一种超声波A型脉冲反射法焊缝检测缺陷性质判定方法与流程

h
max2
|≥9db；h
max1
、h
max2
分别两种不同折射角探头检测时的最大回波幅值；b）一个采用横波探头，另一个采用纵波探头进行检测，两种探头最大回波波幅差值≥15db；即：|h
max纵-h
max横
|≥15db；h
max纵
、h
max横
分别表示纵波探头及横波探头的最大回波幅值；步骤（4），采用静态波形进行判断：将缺陷的静态回波波形与参考反射体的静态回波波形进行比较，若静态回波波形单一且平滑，则判定为非平面型缺陷；若静态回波波形不单一或不平滑，则转步骤（5）；步骤（5），采用动态波形进行判断：若缺陷的动态波形的包络线较平滑，随着探头的移动，波幅由低到高达到最大值后，又逐渐降低，整个包络线上只有一个最高波峰，则判断为单一的非面积型缺陷；若缺陷的动态波形的包络线较平滑，随着探头的移动，波幅由低到高达到最大值后会持续一段距离，再逐渐降低，则判断为光滑的平面型缺陷；若缺陷的动态波形的包络线较粗糙，随着探头的移动，波幅由低到高，并且会出现多个峰值，再逐渐降低，其静态波形单一且微带有毛刺，则判断为倾斜于工件表面的粗糙平面型缺陷；若缺陷的动态波形的包络线较粗糙，随着探头的移动，波幅由低到高，并且会出现多个峰值，再逐渐降低，其静态波形单一但不平滑带有较多毛刺，则判断为垂直于工件表面的粗糙平面型缺陷；若缺陷的动态波形的包络线较粗糙，随着探头的移动，波幅由低到高，并且会出现多个峰值，再逐渐降低，其静态波形不单一且不平滑有多个峰值，则判断为密集的非面积型缺陷。
6.进一步，优选的是，步骤（3）中，在进行检测时，缺陷指示长度应满足：工件壁厚6mm≤t≤15mm时，缺陷指示长度不应小于t；工件壁厚t＞15mm时，缺陷指示长度不应小于t/2、15mm中的较大者。
7.进一步，优选的是，步骤（3）中，使用两个不同折射角斜探头检测时，折射角差不应小于10
°
。
8.进一步，优选的是，步骤（3）中，在进行检测时，当用直探头和斜探头进行反射波幅比较时，应选择合适的探头频率以使得横波和纵波的波长近似相等。
9.进一步，优选的是，步骤（4）中，参考反射体为φ3mm长横孔。
10.进一步，优选的是，步骤（4）中，应至少从2个方向进行检测。
11.进一步，优选的是，步骤（5）中，单一的非面积型缺陷为气孔或夹渣。
12.本发明与现有技术相比，其有益效果为：
13.本发明提出了一种脉冲反射法超声波检测焊缝时，对发现的缺陷进行性质判断的方法，利用本发明的方法可以快速有效地对焊缝中的缺陷进行定性，甄别出危害性缺陷，并采取不同的处理方法进行消缺，从而保证焊接件在运行中的安全可靠。
附图说明
14.图1为超声波a型脉冲反射法焊缝检测缺陷性质判定方法的流程示意图；图2为波形模式ⅰ：单一的非面积型缺陷；其中，（a）为静态波形图；（b）为动态波形
图（包络线）；（c）为反射体与探头在声程方向的位置关系示意图；（d）为反射体与探头在水平方向的位置关系示意图；图3为波形模式ⅱ：光滑的平面型缺陷；其中，（a）为静态波形图；（b）为动态波形图（包络线）；（c）为反射体与探头在声程方向的位置关系示意图；（d）为反射体与探头在水平方向的位置关系示意图；图4为波形模式ⅲ：倾斜于工件表面的粗糙平面型缺陷；其中，（a）为静态波形图；（b）为动态波形图（包络线）；（c）为反射体与探头在声程方向的位置关系示意图；（d）为反射体与探头在水平方向的位置关系示意图；图5为波形模式ⅳ：垂直于工件表面的粗糙平面型缺陷；其中，（a）为静态波形图；（b）为动态波形图（包络线）；（c）为反射体与探头在声程方向的位置关系示意图；（d）为反射体与探头在水平方向的位置关系示意图；图6为波形模式
