标称探头频率
（ MH Z）8≤t<1515≤t<40 40≤t≤100
1.2至
2.5 --- D DSR=2mm D DSR=3mm
3至5 D DSR=2mm D DSR=2mm D DSR=3mm
10.3等级评定
等同于或超出以下的所有缺陷应做出评定：
-方法1和3：参考等级-10dB(33%DAC);
-方法2：参考等级-4 dB分别与表3和表4相一致的；
-纵向检测：D DSR=6mm（对于任何厚度）。
10.4传感器的校正
当采用单独的试块建立参考等级时，测量读数会在被测物体和试块之间存在一典型的代表该位置的传感差值。En 583-2详述了适用的校正技术。
如果差值小于2dB，则无需修正。
如果传输损失超出12dB，必须考虑其产生的原因，如有可能需对扫描面作进一步准备。
若出现大的修正值而找不到明显的原因时，应对试验物的不同部位做衰减测试，若发现重要的变化，应考虑相应的修正措施。
10.5 信噪比
在对焊缝的试验过程中，除去拟似表面后的噪声等级值应低于评估等级至少12dB
11 试验检测等级
焊接接头的质量要求主要与材料、焊接工艺和环境有关。综合所有这些要求，本标准列出四个试验检测等级（A、B、C和D）。从等级A到等级C，通过对提高检测的覆盖范围（如扫描面、表面涂层）达到逐步提高探伤等级的可能。等级D 可许用于采用了本标准的通用要求的书面工艺流程的特别检测。
一般情况下，选用试验等级与所需质量等级（如EN 28517）相关。可通过焊缝标准（如EN 12062）、产品标准或其他技术文件选定合适的试验等级。
当选定EN 12062，表5给出了推荐试验等级：
表5：推荐试验等级
试验检测等级在EN25817中的质量等级
A C
B B
C 同协议
D 特殊应用
等级A至C的技术规范要求适用于附表A所列各种类型的接头。应注意到表中所示的接头只是理想类型，当实际焊接情况与这些不确符合时，应修改试验工艺以满足本标准的通用要求和所选的试验等级需求，此种情况需准备书面试验工艺流程。
12 试验检测技术
12.1 通用要求
超声波试验应考虑以下各项要求且与EN 583-1相一致
12.2 手动扫描路线
在夹角之间，探头以轻微的旋转向上的运动进行扫描，任意一边以规定波束10°角方向内可应用探头扫描。
12.3非直面检测
表面下非完全平面的检测面很难用单一的探头角度技术探测。对于这样的非完全平面，特别是较厚材料的焊缝，应考虑特殊的检测技术。使用这些技术应由技术文件定义。
12.4 缺陷位置
所有显示的缺陷位置应在参考坐标系下给定（如图2所示）。检测表面的一点选作测量的原点。
检测超过一个表面时，参考原点应在每一个面上建立。在这种情况下，应仔细建立所有点的相对位置关系，以使缺陷的绝对位置能够以任意名义参考点确定。
在焊缝周围，可能需要在焊接组合前建立内外参考点。
图2：缺陷位置坐标系
12.5 缺陷的评估
12.5.1 通用要求
所有评估等级上的相关的缺陷的评估应与条款12.5至12.5相一致。
12.5.2 最大回波振幅
回波振幅应通过探头的移动获得最大并纪录到相关的认可参考等级。
12.5.3 缺陷长度
缺陷的长度，无论是在纵向还是在横向，如有可能，应在规定验收等级按技术条件或采用峰值下降6dB的技术或其他协定来测定。
12.5.4 缺陷高度
如有技术协议要求，缺陷高度测量应按其执行。应采用以下方法进行测量。
对于缺陷，当沿厚度方向扫描时，反馈信号产生不止一个不同峰值，缺陷高度（h）应通过探
陷应详细记录。
12.5.5 缺陷特性
如果技术条件有要求或按照具体验收等级的要求，应对缺陷的特性描述。13 试验检测报告
13.1 通用要求
试验报告应包括本标准的一个参考和至少应给出以下的信息。
13.2 通用参数
a)试验检测零件的识别：
–材质和制造方式
–尺寸
–被测焊缝/焊接头的位置
–几何轮廓简图（如需要）
–焊接参考工艺、技术条件和热处理状态
–加工状态
–表面状况
–零件温度如果超出0°C—4°C范围需记录温度
b) 合同要求（如技术协议、指导文件和特殊协定）；
c) 试验地点和时间；
d) 试验场所标识和操作者的身份识别和资格证书；
e) 检查权威的标识。
13.3 有关设备信息
a) 如需要，以识别号记录超声探伤仪器的制造厂家、型号, ；
b) 如需要，以识别号记录探头的制造厂家、型号、额定频率、实际入射角；
c) 如需要，采用简图记录参考试块的识别；
d) 信号耦合器。
13.4 有关试验技术信息
a) 试验等级及使用的参考书面工艺；
b) 试验范围；
c) 扫描区域位置；
d) 按12.4规定的参考点和坐标系的详细信息；
e) 按附录A的说明或用草图的方式标识探头的位置；
f) 基本耗时范围；
g) 灵敏度的设置方法和数值（获得参考等级的设置和用于传感器修正的灵敏度值）；
h) 参考等级；
i) 母材检测结果；
j) 验收等级标准；
k)任何与本标准或合同上要求的偏差。
13.5 试验检测结果
以表格概要（或略图）提供记录缺陷的以下信息。
a) 按12.4 所述的缺陷的坐标位置及与其相对应的探头位置的详情
b)如有要求，按12.5.2 所述的出现最大回波振幅时缺陷的类型和大小
c)按12.5.3 规定的缺陷长度
d)依据验收等级说明的结果评估
附录A (标准化)
各类型焊接接头的试验检测等级
见图A.1至A.7和表A.1至A.7。
表中关键词：
L型扫描：采用角度波束探头对纵向缺陷的扫描
N型扫描：采用直波束的扫描
T型扫描：采用角度波束探头对横向缺陷的扫描
P：全跳动距离
SZM：扫描带宽。
1 边1
2 主视图
3 边2
4 侧视图
5 与跳动距离相关的扫描带宽度
图A.1板材和管材中平接接头
1 部件1
2 部件2
3 主视图
4 侧视图
扫描区域宽度以字母a 、b 、c 、d 、e 、f 和g 表示
图A.2：T 型接头
1 全剖视图
2 俯视图
3 部件1=圆柱型壳体/平板
4 部件2=喷嘴
5 标称探头
扫描区域宽度以字母a 、b 、c 、d 和e 表示
图A.3 置通喷嘴接头
1全剖视图 2 后视图 3部件1=喷嘴 4 部件2=壳体
扫描区域宽度以字母a 、b 、c 和d 表示
图A.4：L 型接头
1 全剖视图
2 俯视图
3部件1=喷嘴
4 部件2=壳体
5 标称探头
扫描区域宽度以字母a、b、c、d和x表示。
图A.4：顶置喷嘴接头
1 后视图
2 侧视图
3 部件1=喷嘴
4 部件2=壳体
5 部件3
扫描区域宽度以字母a 、b 、c 、d 、e 、f 、g 和h 表示。
图A.4：十字型接头
1 部件1=主体管
2 部件2=支管
扫描区域宽度以字母d、e、f、g和h表示。
图A.4：管状结构的节点接头
附录ZA （非标准化）
本欧洲标准的条款与欧盟导则中的基本要求和其他条款的对应规范说明
本欧洲标准是CEN在欧洲委员会和欧洲自由贸易联盟的委托下完成的，它符合欧洲议会的97/23/EC导则的基本要求和1997年5月29日的议会上各成员国以近似立法的方式进行有关承压设备的审定的要求。
提醒：其他要求和其他的欧盟导则也可适用于落入本标准范围内的产品。
