本發(fā)明涉及一種復(fù)合坯焊縫熔深檢測(cè)裝置和方法，屬于鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其適用于焊接件的超聲檢測(cè)。

背景技術(shù)：

由于受連鑄機(jī)能力所限，冶金企業(yè)生產(chǎn)的連鑄坯都有一定的規(guī)格，當(dāng)企業(yè)接到大厚度或單重較大的鋼板訂單時(shí)，受壓縮比和坯料單重限制，通常采用鋼錠或復(fù)合坯生產(chǎn)。其中，復(fù)合坯是采用兩塊鑄坯疊合在一起，坯料結(jié)合面經(jīng)過(guò)銑床加工、表面修磨清理、組合后，在真空條件下對(duì)四邊進(jìn)行真空電子束焊接，焊接深度通常需要達(dá)到30mm以上，以保證一定強(qiáng)度，避免在軋制過(guò)程中開(kāi)裂而導(dǎo)致空氣浸入結(jié)合面造成鋼板分層，所以對(duì)焊縫熔深的檢測(cè)十分重要。由于復(fù)合坯厚度較大，四周密閉焊接，無(wú)法采用直觀方法測(cè)量焊縫深度，因此，目前常用的檢測(cè)手段是超聲檢測(cè)。

現(xiàn)有的超聲檢測(cè)中主要存在的問(wèn)題是：一、采用直探頭檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)結(jié)果的精確度較低，原因在于，鑄坯組合焊接后，上下表面存在連鑄振痕、氧化皮等，從復(fù)合坯上表面采用直探頭檢測(cè)，檢測(cè)面修磨十分困難，且不能保證修磨面和結(jié)合面的平行度；二、由于鑄坯組合焊接需要，鑄坯側(cè)面需要加工，因此有部分廠家在鑄坯側(cè)面采用單斜探頭進(jìn)行檢測(cè)，但在使用時(shí)依然存在問(wèn)題，分析原因在于，單斜探頭從鑄坯側(cè)面進(jìn)行焊縫熔深檢測(cè)，由于側(cè)面粗糙度大，聲波衰減嚴(yán)重，而鑄坯結(jié)合面經(jīng)過(guò)銑床加工和修磨，結(jié)合面的縫隙≤0.5mm，焊縫根部圓弧半徑小，結(jié)合面未熔化區(qū)垂直于四周檢測(cè)面，采用單斜探頭，焊縫根部同向反射聲壓小，儀器顯示回波高度小，同時(shí)組合面的粗糙度也同樣產(chǎn)生同向反射，形成草狀回波，影響對(duì)焊縫根部反射波的判斷，甚至無(wú)法檢測(cè)到焊縫根部回波，從而影響焊縫深度的測(cè)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決以上技術(shù)上的不足，本發(fā)明提供了一種復(fù)合坯焊縫熔深檢測(cè)裝置和方法，采用橫波雙斜探頭V形式連接，采用一發(fā)一收工作方式檢測(cè)焊縫深度，探頭只能接受焊縫缺陷或焊縫根部弧面的反射回波，受粗糙度影響小，信噪比高，焊縫根部回波辨別清晰，熔深定位準(zhǔn)確，測(cè)量精度高。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種復(fù)合坯焊縫熔深檢測(cè)裝置，包括復(fù)合坯，所述復(fù)合坯上焊縫的一側(cè)放置探頭一，復(fù)合坯上焊縫的另一側(cè)放置探頭二，所述探頭一和探頭二均是橫波斜探頭，探頭一和探頭二的K值相同，所述探頭一和探頭二呈V形方式放置，探頭一和探頭二的中心連線與焊縫方向垂直，所述探頭一發(fā)射聲波，探頭二接收聲波。

本發(fā)明的技術(shù)方案還包括：所述探頭一和探頭二的工作頻率是2.5～5MHz，探頭一和探頭二的壓電晶片尺寸是13*13mm，探頭一和探頭二的K值是1。

本發(fā)明的技術(shù)方案還包括：所述探頭一和探頭二的工作頻率是2.5～5MHz，探頭一和探頭二的壓電晶片尺寸是13*13mm，探頭一和探頭二的K值是1.5。

本發(fā)明的技術(shù)方案還包括：所述探頭一和探頭二的工作頻率是2.5～5MHz，探頭一和探頭二的壓電晶片尺寸是13*13mm，探頭一和探頭二的K值是2。

