焊缝超声探伤时，对焊缝本身有哪些具体要求？

在焊缝超声探伤中，焊缝本身的状态直接影响检测灵敏度、缺陷识别准确性及检测效率。基于超声探伤原理（利用超声波传播、反射特性判断缺陷），对焊缝的具体要求可从表面状态、外形尺寸、内部组织、可达性等多个维度规范，以下是详细说明：

一、表面状态要求

焊缝表面是超声波探头与工件耦合的关键界面，其状态直接影响声波能量传递效率，具体要求包括：

1. 表面清洁度

   • 需彻底清除焊缝及邻近区域（一般为焊缝两侧各 50mm 范围）的杂质，如铁锈、氧化皮、油污、油漆、焊渣、飞溅物等。这些杂质会导致探头与工件之间出现空气间隙，显著增加超声波衰减，甚至完全阻断声波传播，造成漏检。
   • 若焊缝表面有临时性防护涂层（如底漆），需确认涂层是否影响耦合（通常要求涂层厚度≤0.1mm，且均匀无气泡），否则需清除。

2. 表面粗糙度

   • 表面粗糙度需控制在一定范围，通常要求Ra≤6.3μm（不同标准可能略有差异，如 GB/T 11345 要求 “表面粗糙度应能保证探头良好耦合”）。
   • 过度粗糙的表面（如未打磨的手工焊焊缝）会导致探头与工件接触不良，耦合剂（如机油、甘油）无法有效填充间隙，引发声波散射，干扰缺陷信号识别。

二、外形与尺寸要求

焊缝的几何形状直接影响探头扫查路径及声波反射规律，需满足以下要求：

1. 余高（加强高）

   • 余高需均匀且在合理范围（一般要求余高≤3mm，或不超过母材厚度的 10%，具体依工件厚度和标准而定）。
   • 若余高过高或不均匀，会导致探头耦合不稳定（如探头跳动），且余高与母材过渡处的反射波可能与缺陷波混淆，干扰判断。对于余高超标的焊缝，需预先打磨至与母材平滑过渡（但需保留足够焊缝厚度，避免损伤有效焊缝）。

2. 焊缝宽度与坡口

   • 焊缝宽度需与坡口设计匹配，避免过宽或过窄。过宽会增加扫查范围，过窄可能导致坡口未熔合区域难以被声波覆盖。
   • 坡口边缘需整齐，无明显凹陷、凸起或未清理的毛刺，否则会影响探头沿坡口边缘的扫查（如斜探头沿坡口角度扫查时，坡口不规则可能导致声波传播路径偏移）。

3. 焊缝连续性

   • 焊缝应连续无中断（除非设计允许分段焊接），避免因焊接中断形成的 “假缺陷” 干扰（如断弧处的弧坑可能被误判为气孔）。

三、内部组织与声学性能要求

焊缝及热影响区（HAZ）的内部组织会影响超声波的传播特性（如声速、衰减系数），需满足：

1. 晶粒尺寸

   • 焊缝金属及热影响区的晶粒应均匀细化，避免粗大晶粒（如焊接参数不当导致的过热组织）。晶粒粗大会显著增加超声波衰减（散射损耗），降低检测灵敏度，甚至导致小缺陷信号被淹没。
   • 对于易产生粗大晶粒的材料（如高强钢、奥氏体不锈钢），需通过合理焊接工艺（如控制线能量）或焊后热处理（如正火）优化组织，必要时采用低频探头或聚焦探头补偿衰减。

2. 声学性能一致性

   • 焊缝金属与母材的声学性能（如纵波声速、横波声速）应尽可能接近。若差异过大（如异种材料焊接），需通过试块校准声波折射角度，避免因声速突变导致缺陷定位误差。

四、可达性要求

焊缝需具备足够的操作空间，确保探头能按标准要求完成全范围扫查：

1. 扫查空间

   • 焊缝两侧需预留足够宽度（一般≥100mm），确保探头能进行纵向、横向及斜向扫查（如跨缝扫查、平行扫查）。
   • 若焊缝位于狭窄空间（如管道环缝内侧），需清除周围障碍物（如法兰、支架），或采用小型探头、柔性探头满足检测需求。

2. 焊缝位置

   • 避免焊缝被其他结构（如加强筋、附件）遮挡，若无法避免，需提前拆除可拆卸附件，或采用特殊扫查方式（如从另一侧检测）。

五、预处理要求

对于存在明显宏观缺陷的焊缝，需提前处理后再探伤：

• 清除焊缝表面的焊瘤、弧坑、未焊满等明显缺陷，这些缺陷可能导致探头无法贴合，或产生强烈反射信号干扰检测。
• 若焊缝存在已知的焊接缺陷（如大面积气孔），需先进行修补并重新焊接，避免因缺陷密集导致的声波严重衰减影响整体检测。

总结

焊缝超声探伤对焊缝的要求核心是 **“确保超声波有效传播、减少干扰、保证扫查全面性”**，其具体指标需结合工件材质、焊接工艺及相关标准（如 GB/T 11345《焊缝无损检测 超声检测 技术、检测等级和评定》、AWS D1.1《钢结构焊接规范》）确定。检测前需对焊缝状态进行检查，不符合要求时需预处理，以保障探伤结果的准确性。