ⅴ
：密集的非面积型缺陷；其中，（a）为静态波形图；（b）为动态波形图（包络线）；（c）为反射体与探头在声程方向的位置关系示意图；（d）为反射体与探头在水平方向的位置关系示意图；（e）为反射体与探头在高度方向的位置关系示意图；（f）为反射体与探头在深度方向的投影位置关系示意图。
具体实施方式
15.下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
16.本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
实施例1
17.如图1所示，一种超声波a型脉冲反射法焊缝检测缺陷性质判定方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤（1），采用a型脉冲反射法超声波检测焊缝；若焊缝中存在缺陷，则步骤（2），进行缺陷性质判断；步骤（2），采用回波幅度进行判断：a、若缺陷的最大回波幅度h
max
＞判废线+12db，则判定为平面型缺陷；b、若评定线≤缺陷的最大回波幅度h
max
≤判废线+12db，则转步骤（3）；c、若缺陷的最大回波幅度h
max
＜评定线，则不需要对缺陷性质进行判断；步骤（3），采用定向反射特性进行判断：满足以下条件之一时，判定为平面型缺陷；反之，则转步骤（4）；a）采用横波进行检测，两种不同折射角探头最大回波波幅差值≥9db；即：|h
max1-h
max2
|≥9db；h
max1
、h
max2
分别两种不同折射角探头检测时的最大回波幅值；b）一个采用横波探头，另一个采用纵波探头进行检测，两种探头最大回波波幅差值≥15db；即：|h
max纵-h
max横
|≥15db；h
max纵
、h
max横
分别表示纵波探头及横波探头的最大回波幅值；
步骤（4），采用静态波形进行判断：将缺陷的静态回波波形与参考反射体的静态回波波形进行比较，若静态回波波形单一且平滑，则判定为非平面型缺陷；若静态回波波形不单一或不平滑，则转步骤（5）；步骤（5），采用动态波形进行判断：若缺陷的动态波形的包络线平滑，随着探头的移动，波幅由低到高达到最大值后，又逐渐降低，整个包络线上只有一个最高波峰，则判断为单一的非面积型缺陷；若缺陷的动态波形的包络线平滑，随着探头的移动，波幅由低到高达到最大值后会持续一段距离，再逐渐降低，则判断为光滑的平面型缺陷；若缺陷的动态波形的包络线粗糙，随着探头的移动，波幅由低到高，并且会出现多个峰值，再逐渐降低，其静态波形单一且稍带毛刺，则判断为倾斜于工件表面的粗糙平面型缺陷；若缺陷的动态波形的包络线粗糙，随着探头的移动，波幅由低到高，并且会出现多个峰值，再逐渐降低，其静态波形单一但不平滑且带有较多毛刺，则判断为垂直于工件表面的粗糙平面型缺陷；若缺陷的动态波形的包络线粗糙，随着探头的移动，波幅由低到高，并且会出现多个峰值，再逐渐降低，其静态波形不单一且不平滑有多个峰值，则判断为密集的非面积型缺陷。
实施例2
18.如图1所示，一种超声波a型脉冲反射法焊缝检测缺陷性质判定方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤（1），采用a型脉冲反射法超声波检测焊缝；若焊缝中存在缺陷，则步骤（2），进行缺陷性质判断；步骤（2），采用回波幅度进行判断：a、若缺陷的最大回波幅度h