如下表ZA.1和ZA.2详述的本标准中的条款非常符合导则97/23/EC和87/404/EEC的要求。
遵从标准中的这些条款规定了一种确定相关导则的特定必需要求的方法和EFTA规则的关联表ZA.1：本欧洲标准和导则97/23/EC的一致性
本欧洲标准的条款/子条款导则97/23/EC基本要求资格评定/备注所有附录1中的§3.1.2 无损探伤试验
表ZA.2：本欧洲标准和导则87/404/EEC的一致性
本欧洲标准的条款/子条款导则87/404/EEC基本要求资格评定/备注所有附录1中的§3.2 承压件的焊接
95管道对接焊接接头超声波探伤漏检 朱春芳 （贵州电力建设第二工程公司金属焊接检验中心，贵州贵阳 550002） 摘要：火电站安装过程中，超声波探伤常应用于壁厚大于20mm对接焊接接头的无损检测，在保 证探伤系统灵敏度的前提下，由于探头选择的不恰当，管道外表面和内表面不能使声束按预计路径 传播，造成焊接缺陷漏检，给设备安全运行带平隐患，希望能引起重视。 关键词：超声波探伤；焊接缺陷；漏检；检测面 超声波探伤对面状缺陷敏感，对焊接接头中的裂纹、未焊透和未熔合等缺陷的检出率高，探测距离大，超声波探伤仪体积小、重量轻、检测速度快，检测中只消耗耦合剂和磨损探头，检测费用低，所以在火电厂安装过程中，大于20mm 的管道对接焊接接头都用超声波探伤。中厚壁压力管道焊接采用氩弧焊打底，电焊填充盖面的焊接方法，对接焊接接头不允许存在裂纹、未焊透和未熔合等面状缺。在保证探伤系统灵敏度满足规定要求的前提下，由于检测面等客观因素和探伤人员判断的主观因素影响，造成焊接缺陷漏检，给设备安全运行带来隐患。 1 探头的影响 1.1 K值选择 1.1.1 探头K值的选择应从以下三个方面考虑（1）使声束能扫查到整个焊接接头截面；（2）使声束中心线尽量与主要危险性缺陷垂直； （3）保证有足够的探伤灵敏度。 用一、二次波单面双侧探测焊接接头截面时，d1=（a+l0)/T，d2=b/K，其中一次波只能扫查到d1以下的部分（受余高限制），二次波只能扫查到d2以上的部分（受根部成形限制）。为保证能扫查整个焊接接头截面，必须满足d1+d2≤T，从而得到：式①K≥（a+b+l0）/T，式中a—上焊接接头宽度的一半；b—下焊接接头宽度的一半；l0—探头的前沿距离；T—管壁厚度；K—探头的K值。 采用单面焊双面成型焊接工艺时，b值很小，可以忽略不计，则K≥（a+l0）/T。从式①中可看出，随着管壁厚度T增大，探头K值减小，也就是说如果管壁越厚，一、二次波探伤，用较小K 值的探头就能保证扫查到整个焊接接头截面，管壁越薄需要使用的探头K值越大。 当选择的探头K＜（a+l0）/T时，用一、二次波单面双侧扫查焊接接头截面，从图2中可看出一次波扫查不到焊接接头截面，两侧二次声束都扫查不到E区域，造成该区域漏检。 K值发生变化，探头使用过程中，有机玻璃耦合面被磨损，由于探头前后受力不均，前后磨损程度不一样，引起K值发生变化，如探头前面磨损严重，K值变小，如果K值小于（a+l0）/T，则会造成如图2所示的E区域漏检。如探头后面磨损较大，则K值变大。无论K值变大还是变小都会因为K值变化而引起缺陷定位不准，这会影响对缺陷的分析和判定。 1.2 探头晶片尺寸 探头晶片尺寸的大小会影响近场区的长度和声能传播远近，但会不会影响对接焊接接头超声波探伤呢？对接焊接接头一般用横波超声波探伤，设有机玻璃中入射点至晶片的距离为12mm，钢中声速为3230ms，由公式N’=Fscosβ/πλs2cosα-L1tgα/tgβ，计算出不同探头在钢中的近场长度，见表1。 2008年第12期2008年12月 化学工程与装备 Chemical Engineering & Equipment
焊缝基本常识 一、焊接接头及类型 用焊接方法连接的接头称为焊接接头（简称为接头）。它由焊缝、熔合区、热影响区及其邻近的母材组成。在焊接结构中焊接接头起两方面的作用，第一是连接作用，即把两焊件连接成一个整体；第二是传力作用，即传递焊件所承受的载荷。根据GB/T3375—94《焊接名词术语》中的规定，焊接接头可分为10种类型，即对接接头、T形接头、十字接头、搭接接头、角接接头、端接接头、套管接头、斜对接接头、卷边接头和锁底接头，示于图1。其中以对接接头和T形接头应用最为普遍。 二、焊缝坡口基本形式 根据设计或工艺需要，将焊件的待焊部位加工成一定几何形状的沟槽称为坡口。开坡口的目的是为了得到在焊件厚度上全部焊透的焊缝。坡口的形式由 GB985—88《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》、GB986—88《埋弧焊焊缝坡口的基本形式及尺寸》标准制定的：常用的坡口形式有I形坡口、Y型坡口、带钝边U形坡口、双Y形坡口、带钝边单边V形坡口等，见图2。
三、坡口几何尺寸的参数及作用 1）坡口面，焊件上所开坡口的表面称为坡口面，见图3。 2）坡口面角度和坡口角度，焊件表面的垂直面与坡口面之间的夹角称为坡口面角度，两坡口面之间的夹角称为坡口角度，见图4。
开单面坡口时，坡口角度等于坡口面角度；开双面对称坡口时，坡口角度等于两倍的坡口面角度。坡口角度（或坡口面角度）应保证焊条能自由伸入坡口内部，不和两侧坡口面相碰，但角度太大将会消耗太多的填充材料，并降低劳动生产率。 3）根部间隙，焊前，在接头根部之间预留的空隙称为根部间隙。亦称装配间隙。根部间隙的作用在于焊接底层焊道时，能保证根部可以焊透。因此，根部间隙太小时，将在根部产生焊不透现象；但太大的根部间隙，又会使根部烧穿，形成焊瘤。 4）钝边，焊件开坡口时，沿焊件厚度方向未开坡口的端面部分称为钝边。钝边的作用是防止根部烧穿，但钝边值太大，又会使根部焊不透。 5）根部半径，U形坡口底部的半径称为根部半径。根部半径的作用是增大坡口根部的横向空间，使焊条能够伸入根部，促使根部焊透。 四、Y形、带钝边U形、双Y形三种坡口各自的优缺点 当焊件厚度相同时，三种坡口的几何形状见图5。 Y形坡口：1）坡口面加工简单。2）可单面焊接，焊件不用翻身。3）焊接坡口空间面积大，填充材料多，焊件厚度较大时，生产率低。4）焊接变形大。 带钝边U形坡口：1）可单面焊接，焊件不用翻身。2）焊接坡口空间面积大，填充材料少，焊件厚度较大时，生产率比Y形坡口高。3）焊接变形较大。4）坡口面根部半径处加工困难，因而限制了此种坡口的大量推广应用。 双Y形坡口：1）双面焊接，因此焊接过程中焊件需翻身，但焊接变形小。2）坡口面加工虽比Y形坡口略复杂，但比带钝边U形坡口的简单。3）坡口面积介于Y形坡口和带钝边U形坡口之间，因此生产率高于Y形坡口，填充材料也比Y形坡口少。 五、常用的垫板接头形式及优缺点 在坡口背面放置一块与母材成分相同的垫板，以便焊接时能得到全焊透的焊缝，根部又不致被烧穿，这种接头称为垫板接头。常用的垫板接头形式有：I形带垫板坡口、V形带垫板坡口、Y形带垫板坡口、单边V形带垫板坡口等见图6。
