CN110834150A - 转向架厚板激光电弧复合焊超声波检测工艺 - Google Patents

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Abstract

转向架厚板激光电弧复合焊超声波检测工艺涉及轨道客车无损检测技术领域，以正确的对转向架侧梁无坡口厚板角接激光电弧复合焊内部检测，操作简单方便。用直探头在转向架无坡口厚板角接激光电弧复合焊T型接头盖板两条标注线上检测腹板与盖板连结焊缝是否存在未熔合缺陷。未熔合缺陷宽度和长度均用半波高度法进行判定；在腹板上用60°斜探头检测转向架侧梁角接无坡口厚板激光电弧复合焊焊缝内部是否存在缺陷，可以检测出转向架侧梁无坡口厚板角接激光电弧复合焊类型关键焊缝中存在的内部缺陷，实现了该焊缝的全覆盖，保证焊缝满足要求。

Description

转向架厚板激光电弧复合焊超声波检测工艺
技术领域
本发明涉及轨道客车无损检测技术领域，具体涉及一种转向架厚板激光电弧复合焊超声波检测工艺。
背景技术
轨道客车转向架厚板激光电弧复合焊是新技术开发的项目，已开发的高功率无坡口的T型接头电弧复合焊接技术用于目前出口项目转向架侧梁角焊缝，实现了取消机加坡口工序，填充量下降45％，焊接效率提高3倍以上。为验证无坡口电弧复合焊接单面焊双面成型工艺的稳定性，运用超声波检测方法检测焊接参数合理性，并用金相验证普通A型超声波检测的正确性。厚板激光复合焊与原坡口焊接形成的缺陷的不同，因此检测的着重点不同。激光复合焊转向架侧梁焊接层数由原来5层减少为2层，一层焊接功率即能将整个板焊透并达到背部成型3—5mm，热影响区宽度小，那么一旦未熔即为与母材平行的面状未熔危害性大的缺陷。
无坡口厚板角接激光电弧复合焊结构复杂，没有内部质量超声波检测工艺，也是困扰本领域的一大技术难题。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种转向架厚板激光电弧复合焊超声波检测工艺，以正确的对转向架侧梁无坡口厚板角接激光电弧复合焊内部检测，操作简单方便。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
转向架厚板激光电弧复合焊超声波检测工艺，该工艺包括如下步骤：
步骤一：将直探头放置在试块上，设置并计算显示区的刻度值；
步骤二：在转向架侧梁无坡口厚板角接激光电弧复合焊盖板上表面标注出与腹板厚度相同的两条检测面标注线；
步骤三：将直探头放置在其中一条标注线上，从盖板的一端以锯齿形运动轨迹扫查标注线两侧的区域，检测腹板与盖板连结焊缝是否存在与盖板平行的未熔合缺陷，以半波高度法对与盖板平行的未熔合缺陷的指示长度进行缺陷测量；并以相同的方式对第二条标注线进行扫查检测；两次扫查的区域覆盖两条标注线之间的区域，实现全面检测转向架厚板激光电弧复合焊的检测；
步骤四：将直探头放置在盖板一端其中一条标注线的外侧，并逐渐向所述标注线运动，当直探头检测到波的振幅高度降为原来的一半时，当前点即为焊缝背透的边缘；
步骤五：将直探头沿焊缝方向重复步骤四，并逐点连线即为背透标记线，所述背透标记线和标注线之间的距离即为焊缝背透的尺寸。
优选的，步骤六：将直探头放置在背透标记线上，从盖板的一端以锯齿形运动轨迹，扫查背透标记线与相邻标注线之间的距离，检测焊缝背透是否存在的未熔合缺陷，以半波高度法对未熔合缺陷的指示长度进行缺陷测量。
优选的，步骤七：将斜探头放置在试块上，设置并计算显示区的刻度值；
优选的，步骤八：将斜探头从腹板的一端以锯齿形运动轨迹探测所述焊缝熔宽范围内缺陷，检测腹板与盖板连结焊缝是否存在未熔合缺陷，以半波高度法对未熔合缺陷的指示长度进行缺陷测量；
优选的，所述直探头为频率2.5MHZ、晶片直径10mm的直探头。
优选的，试块为型号RB—1的试块。
优选的，所述斜探头规格为4Z10×12A60。
优选的，所述试块为型号RB—1试块。
本发明的有益效果是：转向架在批量投产前可以通过本发明验证焊接参数是否满足焊接要求，减少大量的返修造成的浪费，且采用常规A型超声波检测仪器，检测成本低，易操作。本发明能够在不破坏被检物体结构性能的条件下检测转向架无坡口厚板角接激光电弧复合焊内部质量，操作方便快捷，准确率高，成本低，有效保证转向架无坡口厚板角接激光电弧复合焊的先期参数的合理选择及批量生产过程中的质量保证。可以有效的检测出背部成型尺寸，为激光焊功率的选择做好监控，实用性强。