max
＞判废线+12db，则判定为平面型缺陷；b、若评定线≤缺陷的最大回波幅度h
max
≤判废线+12db，则转步骤（3）；c、若缺陷的最大回波幅度h
max
＜评定线，则不需要对缺陷性质进行判断；步骤（3），采用定向反射特性进行判断：满足以下条件之一时，判定为平面型缺陷；反之，则转步骤（4）；a）采用横波进行检测，两种不同折射角探头最大回波波幅差值≥9db；即：|h
max1-h
max2
|≥9db；h
max1
、h
max2
分别两种不同折射角探头检测时的最大回波幅值；b）一个采用横波探头，另一个采用纵波探头进行检测，两种探头最大回波波幅差值≥15db；即：|h
max纵-h
max横
|≥15db；h
max纵
、h
max横
分别表示纵波探头及横波探头的最大回波幅值；步骤（4），采用静态波形进行判断：将缺陷的静态回波波形与参考反射体的静态回波波形进行比较，若静态回波波形单一且平滑，则判定为非平面型缺陷；若静态回波波形不单一或不平滑，则转步骤（5）；步骤（5），采用动态波形进行判断：若缺陷的动态波形的包络线平滑，随着探头的移动，波幅由低到高达到最大值后，
又逐渐降低，整个包络线上只有一个最高波峰，则判断为单一的非面积型缺陷；若缺陷的动态波形的包络线平滑，随着探头的移动，波幅由低到高达到最大值后会持续一段距离，再逐渐降低，则判断为光滑的平面型缺陷；若缺陷的动态波形的包络线粗糙，随着探头的移动，波幅由低到高，并且会出现多个峰值，再逐渐降低，其静态波形单一且稍带毛刺，则判断为倾斜于工件表面的粗糙平面型缺陷；若缺陷的动态波形的包络线粗糙，随着探头的移动，波幅由低到高，并且会出现多个峰值，再逐渐降低，其静态波形单一但不平滑且带有较多毛刺，则判断为垂直于工件表面的粗糙平面型缺陷；若缺陷的动态波形的包络线粗糙，随着探头的移动，波幅由低到高，并且会出现多个峰值，再逐渐降低，其静态波形不单一且不平滑有多个峰值，则判断为密集的非面积型缺陷。
19.步骤（3）中，在进行检测时，缺陷指示长度应满足：工件壁厚6mm≤t≤15mm时，缺陷指示长度不应小于t；工件壁厚t＞15mm时，缺陷指示长度不应小于t/2、15mm中的较大者。
20.步骤（3）中，使用两个不同折射角斜探头检测时，折射角差不应小于10
°
。
21.步骤（3）中，在进行检测时，当用直探头和斜探头进行反射波幅比较时，应选择合适的探头频率以使得横波和纵波的波长近似相等。
22.步骤（4）中，参考反射体为φ3mm长横孔。
23.步骤（4）中，应至少从2个方向进行检测。
24.步骤（5）中，单一的非面积型缺陷为气孔或夹渣。
25.应用实例
26.本发明提供一种超声波a型脉冲反射法焊缝检测缺陷性质判定方法，如图1所示，采用a型脉冲反射法超声波检测焊缝，然后对发现的缺陷性质判定按照回波幅度准则、缺陷定向反射特性准则、缺陷静态波形准则、缺陷动态波形准则四个步骤依次进行。缺陷类型分为：非平面型、平面型及非面积型三大类。其中：非平面型缺陷含气孔、夹渣；平面型缺陷含未熔合、裂纹；非面积型缺陷含密集性气孔。
27.一、回波幅度准则按下列方法将缺陷分为三种情况：a、若缺陷的最大回波幅度h
max
＞判废线+12db，则判定为平面型缺陷；b、若评定线≤缺陷的最大回波幅度h
max
≤判废线+12db，宜对缺陷性质按缺陷定向反射特性准则（2）进一步分类；c、若缺陷的最大回波幅度h
max