焊接工艺基本知识 1什么是焊接接头？它有哪几种类型？ 用焊接方法连接的接头称为焊接接头（简称为接头）。它由焊缝、熔合区、热影响区及其邻近的母材组成。在焊接结构中焊接接头起两方面的作用，第一是连接作用，即把两焊件连接成一个整体；第二是传力作用，即传递焊件所承受的载荷。 根据GB/T3375—94《焊接名词术语》中的规定，焊接接头可分为10种类型，即对接接头、T形接头、十字接头、搭接接头、角接接头、端接接头、套管接头、斜对接接头、卷边接头和锁底接头，如图1。其中以对接接头和T形接头应用最为普遍。
2什么是坡口？常用坡口有哪些形式？ 根据设计或工艺需要，将焊件的待焊部位加工成一定几何形状的沟槽称为坡口。开坡口的目的是为了得到在焊件厚度上全部焊透的焊缝。 坡口的形式由 GB985—88《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》、GB986—88《埋弧焊焊缝坡口的基本形式及尺寸》标准制定的：常用的坡口形式有I形坡口、Y型坡口、带钝边U形坡口、双Y形坡口、带钝边单边V形坡口等，见图2。
3表示坡口几何尺寸的参数有哪些？它们各起什么作用？ ⑴坡口面焊件上所开坡口的表面称为坡口面，见图3。
⑵坡口面角度和坡口角度焊件表面的垂直面与坡口面之间的夹角称为坡口面角度，两坡口面之间的夹角称为坡口角度，见图4。
开单面坡口时，坡口角度等于坡口面角度；开双面对称坡口时，坡口角度等于两倍的坡口面角度。坡口角度（或坡口面角度）应保证焊条能自由伸入坡口内部，不和两侧坡口面相碰，但角度太大将会消耗太多的填充材料，并降低劳动生产率。
⑶根部间隙焊前，在接头根部之间预留的空隙称为根部间隙。亦称装配间隙。根部间隙的作用在于焊接底层焊道时，能保证根部可以焊透。因此，根部间隙太小时，将在根部产生焊不透现象；但太大的根部间隙，又会使根部烧穿，形成焊瘤。 ⑷钝边焊件开坡口时，沿焊件厚度方向未开坡口的端面部分称为钝边。钝边的作用是防止根部烧穿，但钝边值太大，又会使根部焊不透。 ⑸根部半径 U形坡口底部的半径称为根部半径。根部半径的作用是增大坡口根部的横向空间，使焊条能够伸入根部，促使根部焊透。 4试比较Y形、带钝边U形、双Y形三种坡口各自的优缺点？ 当焊件厚度相同时，三种坡口的几何形状见图5。
焊缝手动超声波探伤 锅炉压力容器和各种钢结构主要采用焊接方法制造。射线探伤和超声波探 伤是对焊缝进行无损检测的主要方法。 对于焊缝中的裂纹、 未熔合等面状危害性 缺陷，超声波比射线有更高的检出率。 随着现代科技快速发展， 技术进步。 超声 仪器数字化， 探头品种类型增加， 使得超声波检测工艺可以更加完善， 检测技术 更为成熟。但众所周知： 超声波探伤中人为因素对检测结果影响甚大； 工艺性强； 故此对超声波检测人员的素质要求高。 检测人员不仅要具备熟练的超声波探伤技 术，还应了解有关的焊接基本知识； 如焊接接头形式、 坡口形式、 焊接方法和可 能产生的缺陷方向、 性质等。 针对不同的检测对象制定相应的探伤工艺， 选用合 适的探伤方法，从而获得正确的检测结果。 射线检测局限性： 辐射影响，在检测场地附近，防护不当会对人体造成伤害。 受穿透力等局限影响，对厚截面及厚度变化大的被检物检测效果不 好。 5. 需接近被检物体的两面。 6. 检测周期长，结果反馈慢。设备较超声笨重。成本高。 常规超声波检测不存在对人体的危害，它能提供缺陷的深度信息和检出射 线照相容易疏漏的垂直于射线入射方向的面积型缺陷。 能即时出结果； 与射线检 测互补。 超声检测局限性： 1. 由于操作者操作误差导致检测结果的差异。 2. 对操作者的主观因素（能力、经验、状态）要求很高。 3. 定性困难。 4. 无直接见证记录（有些自动化扫查装置可作永久性记录） 5. 对小的（但有可能超标的缺陷）不连续性重复检测结果的可能性小。 6. 对粗糙、形状不规则、小而薄及不均质的零件难以检查。 7. 需使用耦合剂使波能量在换能器和被检工件之间有效传播。 1. 2. 3. 面状缺陷受方向影响检出率低。 4. 不能提供缺陷的深度信息。
超声波焊接件的工艺设计 作者：欣宇机械来源：本站原创日期：2014-5-5 17:32:38 点击：6943 属于：行业新闻超声波焊接件的工艺设计-东莞市欣宇超声波机械有限公司 在超声波焊接行业中，很多客户都不知道塑料件焊接，焊接产品优良不只是跟材质，超声波选择机型功率有关系，最容易被忽略的一点是：超声波焊接件的工艺设计，塑料焊接件需要设计有超声线，焊接出来的产品才是比较完美的。那么，超声波焊接件的工艺设计是怎么样的呢？要怎么设计呢？很多客户初步使用超声波焊接，都会对个问题不了解，今天，欣宇小陈为大家讲解：超声波焊接件的工艺设计，希望对朋友有所帮助！ 超声波塑料件的结构设计必须首先考虑如下几点： 1.是否需要水密、气密。 2.是否需要完美的外观。 3.是否适合焊头加工要求。 4.焊缝的大小（即要考虑所需强度）。 5.避免塑料熔化或合成物的溢出。 超声波焊接质量获得原因： 1.材质 2.上下表面的位置和松紧度 3.焊头与塑料件的妆触面 4.顺畅的焊接路径 5.塑料件的结构 6.焊接线的位置和设计 7.焊接面的大小 8.底模的支持 为了获得完美的、可重复的超声波熔焊方式，必须遵循三个主要设计方向： 1.围绕着连接界面的焊接面必须是统一而且相联系互紧密接触的。如果可能的话，接触面尽量在同一个平面上，这样可使能量转换时保持一致。 2.最初接触的两个表面必须小，以便将所需能量集中，并尽量减少所需要的总能量（即焊接时间）来完成熔接。 3.找到适合的固定和对齐的方法，如塑料件的接插孔、台阶或齿口之类。 下面就对超声波塑料件设计中的要点进行分类举例说明： 超声波整体塑料件的结构 1.1塑料件的结构 塑料件必须有一定的刚性及足够的壁厚，太薄的壁厚有一定的危险性，超声波焊接时是需要加压的，一般气压为 2-6kgf/cm2 。所以塑料件必须保证在加压情况下基本不变形。 1.2罐状或箱形塑料等，在其接触焊头的表面会引起共振而形成一些集中的能量聚集点，从而产生烧伤、穿孔的情况（如图1所示），在设计时可以罐状顶部做如下考虑
超声波线设计 焊接热塑性制品的最普通的方法是超声焊接.这种方法是采用低振幅,高频率(超声)振动能量使表面和分子摩擦产生焊接相连垫塑性制件所需的热量.(正弦超声振动) 超声焊接在20-50kHz 的频率范围内发生,其一般振幅范围为15-60um.在低达15kHz(较高振幅)的声频有时用于较大制件或较软材料.焊接过程通常在0.5-1.5s 内发生.焊接工艺变量包括焊接时间,焊头位置和焊接压力.超声焊接方法可根据焊接时间或焊缝位置(塌陷距离)或焊接能量控制.也对焊接压力和冷却时间提供附加控制. 超声焊接设备通常用来焊接中,小尺寸的热塑性塑料制品,而很大的制品可用多点焊接. 超声焊接设备一般不是在20kHz 就是在40kHz 频率下运行 .20kHz 装置更常用. 接头设计:第一类即最常用的接头类型,在被连接表面的垂直方向上利用超声振动.对接和Z 形接合归入这一类,适用于多数聚合物.第二类超声焊接接头包括与接头表面平行的振动,形成剪切状态.各种类型的剪切和嵌接归入第二类. 能量控制嚣接点与无定形材料一起使用最佳,图1所示较大的能量控制嚣结可在一些不密闭的半结晶材料中应用.