一種復(fù)合坯焊縫熔深檢測(cè)方法，主要包括以下步驟：

步驟一，選擇兩只K值相同的橫波斜探頭，分別標(biāo)識(shí)為1號(hào)探頭和2號(hào)探頭；

步驟二，將超聲波探傷儀設(shè)定為“一發(fā)一收”的工作方式；

步驟三，將1號(hào)探頭和2號(hào)探頭相對(duì)呈V形方式置于復(fù)合坯上焊縫的兩側(cè)，使1號(hào)探頭和2號(hào)探頭的中心連線垂直焊縫方向；

步驟四，在位置一固定1號(hào)探頭，移動(dòng)2號(hào)探頭，根據(jù)超聲波探傷儀的顯示找到位置一處焊縫根部最大回波；

步驟五，在位置二固定2號(hào)探頭，移動(dòng)1號(hào)探頭，根據(jù)超聲波探傷儀的顯示找到位置二處焊縫根部最大回波；

步驟六，反復(fù)操作步驟四和步驟五，確定1號(hào)探頭和2號(hào)探頭的最佳位置，根據(jù)超聲波探傷儀的顯示找到復(fù)合坯上焊縫根部最大回波，所述最大回波的深度就是焊縫的熔深。

本發(fā)明的技術(shù)方案還包括：所述步驟一中，首先選用一個(gè)2.5P13*13K1的斜探頭標(biāo)識(shí)為1號(hào)探頭，在CSK-IA試塊上調(diào)節(jié)超聲波探傷儀的掃描速度，測(cè)定1號(hào)探頭的K值；然后再選用一個(gè)2.5P13*13K1探頭、測(cè)定探頭的K值，選擇K值與1號(hào)探頭K值相同的探頭、標(biāo)識(shí)為2號(hào)探頭。

本發(fā)明的技術(shù)方案還包括：將1號(hào)探頭和2號(hào)探頭放置在CSK—ⅢA試塊上，調(diào)節(jié)超聲波探傷儀，使深度30mm位置的短橫孔波高達(dá)到50%，再增益20dB。

本發(fā)明的技術(shù)方案還包括：所述步驟六之后，當(dāng)需要檢測(cè)焊縫內(nèi)部質(zhì)量時(shí)，1號(hào)探頭和2號(hào)探頭向焊縫中心同時(shí)移動(dòng)，觀察超聲波探傷儀顯示屏信息，根據(jù)回波的波形確定焊縫內(nèi)部是否存在不連續(xù)性。

本發(fā)明的技術(shù)方案還包括：所述超聲波探傷儀是A型脈沖反射式超聲波探傷儀。

本發(fā)明的有益效果是：由于該方案中采用一發(fā)一收工作方式，V形方式連接的兩個(gè)探頭，一個(gè)探頭發(fā)射聲波，聲波在焊縫根部弧頂異向反射，被另一個(gè)探頭接收，由于焊縫根部為的圓弧界面，異向反射聲壓大，而未結(jié)合面產(chǎn)生的反射聲波被間隙阻斷，只有焊縫缺陷和焊縫根部產(chǎn)生的反射才能被接受，所以檢測(cè)靈敏度高，焊縫根部回波辨別清晰，熔深定位準(zhǔn)確，測(cè)量精度高。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的檢測(cè)原理示意圖。

圖2是本發(fā)明的探傷儀顯示示意圖。

圖3是本發(fā)明的安裝示意圖。

圖4是本發(fā)明的探頭移動(dòng)示意圖。

圖中：1、探頭一，2、探頭二，3、復(fù)合坯。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1至圖4所示，本發(fā)明的一種復(fù)合坯焊縫熔深檢測(cè)裝置，采用橫波雙斜探頭V形式連接，采用一發(fā)一收工作方式檢測(cè)焊縫深度。聲波只在焊縫缺陷或焊縫根部才能被接收，不會(huì)受到粗糙度影響，檢測(cè)靈敏度高，焊縫根部回波辨別清晰，熔深定位準(zhǔn)確，測(cè)量精度高。

本發(fā)明中，在復(fù)合坯3上焊縫的一側(cè)安裝探頭一1，復(fù)合坯3上焊縫的另一側(cè)安裝探頭二2，探頭一和探頭二均是橫波斜探頭，探頭一和探頭二的K值（也就是折射角）相同，探頭一和探頭二呈V形方式設(shè)置，探頭一和探頭二的中心連線與焊縫方向垂直，探頭一發(fā)射聲波，探頭二接收聲波，即采用一發(fā)一收的工作方式。

本發(fā)明的復(fù)合坯焊縫熔深檢測(cè)方法的步驟包括：

1、使用校驗(yàn)或鑒定合格的A型脈沖反射式超聲波探傷儀；

2、選用一個(gè)2.5P13*13K1斜探頭，標(biāo)識(shí)該探頭為1號(hào)探頭。在CSK-IA試塊上調(diào)節(jié)超聲波探傷儀的掃描速度，測(cè)定1號(hào)探頭的K值；

