議閃光焊中焊縫的傷損及探測方法

趙紅

摘要：本文通過某工程案例闡述鋼軌焊接接頭傷損的特點及危害。并講述了焊縫傷損的探測方法。

關(guān)鍵詞：鋼軌;焊縫;傷損;探測

鋼軌焊縫是無縫線路主要的聯(lián)合接頭之一，其質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到行車安全。某條交通鋼軌無縫線路約50km，全線上在役焊縫3980多頭。試運行以來，共發(fā)現(xiàn)焊接接頭傷損17處，給行車安全帶來極大的隱患。因此，有必要對傷損情況及焊縫探測工藝進行探討，以提高探傷質(zhì)量。

一、焊縫傷損的原因、種類及危害

因焊接設備、焊接材料、氣溫條件和操作工藝等因素都會影響焊接質(zhì)量，在焊縫內(nèi)產(chǎn)生缺陷。缺隱的種類、特征、形成原因和危害。

1.灰班

1.1特征，暗灰色平滑有時有放射性條紋的片狀夾雜物。

1.2產(chǎn)生部位，任何部位，其中軌腳居多。

1.1.3形成原因，焊接時間短，次級電壓高，連續(xù)閃光發(fā)生中斷，頂壓力小等造成。

1.4危害，大大降低焊縫的疲勞強度和韌性極易造成斷軌。

2.裂紋

2.1特征，開口性斜裂和焊縫中暗裂。

2.2產(chǎn)生部位，多數(shù)發(fā)生在焊縫腰部和熱影響區(qū)。

2.3形成原因，可焊性差和端面切割不良或存在重皮。

2.4危害，垂直和斜向折斷。

3.燒傷

3.1特征，軌面和軌底的鉗口部位存在燒傷痕。

3.2產(chǎn)生部位，離焊縫中心130至330mm區(qū)域。

3.3形成原因，鉗口部位不潔，通電后電阻加大或加熱時間過長。

3.4危害，脆性折斷或燒傷引起橫向裂紋。

二、全斷面探傷的辦法

1.探傷人員

實施焊縫探傷作業(yè)的人員，必須持有鐵道部門無損檢測Ⅱ級及以上資格證書，并了解鋼軌焊接工藝，熟悉鋼軌焊縫情況，掌握焊縫探傷的基本知識和基本技術(shù)。

2探傷設備

2.1基本要求

（1）采用單探頭和雙探頭兩種方法對焊縫進行掃查。

（2）焊縫掃查應遍及焊縫全寬度

（3）新焊焊縫的探傷在推瘤和打磨以后進行，焊縫處溫度應冷卻至40℃以下，探測面不應有焊渣、焊瘤或嚴重銹蝕等。軌頭踏面、軌頭兩側(cè)，應打磨至鋼軌原始面。軌底角和三角區(qū)連接圓弧處的焊渣必須清除。確保探頭的有效耦合。

（4）在役焊縫探傷前應清除探測面上的油污和嚴重銹蝕等，焊縫兩側(cè)軌底坡面應打磨除銹，除銹長度大于300mm;軌腰和軌底連接圓弧處的焊渣必須清除干凈，保證探頭耦合良好。掃查范圍應以焊縫中心兩側(cè)各延伸250mm（鋁熱焊從焊筋邊緣開始計算）。

2.2耦合劑：油脂

2.3儀器狀態(tài)、時基線及探傷靈敏度的校正

2.3.1儀器面板上各旋鈕開關(guān)的工作狀態(tài)

《發(fā)射強度》置于強，《增益》置于最中，《抑制》置于“動態(tài)范圍-6dB”對傷損定量時置于“關(guān)”。

2.3.2時基線

（1）先測定斜探頭的入射點，折射角（K值）。

（2）探測軌頭、軌腳時，把開關(guān)撥至軌頭、軌腳擋，此時儀器按水平標距，每小格代表4mm，探測范圍為200mm。

（3）探測軌腰時，把開關(guān)撥至軌腰擋，此時儀器按水平標距，每小格代表4mm，探測范圍為200mm。

（4）直探頭采用“常態(tài)”的聲程標距，聲程調(diào)整為200mm。

2.3.3探傷靈敏度

探傷靈敏度在GHT-1鋼軌試塊上測定。

（1）單斜探頭

以發(fā)現(xiàn)軌頭10#孔位的Ф3平底孔，波高80%為基準。

（2）雙斜探頭

以發(fā)現(xiàn)軌底三角區(qū)5#孔位的Ф3平底孔，波高80%為基準。

（3）帶定位掃查架的雙斜探頭

作k型探傷時以發(fā)現(xiàn)軌腰3#孔位的Ф3平底孔，波高80%為基準。

（4）直探頭

將直探頭置于被檢焊縫兩側(cè)鋼軌母材踏面上，測得鋼軌一次軌底回波波高80%，再釋放22dB為基準。（在焊縫兩側(cè)衰減差別較大時，取衰減大者的底波）此時分別記下各衰減器讀數(shù)，作為探傷靈敏度。