＊剪切接头当焊接半结晶聚合物（或其它难以焊接的聚合物）和需要密封接头号时，一般推荐使用剪切接。需要高强度，高质量接碚的环形和矩形制件都用剪切接头。剪切接
图6 超声焊执着用典型的斜坡接合设计 （a）斜坡接合；改进的斜坡接合（附加公差） 1-溢料槽；2-夹具 斜坡接合具有30°-60°的角且应该在±1°内装配。为附加的熔区材料厚度增加的
＊溢流式铆焊溢流式铆焊用在要求表面为平的或隆起的及锁信制件的厚度被允许使 ●
超声波焊接线的设计及超声波焊接机的调试(图) 1.强度无法达到欲求标准。当然我们必须了解超音波熔接作业的强度绝不可能达到一体成型的强度，只能说接近于一体成型的强度，而其熔接强度的要求标准必须仰赖于多项的配合，这些配合是什么呢？※塑料材质：ABS与ABS相互相熔接的结果肯定比ABS与PC相互熔接的强度来的强，因为两种不同的材质其熔点也不会相同，当然熔接的强度也不可能相同，虽然我们探讨ABS与PC这两种材质可否相互熔接？我们的答案是绝对可以熔接，但是否熔接后的强度就是我们所要的？那就不一定了！而从另一方面思考假使ABS与耐隆、PP、PE相熔的情形又如何呢？如果超音波HORN瞬间发出150度的热能，虽然ABS材质己经熔化，但是耐隆、PVC、PP、PE只是软化而已。我们继续加温到270度以上，此时耐隆、PVC、PP、PE已经可达于超音波熔接温度，但ABS材质已解析为另外分子结构了！ 由以上论述即可归纳出三点结论：１.相同熔点的塑料材质熔接强度愈强。２.塑料材质熔点差距愈大，熔接强度愈小。３.塑料材质的密度愈高（硬质）会比密度愈低（韧性高）的熔接强度高。 ２.制品表面产生伤痕或裂痕。在超音波熔接作业中，产品表面产生伤痕、结合处断裂或有裂痕是常见的。 因为在超音波作业中会产生两种情形：1.高热能直接接触塑料产品表面 2.振动传导。所以超音波发振作用于塑料产品时，产品表面就容易发生烫伤，而1m/m以内肉厚较薄之塑料柱或孔，也极易产生破裂现象，这是超音波作业先决现象是无可避免的。而在另一方面，有因超音波输出能量的不足(分机台与HORN 上模)，在振动摩擦能量转换为热能时需要用长时间来熔接，以累积热能来弥补输出功率的不足。此种熔接方式，不是在瞬间达到的振动摩擦热能，而需靠熔接时间来累积热能，期使塑料产品之熔点到达成为熔接效果，如此将造成热能停留在产品表面过久，而所累积的温度与压力也将造成产品的烫伤、震断或破裂。是以此时必须考虑功率输出(段数)、熔接时间、动态压力等配合因素，来克服此种作业缺失。 解決方法：1.降低压力。2.减少延迟时间（提早发振)）。3.减少熔接时间。4.引用介质覆盖（如ＰＥ袋）。5.模治具表面处理（硬化或镀铬）。6.机台段数降低或减少上模扩大比。7.易震裂或断之产品，治具宜制成缓冲，如软性树脂或覆盖软木塞等（此项指不影响熔接强度）。8.易断裂产品于直角处加Ｒ角。 3.制品产生扭曲变形。发生这种变形我们规纳其原因有三：1.本体与欲熔接物或盖因角度或弧度无法相互吻合. 2.产品肉厚薄(2m/m以内)且长度超出60m/m以上. 3.产品因射出成型压力等条件导致变形扭曲.所以当我们的产品经超音波作业而发生变形时，从表面看来好像是超音波熔接的原因，然而这只是一种结果，塑料产品未熔接前的任何因素，熔接后就形成何种结果。如果没有针对主因去探讨，那将耗费很多时间在处理不对症下药的问题上，而且在超音波间接传导熔接作业中(非直熔)，6kg以下的压力
管道的焊接与探伤的相关规范要求《压力管道规范工业管道》GB/T20801-2006是基础性标准。规定了工业金属压力管道设计、制作、安装、检验和安全防护的基本要求。 GB/T 20801《压力管道规范工业管道》由六个部分组成： ——第1部分：总则； ——第2部分：材料； ——第3部分：设计和计算； ——第4部分：制作与安装； ——第5部分：检验与试验； ——第6部分：安全防护。 适用于《特种设备安全监察条例》规定的“压力管道”中金属工业管道的设计和建造。基础标准只是最低标准。所以应在满足基础标准的前提下，通过其他“标准规范”或“工程规定”纳入其他需要采纳的材料、管道元件、设计、施工、检验试验和验收及其附加要求。 GB/T20801.4-2006 压力管道规范—工业管道第4部分：制作与安装 对焊接作了基础性规定 7 焊接 7.1 焊接工艺评定和焊工技能评定 7.2 焊接材料 7.3 焊接环境 7.4 焊前准备 7.5 焊接的基本要求 7.6 焊缝设置 等作了详细可操作的规定。 TSG D0001-2009《压力管道安全技术监察规程-工业管道》第六十七条对应当采用氩弧焊焊接的金属管道作了规定， GC1 级管道的单面对接焊接接头，设计温度低于或者等于-200C的管道，淬硬倾向较大的合金钢管道，不锈钢以及有色金属管道应当采用氩弧焊进行根部焊接，且表面不得有电弧擦伤。 GB/T20801.5-2006 压力管道规范—工业管道第5 部分检验与试验 对检验与试验作了基础性规定 6.1.1一般规定 a)压力管道的检查等级分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五个等级，其
中Ⅰ级最高，Ⅴ级最低； 6.1.2按管道级别和剧烈循环工况确定管道检查等级： a) GC3 级管道的检查等级应不低于Ⅴ级； b) GC2 级管道的检查等级应不低于Ⅳ级； c) GC1 级管道的检查等级应不低于Ⅱ级； d) 剧烈循环工况管道的检查等级应不低于Ⅰ级。 6.1.3 按材料类别和公称压力确定管道检查等级： a)除GC3 级管道外，公称压力不大于PN50 的碳钢管道（本规范无冲击试验要求）的检查等级应不低于Ⅳ级； b) 除GC3 级管道外，下列管道的检查等级应不低于Ⅲ级： 1)公称压力不大于PN50 的碳钢（本规范要求冲击试验）管道； 2) 公称压力不大于PN110 的奥氏体不锈钢管道。 c) 下列管道的检查等级应不低于Ⅱ级： 1) 公称压力大于PN50 的碳钢（本规范要求冲击试验）管道； 2) 公称压力大于PN110 的奥氏体不锈钢管道； 3)低温含镍钢、铬钼合金钢、双相不锈钢、铝及铝合金管道； d) 下列管道的检查等级应不低于Ⅰ级： 1)钛及钛合金、镍及镍基合金、高铬镍钼奥氏体不锈钢管道； 2)公称压力大于PN160 的管道。 注2：角焊缝包括承插焊和密封焊以及平焊法兰、支管补强和支架的连接焊缝；