3、再取標(biāo)稱相同的2.5P13*13K1探頭，測(cè)定探頭的K值，選擇K值與1號(hào)探頭K值相同的探頭，標(biāo)識(shí)為2號(hào)探頭；

4、將1號(hào)探頭和2號(hào)探頭放置在CSK—ⅢA試塊上，調(diào)節(jié)超聲波探傷儀，使深度30mm位置的短橫孔波高達(dá)到50%，再增益20dB；

5、修改超聲波探傷儀的工作方式為“一發(fā)一收”；

6、檢測(cè)時(shí)，將1號(hào)探頭置于離焊縫約30mm位置，2號(hào)探頭置于焊縫對(duì)側(cè)離焊縫約30mm的位置，兩探頭相對(duì)呈V形方式，并使兩探頭的中心連線垂直焊縫方向；

7、固定1號(hào)探頭，前后、左右、轉(zhuǎn)角移動(dòng)2號(hào)探頭，1號(hào)探頭發(fā)射的聲波需要通過(guò)焊縫底弧面的反射，2號(hào)探頭接收該反射波。（若此時(shí)2號(hào)探頭無(wú)法接受到超聲波，就應(yīng)適當(dāng)向前或向后移動(dòng)1號(hào)探頭，保證2號(hào)探頭接收到超聲波。）由于聲波有一定直徑，只要2號(hào)探頭接收到聲波就會(huì)在儀器中形成一個(gè)波，如圖2所示。聲波軸線中心的聲壓最大，由于此時(shí)1號(hào)探頭發(fā)射的聲束軸線中心并不一定是經(jīng)過(guò)焊縫底部弧面中心的反射，聲波就會(huì)發(fā)散，所以2號(hào)探頭接收的反射聲壓也不是最大。但探頭有一定的尺寸，在2號(hào)探頭有效接收聲波范圍內(nèi)，移動(dòng)探頭可找到儀器回波最大值點(diǎn)。

8、按照步驟7，固定2號(hào)探頭，前后、左右、轉(zhuǎn)角移動(dòng)1號(hào)探頭，當(dāng)聲波中心線逐漸接近焊縫底部弧面中心時(shí)，2號(hào)探頭接收的聲壓逐漸增加，儀器顯示的回波也會(huì)逐漸增高。當(dāng)1號(hào)探頭發(fā)生的聲波中心線正好在焊縫弧面中心，則此時(shí)反射波相對(duì)最集中，散射量小。若適當(dāng)移動(dòng)2號(hào)探頭，2號(hào)探頭就能接收這個(gè)最到這個(gè)弧底反射波，此時(shí)才真正找到了儀器顯示的最大回波。

9、反復(fù)操作步驟7和步驟8確定兩探頭的最佳位置，找到真正的焊縫根部最大回波，則此時(shí)儀器顯示的回波深度就是焊縫的深度。需要反復(fù)移動(dòng)1號(hào)和2號(hào)探頭的原因在于，開(kāi)始的時(shí)候，1號(hào)探頭發(fā)出的聲波可能打到焊縫弧面的側(cè)部，移動(dòng)2號(hào)探頭首先讓它接受到聲波。再適當(dāng)移動(dòng)1號(hào)及2號(hào)探頭，找到最大回波，即1號(hào)探頭的聲束軸線正好打到焊縫根部弧面中心，經(jīng)過(guò)弧面的中心到達(dá)2號(hào)探頭。

10、當(dāng)需要檢測(cè)焊縫內(nèi)部質(zhì)量時(shí)，1號(hào)探頭和2號(hào)探頭向焊縫中心同時(shí)移動(dòng)，觀察儀器顯示屏信息，確定焊縫內(nèi)部是否存在不連續(xù)性。具體地，當(dāng)探傷儀顯示的回波連續(xù)時(shí)，則說(shuō)明焊縫內(nèi)部是連續(xù)的；若回波不連續(xù)，則說(shuō)明焊縫內(nèi)部也是不連續(xù)的。

本發(fā)明中，如果對(duì)檢測(cè)需要特別驗(yàn)證，可以更換2.5P13*13K1.5或2.5P13*13K2探頭，具體地，探頭頻率可在2.5～5MHz內(nèi)選擇，當(dāng)檢測(cè)人員精密檢測(cè)或質(zhì)量要求較高時(shí)，選用頻率大的探頭，其它參照2-10步驟進(jìn)行操作。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所做任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。