2.3.4焊縫探傷儀現(xiàn)場靈敏度調(diào)試方法

（1）0°探頭現(xiàn)場靈敏度調(diào)試方法

反射式探傷：儀器調(diào)節(jié)到通用擋，選擇50MM聲程，將0°探頭置于鋼軌母材軌面中心，將始發(fā)脈沖前沿調(diào)至0刻度，一次底面回波前沿調(diào)至8.8或4.4格。（聲程比例：1：2或1：4），將一次底面回波波高調(diào)至80%。增益22的dB后作為0°探傷靈敏度。（探測的范圍為軌腰投影范圍內(nèi)的水平型和體積狀缺陷）穿射式探傷：（檢測軟化區(qū)）儀器調(diào)節(jié)到通用擋，選擇50MM聲程，將0°探頭置于鋼軌母材軌面中心，將始發(fā)脈沖前沿調(diào)至0刻度，一次底面回波前沿調(diào)至8.8或4.4格。（聲程比例：1：2或4.4），將一次底面回波波高調(diào)至80%。增益16dB后檢測軟化區(qū)的透聲率，一次底面回波下降至80%及以下時，說明軟化區(qū)的晶粒粗大透聲不良。（探測的范圍為軌腰投影范圍內(nèi)的粗晶）

（2）單K2.5探頭現(xiàn)場靈敏度調(diào)試方法

儀器調(diào)節(jié)到軌頭/軌底擋，（儀器按水平比例1：2）將探頭橫向置于軌頭軌面，探測軌頭下顎一次棱角，棱角回波波高調(diào)至80%。增益18-22dB后作為K2.5探測軌頭的探傷靈敏度。（探測的范圍為軌頭范圍內(nèi)缺陷）

（3）單K1探頭現(xiàn)場靈敏度調(diào)試方法

儀器調(diào)節(jié)到軌腰擋，（儀器按水平比例1：2）將探頭橫向置于軌頭軌面，探測軌頭下顎一次棱角（圖1），棱角回波波高調(diào)至80%。增益28-34dB后作為K1探測軌腰投影面的探傷靈敏度。（探測的范圍為軌腰范圍內(nèi)缺陷）

2.4探測范圍、方法和要求

2.4.1探測范圍

將焊縫的全斷面分為軌頭、軌腰、軌底三個部位，其中軌底部位包括軌腳和軌底三角區(qū)，并將軌腳分為四檔（圖4）（50Kg/m為三擋）。

2.4.2探測方法

（1）軌頭、軌腳

軌頭應使用K1雙斜探頭作K型串列式探傷，防止大平面缺陷漏檢。軌頭、軌腳用K2.5單斜探頭采用鋸齒形掃查方式，根據(jù)缺陷存在的部位、鋼軌受力狀態(tài)和始波占寬影響必須運用偏14°角的二次波探測軌頭兩側(cè)上方缺陷;用偏角掃查方式加強對軌腳邊沿和變坡點下方缺陷的探測。為防軌頭近表面缺陷漏檢，在焊后質(zhì)量檢驗中，應增加軌頭兩側(cè)向軌頭上方的掃查。軌底三角區(qū)采用K1-K2雙探頭探測（見圖7）為保證對軌底三角區(qū)全面掃查，應將探頭置于軌底面的第四擋，頂住焊筋呈30°轉(zhuǎn)動，并逐步后移收小角度至探頭離焊縫中心60mm左右，再將探頭與軌腰平行繼續(xù)后移，后移的距離應大于200mm。

（3）軌腰部分

用K1斜探頭在鋼軌頂面對軌腰投影范圍內(nèi)探傷時，探頭后移距離不小于250mm。用直探頭在焊縫鋼軌頂面處作縱向、橫向移動掃查。用帶定位掃查裝置的K0.8-K1雙探頭在鋼軌頂面進行V形串列式掃查和K形掃查。

上述各部位的探測一般應按先軌腳、三角區(qū)、后軌頭、軌腰的順序進行，以防漏查。

2.4.3探測要求

（1）探傷前必須進行探傷靈敏度測定，對儀器面板上各旋鈕開關(guān)的工作狀態(tài)和探頭線、接插件作認真檢查。

（2）在判傷靈敏度基礎上提高2-6dB作為掃查靈敏度，對焊縫進行全斷面掃查。

（3）如果探測面過于粗糙，靈敏度提高2-6dB不足以補償耦合損失或無法確定補償值時，則需要進行打磨處理，無法打磨或鋼軌材質(zhì)不同時，則應對耦合損失進行實際測試（可利用穿透波、直達波、底波和菱角波等進行測試），并根據(jù)測試值進行補償。

（4）探測時應按作業(yè)程序和方法要求，根據(jù)波形顯示，測量水平距離，結(jié)合焊縫狀態(tài)進行分析判傷。

（5）單探頭在靈敏度標定時不允許儀器上聯(lián)接兩個探頭，在現(xiàn)場單探頭探傷時，嚴禁儀器掛雙探頭。

參考文獻：

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