EN 1712 焊缝的无损检测—焊接接头的超声波检测—验收等级 1. 应用范围 该标准规定了铁素体钢对接焊缝全焊透结构的超声波探伤合格极限2和3；它们与EN 25 817的B、C级相对应。同时根据合同双方之间的协议也可以采用其它的合格极限。 和EN 25817中D级相对应的合格极限不列入该欧洲标准，因为不推荐按照该等级进行焊缝的无损检测。 这些合格极限可用于按照prEN 12062引用标准进行的检测。如果对于调节灵敏度使用同等类型的基准反射器，并且经合同双方商定，也可和其它规则一起使用。 该标准适用于母材厚度8～100mm的铁素钢对接焊缝全焊透结构的超声波探伤。也可以用于其它形式的焊缝，其它的材料和壁厚大于100mm的材料。但是前提是，探伤必须是在考虑到组件几何形状和声学特性的情况下进行的，并且调节的检测灵敏度和该标准中合格极限的比例适中。要是没有，该欧洲标准探头的额定频率采用2～5MHz。如果检测频率超出设定范围时采用该标准的合格极限必须要事先经缜密的考虑。 2. 引用标准(略) 3. 显示评定 3.1 概述
对按照prEN 1714进行探伤时检出的显示进行评定。 3.2 灵敏度调节 在探伤前对于任何一个探伤方向必须要由参与检验的人员商定采用何种方法调节灵敏度。在进行下列探伤时通常情况下也要遵循这些调节方法。调节灵敏度可以按照下列方法进行： 方法1：3mm长横孔 方法2：AVG曲线 壁厚8mm≤t＜15mm，如果探头角度≥70o，可以采用1mm 深的矩形沟槽。 如果采用长横孔或沟槽，其长度必须大于声束宽度，且应该在-20 dB以外。沟槽宽度在这里关系不大。 采用方法2的合格极限的前提是使用表1中规定的探头。 表1：方法2的超声波探头频率 厚度横波探头频率 MHz 纵波探头频率 MHz 8≤t＜15 4 4～5 15≤t＜40 2～4 2～5 40≤t＜100 2 2～5 如果使用其它探头频率则必须把对合格极限的影响考虑进去；并且要进行必要的修正。
坡口和焊缝的基础知识 培训要求了解坡口和焊缝的基础知识，熟悉焊缝符号的表示方法。 第一节焊接接头和坡口 一、焊接接头的种类和坡口 1、焊接接头的种类 用焊接的方法连接工件的接头叫焊接接头。焊接时，由于焊件的厚度、结构及使用条件的不同，其接头形式及坡口形式也不同。焊接接头的形式有对接接头、T形接头、角接接头及搭接接头等。 （1）对接接头 两构件表面构成大于或等于135°而小于或等于180°夹角的接头，对接接头。在各种焊接结构中，它是采用得最多的一种接头形式。 （2）T形接头 一个焊接构件与另外一个焊接构件的表面构成直角或近似直角的接头，叫做T形接头。 （3）角接接头 两焊件端面间构成的大于30°而小于135°的接头叫角接接头，如图2-3所示。 T形接头角接接头
（4）搭接接头 两焊件部分重叠构成的接头叫搭接接头。搭接接头根据其结构形式和对强度的要求，分为不开坡口、圆孔内塞焊、长椭圆孔塞焊等三种形式。 搭接接头 2、焊接接头的坡口 （1）坡口形式根据坡口的形 状，坡口分为I形（不开坡口）、 V形、Y形、双Y形，U形、双 U形、单（钝）边V形，K形以 及J形等，其中以前面三种最为 常用。 （2）坡口的几何尺寸主要有 坡口面、坡口面角度、坡口角度、 根部间隙、钝边和根部半径等几 个概念。如图所示。坡口的几何尺寸 二、焊缝的形式和尺寸 1、焊缝的形式焊缝按结合形式可分为对接焊缝、角焊缝、塞焊缝、槽焊缝和端接焊缝等五种；按施焊时在空间所处位置不同可分为平焊缝、立焊缝、横焊缝、仰焊缝等四种形式；按焊缝的断续情况可分为连续焊缝和断续焊缝这两种。 2、焊缝的形状尺寸 焊缝的形状用一系列几何尺寸来表示，不同的焊缝其形状参数也不一样。主要的形状参数有焊缝宽度、余高、熔深、焊缝厚度、焊脚、焊缝成型系数、融合比等。 （1）焊缝宽度焊缝表面与母材的交界处叫做焊趾。焊缝表面两焊趾之间的距离叫做焊缝宽度。如图所示。
小径管对接焊接接头的相控阵超声检测 摘要：对小径管对接焊接接头中的裂缝、密集气孔、未焊透等缺陷进行相控阵超声波检测和射线检测，通过将两者的检测结果进行分析和比较，对两者的检测效果进行评价。本文主要是对相控阵超声波检测手段的优势和其在小管径检测中的应用进行了一定的分析，旨在推动相控阵超声波检测技术的广泛应用。 关键词：小径管对接焊接；接头；相控阵超声检测 引言 相控阵超声检测可以获取实时的检测结果，能够对工件的缺陷进行多种方式的扫描，是一种可以记录的无损检测方式。相控阵超声检测的主要优势就是声束角度和聚焦深度精确可控，声束可达性强，检测精度高，缺陷显示直观，检测速度快，是具有较高可靠性的检测技术，在工业领域有着颇为广泛的应用。笔者对小径管对接焊接接头中的缺陷进行了相控阵超声波检测，并且与射线检测结果进行了一定的比较分析。 一、相控阵超声检测技术 （一）相控阵超声检测技术的原理 相控阵超声检测方法主要是通过对换能器阵列中的单个阵元进行分别控制，以特定的时序法则进行激发和接收，进而实现声束在工件中的偏转和聚焦。采用自聚焦传感器能进一步增强聚焦能力和分辨力，有效的改善了小径管中波型畸变和杂波干扰的情况。 （二）试样管的焊制 小径管的试样管采用的是与广东省某电厂机组锅炉受热面管同规格同材质的管件，其中对接接头存在着一定的裂纹、未熔合、密集气孔有缺陷等问题，具体的示意图可以如下图1所示，焊接的方法主要是钨极氩弧焊。 图1 焊接接头简图 （三）相控阵检测系统 1、相控阵检测仪器 本次研究主要采用的仪器是phascan 32/128相控阵检测仪，Cobra16阵元自聚焦传感器，一次性激发16阵元。 2、相控阵检测探头和楔块 对于相控阵超声探头来说，它主要是阵列探头，在进行现场检测的时候要根据小径管的尺寸来对探头和楔块的型号和大小进行选择。一般来说，探头在进行使用的过程中，因为小径管的曲率过大，要将其和探头之间的耦合损失降低，就需要使用能够与小径管进行紧密切合的楔块，选择曲率相近的曲面。 （四）声束覆盖范围设置 在对小径管焊缝进行相控阵超声扇形扫查的时候，要对探头前沿到焊缝中心线的距离进行正确的选择，要保证在进行扇形扫查的时候大角度声束能够对焊缝的下面部分进行覆盖，小角度声束可以覆盖到焊缝的上面部分，进而达到对焊接接头的全面检测，避免出现遗漏。在对小径管对接接头进行检测的时候，还可以通过使用专业的软件来对声束覆盖范围进行模拟，然后对的不同角度的波束覆盖情况的进行模拟现实，通过这样的模拟结果可以找到适当的探头前沿距离和波束角度范围等等。 （五）相控阵检测校准设置