附图说明
图1是本发明转向架厚板激光电弧复合焊焊缝直探头超声波检测的应用示意图。
图2是本发明转向架厚板激光电弧复合焊焊缝斜探头超声波检测的应用示意图。
图中：1、腹板，2、盖板，3、直探头，4、焊缝，5、焊缝背透，6、标注线，7、背透标记线，8、斜探头，9、熔宽范围。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
本发明是针对转向架侧梁无坡口厚板角接激光电弧复合焊易产生缺陷的特点制定的检测方法，所以探头角度应保证以垂直入射或尽可能接近垂直于易产生缺陷面。转向架侧梁无坡口厚板角接激光电弧复合焊易产生平行于立板端面的未熔合缺陷及概率较低的熔宽缺陷。因此制定以下检测方案：
转向架厚板激光电弧复合焊超声波检测工艺，该工艺包括如下步骤：
步骤一：采用频率2.5MHZ小晶片直探头3在型号RB—1试块上进行探测范围的调整，具体操作方法是将纵波直探头3对准试块水平底面，通过直探头3在试块底面的两次回波，使两次不同的底波对准设置水平刻度值。将调整好的直探头3放置在RB—1试块5mm深，孔径3mm横通孔上，并左右移动找到最高波将振幅调至80％作为检测灵敏度，表面耦合补偿4dB，并增益10dB作为扫查灵敏度。
步骤二：如图1所示，用画线的方法在转向架侧梁无坡口厚板角接激光电弧复合焊盖板2上标注出腹板1厚度作为于检测面2条标注线6。
步骤三：直探头3放置在盖板2上表面其中一条标注线6上，从盖板2的一端，以锯齿形扫查标注线6两侧的区域，检测腹板1与盖板2连结焊缝是否存在与盖板2平行的未熔合缺陷。与盖板2平行的未熔合缺陷指示长度均用半波高度法进行缺陷测量，即首先通过往复移动直探头3找到缺陷处的波的最高振幅，然后在宽度或长度方向移动直探头3使振幅降至最高值的一半时，此处为缺陷边缘，波最高振幅时直探头3中心线和波最高振幅的一半时直探头3的中心线，两者之间距离就是缺陷的指示长度；并以相同的方式对第二条标注线6进行扫查检测；两次扫查的区域覆盖两条标注线6之间的全部区域，实现全面检测转向架厚板激光电弧复合焊的检测。
步骤四：转向架侧梁无坡口厚板角接激光电弧复合焊缝背透5一般为3-5mm，针对焊缝背透5尺寸检测，直探头3在盖板2检测面的一端，其中一条标注线6外找到盖板2底面回波，逐渐向所述标注线6方向移动直探头3，没达到焊缝背透边缘时波幅基本不变，至波的振幅降至原来的一半时，当前点即为焊缝背透边缘。
步骤五：直探头3沿焊缝纵向运动重复步骤四，逐点标注连线为背透标记线7，此线与腹板1之间的距离，也就是与标注线6之间的距离即为焊缝背透5透过尺寸，本实施例中，焊缝背透5一般为3-5mm，得出焊缝背透5尺寸是否符合3-5mm内要求。
步骤六：直探头3在盖板2的一端，一组标注线6与相邻的背透标记线7之间以锯齿形扫查检测转向架侧梁无坡口厚板角接激光电弧复合焊缝背透是否有未熔合内部缺陷，如果没缺陷没有反射波，如有未熔合缺陷会有反射波并用半波高度法测量缺陷的高度和宽度。
步骤七：转向架侧梁无坡口厚板角接激光电弧复合焊缝熔宽窄且焊角小，所以选择常规角度60°斜探头8主要检测熔宽范围内是否存在与盖板2成一定角度的缺陷。采用型号CSK—1A试块调节探头探测熔宽范围9，再用型号RB—1试块调节灵敏度，即将4Z10×12A60斜探头置于RB—1试块上探测5mm深、孔径3mm横通孔，左右移动找到最高波振幅调至80％作为检测灵敏度，并以此将试块其余10mm、20mm、30mm深等横通孔最高波依次找到绘制距离波幅(DAC)曲线，将DAC曲线基准波高增加14dB作为扫查灵敏度进行检测；
步骤八：如图2所示，腹板1内检测面在转向架侧梁上是封闭腔体无法放置斜探头8，将斜探头3从腹板1外侧表面以锯齿形扫查所述焊缝4熔宽范围9内缺陷，检测腹板1与盖板2连结焊缝4是否存在未熔合缺陷，以半波高度法对未熔合缺陷的指示长度进行缺陷测量；采用本发明超声波检测方法对转向架侧梁无坡口厚板角接激光电弧复合焊焊缝进行内部检测，可对该类型焊缝内部全覆盖，通过检测结果，能够正确的发现焊缝裂纹等缺陷，避免了车辆事故的发生，保证了铁路运输行车安全。