＜评定线，则不需要对缺陷性质进行判断（缺陷不超标准要求）。
28.二、缺陷定向反射特性准则在回波幅度准则的基础上，对缺陷进一步分类：a、应用条件：a）缺陷指示长度应满足：工件壁厚6mm≤t≤15mm时，缺陷指示长度不应小于t；工件壁厚t＞15mm时，缺陷指示长度不应小于t/2或15mm较大者。
29.b）缺陷回波应来自同一缺陷反射体。
30.c）回波的比较，应在回波波幅达到最高时进行。
31.d）使用两个或两个以上不同折射角（k值）斜探头检测时，折射角差不应小于10
°
。
32.e）应考虑一探头声束通过焊缝金属，而另一探头声束仅通过母材时的衰减修正。
33.f）当用直探头和斜探头进行反射波幅比较时，应选择合适的探头频率，使得横波和纵波的波长近似相等。
34.b、缺陷定向反射性确定。满足以下条件之一时，可认为缺陷具有定向反射性，可分类为平面型缺陷：a）采用横波检测，两种不同折射角探头回波波幅差值不应小于9db。即：|h
max1-h
max2
|≥9db（h
max1
、h
max2
分别两种不同折射角探头检测时的最大回波幅值）。
35.b）一个采用横波探头，另一个采用纵波探头，两种探头缺陷最大回波波幅差值不应少于15db。即：|h
max纵-h
max横
|≥15db（h
max纵
、h
max横
分别表示纵波探头及横波探头的缺陷最大回波幅值）。
36.三、静态回波波形准则在定向反射特性准则及回波幅度准则的基础上，对缺陷进一步分类：a、缺陷的静态回波波形与参考反射体（φ3mm长横孔）的静态回波波形进行比较。
37.b、如果静态回波波形单一且平滑，则可分类为非平面型缺陷。
38.c、如果静态回波波形不单一也不平滑，可按动态回波波形准则进一步分类。
39.d、应至少从2个方向进行检测。
40.四、缺陷动态波形准则是基于静态回波波形准则的基础上，对缺陷进一步判断：a、缺陷动态波形分析时不仅要考虑包络线，同时观察包络线内的回波变化情况。
41.b、缺陷的动态波形模式分为以下5种，各波形模式的分析应按附图的要求进行：a）波形模式ⅰ：单一的非面积型缺陷（气孔或夹渣等）；b）波形模式ⅱ：光滑的平面型缺陷（未熔合）；c）波形模式ⅲ：倾斜于工件表面的粗糙平面型缺陷（裂纹）；d）波形模式ⅳ：垂直于工件表面的粗糙平面型缺陷（裂纹）；e）波形模式
ⅴ
：密集的非面积型缺陷（密集型气孔）。
42.经过上述的“回波幅度准则、缺陷定向反射特性准则、缺陷静态波形准则、缺陷动态波形准则”四个步骤，完成超声波a型脉冲反射法焊缝检测缺陷性质判定。
43.各数字超声波生产厂家可根据本发明的内容，在超声波探伤仪中加入相应的程序，方便使用者按本发明的内容对缺陷性质进行准确判断。
44.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种超声波a型脉冲反射法焊缝检测缺陷性质判定方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤（1），采用a型脉冲反射法超声波检测焊缝；若焊缝中存在缺陷，则步骤（2），进行缺陷性质判断；步骤（2），采用回波幅度进行判断：a、若缺陷的最大回波幅度h
max
＞判废线+12db，则判定为平面型缺陷；b、若评定线≤缺陷的最大回波幅度h
max
≤判废线+12db，则转步骤（3）；c、若缺陷的最大回波幅度h
max
＜评定线，则不需要对缺陷性质进行判断；步骤（3），采用定向反射特性进行判断：满足以下条件之一时，判定为平面型缺陷；反之，则转步骤（4）；a）采用横波进行检测，两种不同折射角探头最大回波波幅差值≥9db；即：|h
