焊缝超声波探伤中的一种假缺陷回波
1问题的提出三峡工程引水压力钢管直径为124m，由厚度为28～60mm钢板卷制焊接而成。下平段钢板材料为600MPa级调质钢，焊接时严格控制热输入，均采用多层多道焊。在厚板环缝超声波探伤B级时，常发现距背面3～8mm深度范围内的熔合线附近有不同长度连续的超标反射回波，有时甚至于焊缝全长都有此反射波。以某一60mm厚管节为例，其焊缝结构形式如图1所示，使用数字式探伤仪增益型其回波指示位置见表1，波幅均处在区，也有个别点达到区。仪回波指示位置平指标深度指示31035892515是从入射点算起。对于这种反射波，按照常规的判断很容易被评定为未熔合或母材中的缺陷，当拍打背面焊缝区时波幅变化不明显，然而砂轮打磨背面焊缝时可见波幅逐渐降低直至消失，这说明该反射波是来自于背缝的焊缝表面。此种现象极易导至误判，造成不应该的返修。为此，我们进行了一些试验，分析此种反射波产生的原因。2试验β60°表1探伤
回波编号声程指示水2104892515
1107926535
注：β－探头折射角；水平指示
f试验1：选取与工件相同的钢板（60mm）并经探伤确认该钢板中无缺陷。在钢板背面模仿实际焊缝余高进行堆焊（见图2）。采用不同角度探头进行探伤，发现了类似的回波，其回波指示位置见表2。从表2可见，用前三种折射角的探头，仪器指示深度均小于60mm。按常规，应判为钢板中有缺陷，但实际钢板堆焊前经探伤并无缺陷。表2试验1回波指示位置β
声程指示水平指示深度指示DAC（dB）1151512514
66°1266555°
63°12471111566132
101083255218
45°有回波的地方深度指示≥60mm回
波幅度多在I区（也有高者）试验2：由于试验1的焊缝表面形状有随机性，所以又制作了准确形状的对比试块（见图3），其下面约40°斜面为刨床加工。测试结果见表3。从表3中可以看出，用前三种探头探测对比试块同样存在假缺陷波，即仪器指示深度均小于60mm，而且反射回波幅度更高。表3试验2回波指示位置β声程指示水66°114010414637555°9808076
平指示深度指示DAC（dB）14
63°11039833501134
555193
45°8561605360548
上述两个试验可看出，用66°、63°及555°探头探伤时，图2下部焊缝表面及图3的45斜面均不利于轴线声束反射，故看不到轴线声束的反射波，看到的是扩散声束的回波。所以虽然
f反射面深度大于60mm，而仪器指示深度却反而小于60mm。但当使用45°探头时，由于试验2的45°斜面与轴线声束接近垂直，所以有r