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            射線底片未焊透與未熔合缺陷影像的識別

            閱讀次數[] 發布時間:2014-3-28 8:43:16

             

            摘要:對射線檢測中底片上未焊透與未熔合缺陷的評定,從缺陷的定義,焊接過程、產生缺陷的原因及底片上的影像特征等,分析缺陷的識別方法和正確辨別,以期達到正確區分和評定未焊透與未熔合缺陷的目的。
            1 前言
                在焊接設備的無損探傷檢查中,射線底片評定是一個中級(RT-Ⅱ級)無損檢測人員所必備的職業技能。而正確識別未焊透與未熔合等缺陷影像,不僅是對查明產生缺陷的原因,改進焊接工藝有所助益,而且對正確評定焊縫質量,保證設備安全運行有著重要意義。但在實際工作中,評片人員對這兩種缺陷區分不準確的難題長期存在,因此出現漏評和誤評的情況時有發生,給檢驗檢測工作帶來不必要的損失。
                本文從闡述未焊透與未熔合這兩種焊接缺陷的概念、形成原因及其在射線底片影像的特征入手,結合工作經驗和研究探索,提出正確識別和評定射線底片上未焊透與未熔合缺陷影像的方法,以期能進一步解決此問題。
            2 未焊透與未熔合焊接缺陷的概念
            未焊透和未熔合都是一種常見的焊接缺陷,在GB6417-86《金屬熔化焊焊縫缺陷分類及說明》和有關手冊及文獻中皆有明確的定義,未焊透是指:焊接時焊接接頭的根部未完全熔透的現象,其類型表現為按坡口形式可分為單面焊根部未焊透(圖1-1)和雙面焊未焊透(圖1-2)兩種。未熔合是指:焊接時在焊縫金屬與母材之間或焊道金屬和焊道金屬之間未完全熔化結合的部分,其主要類型是按其所在部位可分為坡口未熔合(側壁未熔合),層間未熔合(焊道之間未熔合)和單面焊根部未熔合(分別參見圖2-1~2-3)三種。
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            3未焊透與未熔合的產生原因
            3.1未焊透的產生原因未焊透的產生原因是焊接參數選擇不當而引起,如焊接電流太小、運條速度太快、焊條角度不當或電弧發生偏吹以及坡口角度或焊接間隙太小等,它與焊接冶金因素關系不大。有時焊工操作失誤也會產生未焊透缺陷,如在不開坡口的雙面埋弧自動焊中,也會由于兩面焊接時中心對偏而形成未焊透。
            3.2未熔合的產生原因
                未熔合的產生原因有焊接參數選擇不當,如焊接線能量過小、電弧偏吹和焊條藥皮偏心等;也有因焊工操作失誤方面的原因,如坡口不夠清潔、電弧離坡口過遠、運條不當、擺動時在兩端停留時間過短以及焊條直徑或種類不對和焊絲傾角不合適等;因此使得母材或焊縫層間金屬在未得到充分熔化前就被填充金屬覆蓋而造成未熔合缺陷。
            4未焊透與未熔合的射線底片影像特征
            4.1未焊透的特征未焊透在射線底片上的典型影像是細直黑線,兩側輪廓整齊為坡口鈍邊痕跡,寬度恰好為鈍邊間隙寬度;當部分鈍邊被融化時,影像輪廓就變得不整齊,線條寬度和黑度也會有局部變化,呈連續或斷續且較規則的黑線。由于未焊透形成的部位不一致,有時還伴有夾渣或氣孔,黑度大小不一。
                對于雙面焊根部未焊透,射線底片上影像一般是在焊縫中間位置,且平行于焊縫,影像輪廓清晰、黑度較為均勻的黑直線,如圖3-2。
                對于單面焊雙面成型焊縫根部未焊透,射線底片影像一般是在施焊背面成型焊縫中間位置且平行于焊縫,黑度較為均勻的黑直線,如圖3-1;對于采用砂輪機手工加工坡口的焊縫(如小徑管對接焊縫),有時射線底片影像呈部分彎曲的線條,但黑度一定是均勻的。
            對于單面焊加墊板焊縫根部未焊透,射線底片影像一般是在焊縫中間位置且平行于焊縫,黑度較為均勻的黑直線,寬度一定不大于坡口間隙。當采用縮口邊做襯墊時未焊透的影像與雙面焊相同。
            4.2未熔合的特征
                未熔合在射線底片上的影像特征因產生的位置而有所不同,只有當射線透照方向垂直于熔合面時,才有明顯的特征。