焊接接头的设计 焊接是制造各种金属制品的一项重要工艺，由于它具有独特优异的技术经济指标。已被广泛应用于机械制造、石油化工、海洋船舶、航空航天、电力、电讯及家用电器等各个领域。 一、焊接接头的设计： 用焊接方法连接的接头称为焊接接头，焊接接头由焊缝、热影响区及相邻母材金属三部份组成。在一些重要的焊接结构中，如锅炉、压力容器、船体结构中，焊接接头不仅是重要的连接元件，而且与所连接的部件共同承受工作压力、载荷、温度和化学腐蚀。为此，焊接接头已成为整个金属结构不可分割的组成部分，它对结构运行的可靠性和使用寿命起着决定性的影响。 焊接接头的设计除了考虑焊接接头与母材金属的强度和塑性外，焊接接头的设计主要还包括如下内容： 1、确定焊接接头的形式和位置 在手工电弧焊中，由于焊件的厚度、结构的形状及使用条件不同，其接头形式及坡口形式也不相同。根据国家标准GB985—88《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》的规定，焊接接头的基本形式可分为四种：（见图焊接接头形式A） 对接接头：两焊件端面相对平行的接头称为对接接头，它是在焊接结构中采用最多的一种接头形式。 T形接头：一焊件的端面与另一焊件的表面构成直角或近似直角的接头，称为T形接头。 角接接头：两焊件端面间构成大于30度，小于135度夹角的接头，称为角接头。 搭接接头：两焊件部分重叠构成的接头称为搭接接头。 有时焊接结构中还有其他类型的接头形式，（见图焊接接头形式B）如十字接头、端接接头、卷边接头、套管接头、斜对接接头、锁底对接接头等。 焊接接头的形式：主要取决于焊件的结构形状和板厚。 焊接接头的位置：应布置在便于组装、焊接和检查（包括无损检测）的部位。 2、设计焊接接头的坡口形式和尺寸 当确定了焊接接头的的形式后，还应设计焊接接头的坡口形式及尺寸： I形对接接头（不开坡口）当钢板厚度在6mm以下，一般不开坡口，采用I形对接接头，只留1~2mm的接缝间隙； V形坡口对接接头（见图V形坡口）当钢板厚度为7~40mm时，可采用V 形坡口，V形坡口分为V形坡口、钝边V形坡口、单边V形坡口、钝边单边V 形坡口四种，它的特点是加工容易，但焊后焊件易产生角变形。 X形坡口对接接头（见图X形坡口）当钢板厚度为12~60mm时，可采用X形坡口，也称双V形坡口，它于V形坡口相比较，具有在相同厚度下，它能减少焊缝填充金属量约1/2，焊件焊后变形和产生的内应力也小些，所以它主要用于大厚度以及要求变形较小的结构中； U形坡口对接接头（见图U形坡口）当钢板厚度为20~60mm时，可采用U形坡口，40~60mm时采用双面U形坡口，U形坡口的特点是焊缝填充金属量最少，焊件产生的变形也小，但这种坡口加工较困难，一般应用于较重要的焊接
1 主题内容和适用范围 1.1 本通用工艺规定承压设备对接焊接接头超声波探伤的仪器、探伤人员、试块、操作及验收标准等。 1.2 本通用工艺适用于母材厚度为8～120mm的全熔化焊对接焊接接头的B级超声波探伤。 1.3 本通用工艺不适用于铸钢，奥氏体钢焊缝及外径小于159mm的钢管环向对接焊接接头、内径小于或等于200mm 的管座角焊缝，也不适用于外径小于250mm和内半径与外半径之比小于80%的纵向对接焊接接头超声波探伤。 2 引用标准 JB/T9214-1999 A型脉冲反射式超声探伤系统工作性能测试方法 JB/T10061-1999 A型脉冲反射式超声探伤仪通用技术条件 JB/T10062-1999 超声探伤用探头性能测试方法 JB/T 4730.3-2005 承压设备无损检测 3 检测人员 3.1 从事检测的检验人员必须掌握超声波检测的基础技术，具有足够的焊缝超声波检测经验，并掌握一定的材料、焊接基础知识。 3.2 检测人员必须经过特种设备安全监察部门考试合格后，方可操作，签发报告者必须持有超声波Ⅱ级及以上资格证书。 4 超声仪器及探头 4.1 超声仪器 使用A型显示脉冲反射式探伤仪 4.2 探头 探头推荐按表1选用 表2 采用的斜探头规格 探头型号换能器尺寸（mm）频率（MHZ） 2.5P13×13 13×13 2.5 2.5P9×9 9×9 2.5 5P8×12 8×12 5 4.3 系统性能 4.3.1 检验前应校准探伤系统。 4.3.2 灵敏度余量 系统有效灵敏度余量应大于或等于10dB 5 试块 5.1 试块采用CSK-ⅠA、CSK-ⅡA、CSK-ⅢA试块。 5.2 板厚为8～120mm时，选用CSK-ⅠA、CSK-ⅡA、CSK-ⅢA组合；板厚大于120mm时，选用CSK-ⅣA试块，CSK-ⅣA试块尺寸见表7。 5.2.1 检验曲面工件时，如探伤面曲率半径R小于等于W2/4时，（W为探头接触面宽度，环缝检测时为探头宽度，
2019超声波焊接的塑件设计规范 一. 超声波设计准则: 1.两熔接面的最初接触面积必须减少以减少溢胶发生. 2.提供一种能使两接触面相互对位的方式,可采用插针,插孔,阶梯或沟槽. 3.整个熔接面必须均匀一致与紧密接触,尽可能保持在同一平面. 4.美工线:设计特性使熔接完毕后接口四周将出现0.25至0.64mm之空隙,因为 工件与工件之间的变形不易被发现. 5.避免直角转角设计,为了增加熔接强度建议咬花面设计. 二. 熔接面有熔接线和剪切两种主要设计类型. 导熔线: 是在两熔接面之一上形成一条三角形凸出的材料,导熔线的基本作用是 聚集能量并且迅速把要熔接的一面熔解,导熔线能够快速溶解到最高的 熔接强度.导熔线必须愈尖愈好,当熔接低温度熔解的塑料,导熔线高度 不可低于0.25mm,若熔接半结晶型或高熔解温度的塑料时,导熔线高度 不可低于0.5mm.
(一)基本导熔线设计观念可以运用在平头熔接面以外的熔接面设计上去以取得 额外的优点. 1.阶梯式导熔线:主要用语外观件上需要精确对位与不溢胶上的设计.注意这种 设计的壁厚要求最小尺寸为2mm. 2.沟槽式导熔线:主要是能从里外两面防止溢胶并且可能提供对位功能,提升高 度的熔合使熔接面积增加而提升熔接强度的设计,注意这况设计的壁厚要求最小尺寸为2mm.