Claims (7)

1.转向架厚板激光电弧复合焊超声波检测工艺，其特征在于，该工艺包括如下步骤：
步骤一：将直探头放置在试块上，设置并计算显示区的刻度值；
步骤二：在转向架侧梁无坡口厚板角接激光电弧复合焊盖板上表面标注出与腹板厚度相同的两条检测面标注线；
步骤三：将直探头放置在其中一条标注线上，从盖板的一端以锯齿形运动轨迹，以半波高度法扫查标注线两侧的区域，检测腹板与盖板连结焊缝是否存在与盖板平行的未熔合缺陷，对与盖板平行的未熔合缺陷的指示长度进行缺陷测量；并以相同的方式对第二条标注线进行扫查检测；两次扫查的区域覆盖两条标注线之间的区域，实现全面检测转向架厚板激光电弧复合焊的检测；
步骤四：将直探头放置在盖板一端其中一条标注线的外侧，并逐渐向所述标注线运动，当直探头检测到波的振幅高度降为原来的一半时，当前点即为焊缝背透的边缘；
步骤五：将直探头沿焊缝方向重复步骤四，并逐点连线即为背透标记线，所述背透标记线和标注线之间的距离即为焊缝背透的尺寸。
2.根据权利要求1所述的转向架厚板激光电弧复合焊超声波检测工艺，其特征在于，还包括步骤六：将直探头放置在背透标记线上，从盖板的一端以锯齿形运动轨迹，以半波高度法扫查背透标记线与相邻标注线之间的距离，检测焊缝背透是否存在的未熔合缺陷，对未熔合缺陷的指示长度进行缺陷测量。
3.根据权利要求1所述的转向架厚板激光电弧复合焊超声波检测工艺，其特征在于，还包括：
步骤七：将斜探头放置在试块上，设置并计算显示区的刻度值；
步骤八：将斜探头从腹板外侧面以锯齿形运动探测所述焊缝熔宽范围内缺陷，检测腹板与盖板连结焊缝是否存在未熔合缺陷，以半波高度法对未熔合缺陷的指示长度进行缺陷测量。
4.根据权利要求1所述的转向架厚板激光电弧复合焊超声波检测工艺，其特征在于，所述直探头为频率2.5MHZ、晶片直径为10mm的直探头。
5.根据权利要求1所述的转向架厚板激光电弧复合焊超声波检测工艺，其特征在于，试块为型号RB—1试块。
6.根据权利要求3所述的转向架厚板激光电弧复合焊超声波检测工艺，其特征在于，所述斜探头规格为4Z10×12A60。
7.根据权利要求3所述的转向架厚板激光电弧复合焊超声波检测工艺，其特征在于，所述试块为型号RB—1试块。
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