                對于雙面焊坡口未熔合,射線底片影像一般是在焊縫兩側邊緣,位于焊縫寬度約3/4處,多呈月牙形,靠近母材側呈直線狀,靠近焊縫中心側呈弧形(有時為曲齒狀)黑度逐漸變淺。當沿坡口方向透照時呈黑色條狀影像,如圖4-1。
                對于雙面焊層間未熔合,射線底片影像多呈現黑色不規則的塊狀,黑度淡且不均勻,一般缺陷中心黑度大邊緣漸小,與片狀夾渣缺陷影像相近。
            對于單面焊根部未熔合,射線底片影像一般是在焊縫根部焊趾線上,靠近母材側呈直線黑線,靠近焊縫中心側呈曲齒狀;黑度漸淡,如圖4-2。常出現坡口的一邊,稱根部單邊未熔合。
            5未焊透與未熔合缺陷的危害性
            5.1未焊透的危害性
                未焊透在焊縫中的存在,不但大大降低焊縫的機械強度,同時容易延伸為裂紋性缺陷,導致構件的破壞,尤其是連續性未焊透,更是一種極危險的缺陷。由于未焊透的危害性大,GB3323-2005《鋼熔化焊對接接頭射線照相及質量分級》和JB4730-2005《承壓設備無損檢測》標準均規定,所有Ⅰ級對接焊接頭內不允許存在未焊透缺陷,對于雙面焊和加墊板的單面焊焊縫Ⅱ、Ⅲ級焊縫也不允許存在未焊透!秹毫θ萜靼踩夹g監察規程》和GB150《鋼制壓力容器》只是對于設計焊縫系數≤0.75的單面焊,允許存在未焊透缺陷,但對未焊透深度和長度都做了嚴格的規定。
            5.2未熔合的危害性
                由于未熔合缺陷本身就是一種虛焊,因此其應力集中系數更高,在交變載荷的作用下,未熔合處極易引起開裂,是焊縫中最危險缺陷之一。所以,GB3323-2005《鋼熔化焊對接接頭射線照相及質量分級》和JB4730-2005《承壓設備無損檢測》規定,Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ級焊縫中均不允許存在未熔合缺陷。
            6識別未焊透與未熔合缺陷影像的方法
            6.1未焊透缺陷影像的識別
                對于未焊透缺陷,首先要根據缺陷的影像特征與底片上的實際影像進行對比,判定是否存在未焊透缺陷的可能。因此,在底片上觀察到的缺陷應該是一條黑度均勻且位于焊縫中心部位并平《機電技術》2007年第2期焊接技術74行于焊縫的細直線,若影像特征相同或想似可初步判定可能是未焊透缺陷。再根據焊縫的坡口形式、焊接方法以及焊接規范的選擇等因素,了解是否存在產生該缺陷的原因,最后確定是否為未焊透缺陷,并進一步評定缺陷是在雙面焊的根部還是在單面焊的根部。
            6.2未熔合缺陷影像的識別
                對于未熔合缺陷,同樣應先根據缺陷的影像特征與底片上的實際影像進行對比,判定是否有存在未熔合缺陷的可能。因此,在底片上觀察到的缺陷應該是靠近母材側是一條黑度均勻的細線而靠近焊縫中心側是曲齒狀的塊狀缺陷,若影像特征相同或相似可初步判定該缺陷可能是未熔合缺陷。再根據焊縫的坡口形式、焊接方法以及焊接規范的選擇等因素,了解可能產生的原因,最后確定是否未熔合缺陷,并進一步評定缺陷是雙面焊的坡口未熔合,還是多層焊的層間未熔合或是單面焊的根部未熔合。
            6.3未焊透和未熔合缺陷影像的區分
                射線底片上未焊透缺陷和未熔合缺陷影像的相同點在于,都有一邊是坡口面的影像,且成直線狀(層間未熔合除外)。根本區別在于未焊透是兩邊坡口面未熔化,使影像呈線狀,且位于焊縫的中心部位;未熔合只有一邊坡口面未熔化,另一邊是焊縫金屬,使影像呈塊狀,位于焊縫邊緣或靠近焊縫邊緣的3/4處。
            7結束語
            (1)未焊透和未熔合焊接缺陷的成因及其對焊接接頭性能的影響程度是不同的,因此在射線探傷底片上正確識別這兩種缺陷,對查明缺陷產生原因,改進焊接工藝和正確評定焊縫質量,保證設備安全運行有重要意義。
            (2)本文根據未焊透和未熔合缺陷影像的形狀、黑度和位置等特征的觀察以及與坡口等焊接因素相關性的探討,提出了正確識別射線底片上未焊透和未熔合缺陷影像的方法,對提高評片水平,避免錯判,誤判是有助益的。
            關鍵字:
              產品分類: 大口徑 結構 厚壁 管線 油管 套管