3.十字交叉式导熔线:是一导熔线使它们相互呈垂直交叉,能缩短熔接时间及降 低熔接时所消耗的功率,且并不影响熔接强度,但是会产生高低断差以及溢胶. 4.连续沟齿状导熔线:若取得完全密合的熔接效果,建议一方的导熔线设计采用 连续沟齿状.此款设计将产生大量的溢胶. 5.垂直与墙壁式导熔线:适用于增加抗撕裂与减少溢胶,这种设计仅适用于只需 要结构性的熔接而已. 6.间断的导熔线:可以减少熔接面积因此降低能量或所需的功率层级,这种设计 只能用非要求高强度 的结构性熔接而已. 7.凿子型导熔线:壁厚不到 1.524mm时可以采用,适用于薄壁以及小的工件的塑
焊接接头无损检测技术 超声波检测法 钢筋是一种带肋棒状材料。钢筋气压焊接头的缺陷一般呈平面状存在于压焊面上，而且探伤工作只能在施工现场进行。因此，采用脉冲波双探头反射法在钢筋纵肋上进行探查是切实可行的。 1．检测原理 当发射探头对接头射入超声波时，不完全接合部分对入射波进行反射，此反射波又被接收探头接收。由于接头抗拉强度与反射波强弱有很好的相关关系，故可以利用反射波的强弱来推断接头的抗拉强度，从而确保接头是否合格。 2．检测方法 使用气压焊专用简易探伤仪的检测步骤： （1）纵筋的处理：用纱布或磨光机把接头徽粗两侧100~150mm范围内的纵向肋清理干净，涂上耦合剂。 （2）测超声波最大的透过值：将两个探头分别置于镦粗同侧的两条纵肋上，反复移动探头，找到超声波最大透过量的位置，然后调整探伤仪衰减器旋钮，直至在超声波最大透过量时，显示屏幕上的竖条数为5条为止。 同材质同直径的钢筋，每测20个接头或每隔1h要重复一次这项操作。不同材质或不同直径的钢筋也要重做这项操作。 （3）检测操作：如图9-99所示，将发射探头和接收探头的振子都朝向接头接合面。把发射探头依次置于钢筋同一肋的以下3个位置上：①接近镦粗处；②距接合面1.4d处；③距接合面2d处。发射探头在每一个位置，都要用接收探头在另一条肋上从位置①到位置③之间来回走查。检查应在两条肋上各进行一次。 图9-99 沿纵肋二探头K形走查法 1-钢筋纵肋；2-不完全接合部；3-发射探头；4-接收探头
（4）合格判定：在整个K形走查过程中，如始终没有在探伤仪的显示屏上稳定地出现3条或3条以上的竖线，即判定合格。只有两条肋上检查都合格时，才能认为该接头合格。 如果显示屏上稳定地出现3条或3条以上竖线时，探伤仪即发出嘟嘟的报警声，判定为不合格。这时可打开探伤仪声程值按钮，读出声程值。根据声程值确定缺陷所在的部位。 无损张拉检测 钢筋接头无损张拉检测技术主要用于施工现场钢筋接长的普查。它具有快速、无损、轻便、直观、可靠和经济的优点，适用于各种焊接接头，如电渣压力焊、气压焊、闪光对焊、电弧焊和搭接焊的接头等和多种机械连接接头，如锥形螺纹接头和套管挤压接头等。 1．无损张拉检测仪 无损张拉检测仪实际上是一种直接安装在被测钢筋接头上的微型拉力机。它由拉筋器、高压油管和手动油泵组成。拉筋器为积木式结构，安装在被测钢筋上。它是由上下锚具、垫座、油缸和百分表等测量杆件组成。当手动泵加压时，油缸顶升锚具，使钢筋及其接头拉伸，直至预定的拉力。拉力与变形分别由压力表和百分表显示。 检测仪的主要性能和测量精度见表9-55。一般测试时只用一个百分表，精确测量时由两个前后等距的百分表测量取平均值。所加拉力与压力表读数之间的关系应事先标定。 检测仪的主要性能和测量精度表9-55 2．无损张拉试验 在检测仪安装之后，将油泵卸荷阀闭死。开始加压时，加压速度控制在0.5~1.5MPa/次，使压力表读数平稳上升，当升至钢筋公称屈服拉力P s（或某个设定的非破损拉力）时，同时记录百分表和压力表的读数，并用5倍放大镜仔细观察接头的状况。
焊接基础知识考试题 姓名总分数 一、填空题（每题4分，共计24分） 1、常见金属连接的方式有螺栓连接、、粘接和等。 2、通过加热加压，或两者并用，只用或不用填充材料，使焊件达到原子结合的一种加工工艺方法 即为。 3、、用焊接方法连接的接头称为焊接接头，焊接接头由、、三部分组成。 4、熔焊采用的熔池保护方式主要有、、三种保护方式。 5、公司CO2焊焊机送丝轮槽径一般使用、两种直径的轮槽。 6、CO2焊调节焊接电流时，我们实际调节的是，CO2焊机的焊接电流必须保证相匹配。 二、选择题（每题3分,共计30分） 1、根据焊接过程中的工艺特点和焊材金属所处的状态不同，把焊接方法分为。（） A．熔焊 B.压焊 C.钎焊 D.气焊 2、焊条电弧焊及CO2气体保护焊时，由于焊件厚度、结构形状以及对质量要求的不同，焊接接头 有基本形式。（） A.对接接头 B.角接接头 C.搭接接头形接头形接头 3、焊接后在焊件中形成的结合部分即为焊缝，按结合形式可分为。（） A.对接焊缝 B.角接焊缝 C.塞焊缝 D.端接焊缝 E.环形焊缝 4、CO2气体保护焊设备主要有由焊接电源、气路系统、送丝机构及四部分组成。（） A.控制系统； B.送气系统； C.电源系统； D.操作系统 5、在CO2焊焊接引弧时用采用的引弧方法来进行，当引弧方式不对时，容易烧损导电嘴，引起导电嘴报 废。（）A焊丝距工件5mm B.直接接触工件 C. 焊丝距工件10mm D. 焊丝距工件15mm 6、焊丝从导电咀到工件之间的就是焊丝的干伸长度，焊接过程中，保持焊丝干伸长度是保证焊接过程 稳定性的重要因素之一。（） A.距离 B.不变 C.变小 D.变长 7、焊接电压就是电弧电压，电弧电压显示指数，焊丝送丝速度，焊接能量就，相应的焊接电 流也就越大。（） A. 越高 B.越大 C.越快 D.越小 8、CO2焊焊接时电压调节相对比电流（送丝速度）时，焊接时就会出现大颗粒飞溅，溶池变宽、等现象。 （） A.小； B.大； C.适当 9、焊丝干伸长度可用下列公式来计算长度；当电流小于300A时可采用倍焊丝直径公式计算干身长度。