max1-h
max2
|≥9db；h
max1
、h
max2
分别两种不同折射角探头检测时的最大回波幅值；b）一个采用横波探头，另一个采用纵波探头进行检测，两种探头最大回波波幅差值≥15db；即：|h
max纵-h
max横
|≥15db；h
max纵
、h
max横
分别表示纵波探头及横波探头的最大回波幅值；步骤（4），采用静态波形进行判断：将缺陷的静态回波波形与参考反射体的静态回波波形进行比较，若静态回波波形单一且平滑，则判定为非平面型缺陷；若静态回波波形不单一或不平滑，则转步骤（5）；步骤（5），采用动态波形进行判断：若缺陷的动态波形的包络线平滑，随着探头的移动，波幅由低到高达到最大值后，又逐渐降低，整个包络线上只有一个最高波峰，则判断为单一的非面积型缺陷；若缺陷的动态波形的包络线平滑，随着探头的移动，波幅由低到高达到最大值后会持续一段距离，再逐渐降低，则判断为光滑的平面型缺陷；若缺陷的动态波形的包络线粗糙，随着探头的移动，波幅由低到高，并且会出现多个峰值，再逐渐降低，其静态波形单一且稍带毛刺，则判断为倾斜于工件表面的粗糙平面型缺陷；若缺陷的动态波形的包络线粗糙，随着探头的移动，波幅由低到高，并且会出现多个峰值，再逐渐降低，其静态波形单一但不平滑且带有很多毛刺，则判断为垂直于工件表面的粗糙平面型缺陷；若缺陷的动态波形的包络线粗糙，随着探头的移动，波幅由低到高，并且会出现多个峰值，再逐渐降低，其静态波形不单一且不平滑有多个峰值，则判断为密集的非面积型缺陷。2.根据权利要求1所述的超声波a型脉冲反射法焊缝检测缺陷性质判定方法，其特征在于，步骤（3）中，在进行检测时，缺陷指示长度应满足：工件壁厚6mm≤t≤15mm时，缺陷指示长度不应小于t；工件壁厚t＞15mm时，缺陷指示长度不应小于t/2、15mm中的较大者。3.根据权利要求1所述的超声波a型脉冲反射法焊缝检测缺陷性质判定方法，其特征在于，步骤（3）中，使用两个不同折射角斜探头检测时，折射角差不应小于10
°
。4.根据权利要求1所述的超声波a型脉冲反射法焊缝检测缺陷性质判定方法，其特征在于，步骤（3）中，在进行检测时，当用直探头和斜探头进行反射波幅比较时，应选择合适的探头频率以使得横波和纵波的波长近似相等。5.根据权利要求1所述的超声波a型脉冲反射法焊缝检测缺陷性质判定方法，其特征在
于，步骤（4）中，参考反射体为φ3mm长横孔。6.根据权利要求1所述的超声波a型脉冲反射法焊缝检测缺陷性质判定方法，其特征在于，步骤（4）中，应至少从2个方向进行检测。7.根据权利要求1所述的超声波a型脉冲反射法焊缝检测缺陷性质判定方法，其特征在于，步骤（5）中，单一的非面积型缺陷为气孔或夹渣。

技术总结
本发明涉及一种超声波A型脉冲反射法焊缝检测缺陷性质判定方法，属于焊缝无损检测技术领域。该方法首先采用A型脉冲反射法超声波检测焊缝，之后依次采用回波幅度、定向反射特性、静态波形和动态波形进行判断，从而获得缺陷类型。利用本发明的方法可以快速有效地对焊缝中的缺陷进行定性，甄别出危害性缺陷，并采取不同的处理方法进行消缺，从而保证焊接件在运行中的安全可靠。中的安全可靠。中的安全可靠。


技术研发人员：吴章勤
受保护的技术使用者：云南电力试验研究院（集团）有限公司
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/9/25