超声波焊接线的设计与超声波焊接机的调试 2009-04-23 09:39 1.强度无法达到欲求标准。当然我们必须了解超音波熔接作业的强度绝不可能达到一体成型的强度，只能说接近于一体成型的强度，而其熔接强度的要求标准必须仰赖于多项的配合，这些配合是什么呢？※塑料材质：ABS与ABS相互相熔接的结果肯定比ABS与PC相互熔接的强度来的强，因为两种不同的材质其熔点也不会相同，当然熔接的强度也不可能相同，虽然我们探讨ABS与PC这两种材质可否相互熔接？我们的答案是绝对可以熔接，但是否熔接后的强度就是我们所要的？那就不一定了！而从另一方面思考假使ABS与耐隆、PP、PE相熔的情形又如何呢？如果超音波HORN瞬间发出150度的热能，虽然ABS材质己经熔化，但是耐隆、PVC、PP、PE只是软化而已。我们继续加温到270度以上，此时耐隆、PVC、PP、PE已经可达于超音波熔接温度，但ABS材质已解析为另外分子结构了！由以上论述即可归纳出三点结论：１.相同熔点的塑料材质熔接强度愈强。２.塑料材质熔点差距愈大，熔接强度愈小。３.塑料材质的密度愈高（硬质）会比密度愈低（韧性高）的熔接强度高。 ２.制品表面产生伤痕或裂痕。在超音波熔接作业中，产品表面产生伤痕、结合处断裂或有裂痕是常见的。因为在超音波作业中会产生两种情形：1.高热能直接接触塑料产品表面 2.振动传导。所以超音波发振作用于塑料产品时，产品表面就容易发生烫伤，而1m/m以内肉厚较薄之塑料柱或孔，也极易产生破裂现象，这是超音波作业先决现象是无可避免的。而在另一方面，有因超音波输出能量的不足(分机台与HORN上模)，在振动摩擦能量转换为热能时需要用长时间来熔接，以累积热能来弥补输出功率的不足。此种熔接方式，不是在瞬间达到的振动摩擦热能，而需靠熔接时间来累积热能，期使塑料产品之熔点到达成为熔接效果，如此将造成热能停留在产品表面过久，而所累积的温度与压力也将造成产品的烫伤、震断或破裂。是以此时必须考虑功率输出(段数)、熔接时间、动态压力等配合因素，来克服此种作业缺失。 解決方法：1.降低压力。2.减少延迟时间（提早发振)）。3.减少熔接时间。4.引用介质覆盖（如ＰＥ袋）。5.模治具表面处理（硬化或镀铬）。6.机台段数降低或减少上模扩大比。7.易震裂或断之产品，治具宜制成缓冲，如软性树脂或覆盖软木塞等（此项指不影响熔接强度）。8.易断裂产品于直角处加Ｒ角。 3.制品产生扭曲变形。发生这种变形我们规纳其原因有三：1.本体与欲熔接物或盖因角度或弧度无法相互吻合. 2.产品肉厚薄(2m/m以内)且长度超出60m/m以上. 3.产品因射出成型压力等条件导致变形扭曲.所以当我们的产品经超音波作业而发生变形时，从表面看来好像是超音波熔接的原因，然而这只是一种结果，塑料产品未熔接前的任何因素，熔接后就形成何种结果。如果没有针对主因去探讨，那将耗费很多时间在处理不对症下药的问题上，而且在超音波间接传导熔接作业中(非直熔)，6kg以下的压力是无法改变塑料的轫性与惯性。所以不要尝试用强大的压力，去改变熔接前的变形(熔接机最高压力为6kg)，包含用模治具的强迫挤压。或许我们也会陷入一个盲点，那就是从表面探讨变形原因，即未熔接前肉眼看不出，但是经完成超音波熔接后，就很明显的发现变形。其原因乃产品在熔接前，会因导熔线的存在，而较难发现产品本身各种角度、弧度与余料的累积误差，而在完成超音波熔接后，却显现成肉眼可看到的变形。解決方法：1.降低压力（压力最好在2kg 以下）。2.减少超音波熔接时间（降低强度标准）。3.增加硬化时间（至少0.8 秒以上）。 4.分析超音波上下模是否可局部调整（非必要时）。 5.分析产品变形主因，予以改善。 4.制品内部零件破坏※超音波熔接后发生产品破坏原因如下：1.超音波熔接机功率输出太
前言 船舶制造业自20世纪初开始研究焊接应用技术，并于1920年以英国船厂首次采用焊接技术建造远洋船为标志，焊接技术逐渐在船厂得到推广应用，并迅速取代铆接技术。由于焊接过程中各种参数的影响，焊缝中有时候不可避免地会出现裂纹、气孔、央渣、未熔合和未焊透等缺陷。为了保证焊接构件的产品质量，必须对其中的焊缝进行有效的检测和评价，尤其是在船舶压力管道、分段大接缝、外板及水密与强力接点等部位进行质量检测是十分必要的。 众所周知，船舶结构件发生焊接裂纹对结构强度和航行安全危害极大，特别是一些隐性裂纹不易发现，一旦船舶出厂，这些隐性裂纹后患无穷。因此，船舶在建造焊接过程中产生的裂纹一经发现，就必须立即查明原因并采取果断的措施彻底根除。焊接质量的检验方法，一般分无损检验和破坏检验两大类，采用何种方法，主要根据产品的技术要求和有关规范的规定。 无损探伤分渗透检验、磁粉探伤、超声波探伤和射线照相探伤。破坏检验方法是用机械方法在焊接接头(或焊缝)上截取一部分金属，加工成规定的形状和尺寸，然后在专门的设备和仪器上进行破坏试验。依据试验结果，可以了解焊接接头性能及内部缺陷情况，判断焊接工艺正确与否。经检验，船体结构焊缝超过质量允许限值时，应首先查明产生缺陷的原因，确定缺陷在工件上的部位。在确认允许修补时，再按规定对焊缝进行修补。
一、船舶焊接缺陷及无损探伤技术简介 1、船舶焊接中的常见缺陷分析 船舶焊接是保证船舶密性和强度的关键，是保证船舶质量的关键，是保证船舶安全航行和作业的重要条件。如果焊接存在着缺陷，就有可能造成结构断裂、渗漏，甚至引起船舶沉没。因此，在船舶建造中焊接质量是重点验收工作之一，规范也明确规定，焊缝必须进行外观检查，外板对接焊缝必须进行内部检查。船体焊缝内部检查，可采用射线探伤与超声探伤等办法。射线探伤能直接判断船体焊缝中存在的缺陷的种类、大小、部位及分布情况，直观可靠，重复性好，容易保存，当前船厂普遍采用X射线探伤来进行船体焊缝的内部质量检查。船舶焊接缺陷种类很多，按其位置不同，可分为外部缺陷和内部缺陷。常见缺陷有气孔、央渣、焊接裂纹、未焊透、未熔合、焊缝外形尺寸和形状不符合要求、咬边、焊瘤、弧坑等． 2、焊接缺陷分类 (1)气孔 气孔是指在焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出而形成的空穴。产生气孔的。 主要原因有：坡口边缘不清洁，有水份、油污和锈迹；焊条或焊剂未按规定进行焙烘，焊芯锈蚀或药皮变质、剥落等。由于气孔的存在，使焊缝的有效截面减小，过大的气孔会降低焊缝的强度，破坏焊缝金属的致密性。 预防产生气孔的办法是：选择合适的焊接电流和焊接速度，认真清理坡口边缘水份、油污和锈迹。严格按规定保管、清理和焙烘焊接材料。 (2)夹渣 夹渣就是残留在焊缝中的熔渣。夹渣也会降低焊缝的强度和致密性。 产生夹渣的原因主要是：焊缝边缘有氧割或碳弧气刨残留的熔渣；坡口角度或焊接电流太小，或焊接速度过快。在使用酸性焊条时，由于电流太小或运条不当形成“糊渣”；使用碱性焊条时，由于电弧过长或极性不正确也会造成夹渣。 防止产生夹渣的措施是：正确选取坡口尺寸，认真清理坡口边缘，选用合适的焊接电流和焊接速度，运条摆动要适当。 (3)咬边 焊缝边缘留下的凹陷，称为咬边。