超声波无损探伤过程中如何判断焊缝是气孔、裂缝还是未焊透缺陷？

超声波无损探伤技术，作为焊缝质量检测的主要方式之一，它利用超声波在材料中传播时遇到缺陷会产生反射、折射和散射等特性，能够有效检测出焊缝内部的各种缺陷，具有检测灵敏度高、穿透能力强、检测速度快、对人体无害等优点，而且不需要对工件进行破坏性的处理，不会影响工件的后续使用。

我们在焊缝探伤过程中，仅仅检测出焊缝存在缺陷是远远不够的，还需要准确判断缺陷的类型对于评估焊缝质量。不同类型的缺陷，如气孔、夹渣、未熔合、未焊透和裂纹等，其产生的原因、对焊缝性能的影响以及处理方法都各不相同。例如，气孔是由于焊接过程中气体未能及时逸出而在焊缝中形成的空洞，一般对焊缝的强度影响相对较小，但过多的气孔可能会降低焊缝的致密性；而裂纹则是一种极其危险的缺陷，它具有尖锐的端部，容易引发应力集中，极大地降低焊缝的强度和韧性，可能导致结构在承受较小载荷时就发生断裂。因此，在超声波无损探伤过程中，我们要判断出缺陷的类型。

判断焊缝缺陷方法

（1）点状缺陷（气孔、点状夹渣）

在超声波探伤中，点状缺陷的波形特征较为独特。以单个气孔为例，其回波高度相对较低，波形呈现出明显的单峰形态，且十分稳定。从各个方向对单个气孔进行探测时，所接收到的反射波幅度大体相同，这是因为气孔近似于球形，对超声波的反射较为均匀。然而，气孔缺陷的反射波有一个显著特点，只要稍微移动探头，反射波就会迅速消失。这是由于气孔尺寸较小，声束一旦偏离，就难以再接收到其反射波。

点状夹渣的回波信号与点状气孔有相似之处，但仔细观察，两者仍存在区别。点状夹渣的波宽通常比点状气孔的波宽大。这是因为夹渣物的形状和结构相对更复杂，其与母材的界面不规则，导致超声波在反射过程中产生更多的散射和干涉，从而使反射波的宽度增加。当探头平移时，点状夹渣的反射波幅度会有一定变动，不像单个气孔那样稳定，从不同方向探测时，反射波幅也会有所不同。这是因为夹渣的形状不规则，不同方向上与声束的作用情况不同，所以反射波幅会呈现出差异。

（2）面状缺陷

条状夹渣：当使用探头进行左右检测时，在缺陷检测范围内，探伤仪荧光屏上呈现的波形波幅变化不大，波宽较大，形状呈锯齿状，根部宽度也较大，波幅整体偏低。这是由于条状夹渣在长度方向上有一定的尺寸，声束在其表面反射时，不同位置的反射波相互叠加，使得波幅变化相对平稳，但由于夹渣与母材的声阻抗差异不是特别大，所以波幅较低。在探头进行前后、环绕和转动扫查方式下，波幅都呈现出先增大后减小的特征。这是因为在这些扫查过程中，当声束逐渐垂直于条状夹渣的表面时，反射波最强，波幅增大；而当声束偏离垂直方向时，反射波减弱，波幅减小。

未熔合：未熔合缺陷在探头的四种检测方式下，波形形状具有单一、尖锐、光滑的特点，同时有一定波宽，并且上升和下降速度都很快。在探头环绕和转动检测过程中，波幅先增大后减小，这是因为当探头转动或环绕到声束与未熔合界面垂直时，反射波最强，波幅达到最大值；随着探头继续转动或环绕，声束与未熔合界面的夹角发生变化，反射波减弱，波幅减小。在探头左右检测过程中，波幅变化小，波形稳定，这是因为左右检测时，声束与未熔合界面的相对角度变化不大，所以波幅较为稳定。在探头前后检测过程中，波形刚开始出现和快消失的时候波幅略有下降，这是因为在检测起始和结束阶段，声束与未熔合界面的作用情况发生变化，导致反射波幅下降。

未焊透：未焊透缺陷在四种检测方式下，波形形状较为单一，波形上升时间和下降时间都较长，波形根部宽度较大。在探头左右检测过程中，波幅变化小，波形稳定，这是因为未焊透缺陷通常位于焊缝根部，在左右检测时，声束与未焊透缺陷的相对位置关系变化不大，所以波幅和波形相对稳定。在探头环绕和转动检测过程中，波幅先增大后减小，并且当探头转到一定角度时，可能检测不到缺陷波。这是因为未焊透缺陷具有一定的方向性，当声束垂直于未焊透面时，反射波最强，波幅增大；随着探头转动，声束与未焊透面的夹角逐渐增大，当超过一定角度时，声束无法有效反射，就检测不到缺陷波了。在探头前后检测过程中，波形刚开始出现和快消失的时候波幅略有下降，原因与未熔合缺陷类似，是由于检测起始和结束阶段声束与未焊透缺陷的作用变化导致的。比如在检测厚板对接焊缝时，如果发现这样的波形特征，就可能存在未焊透缺陷。

裂纹：当探头左右移动时，裂纹缺陷的波形变化毫无规律，波幅变动剧烈，波宽变化也较大，并且波形呈现多峰、陡峭的形态，上升和下降时间没有规则变化。这是因为裂纹的形状不规则，表面粗糙，存在许多凹凸不平的地方，超声波在裂纹表面反射时，会产生复杂的反射、散射和干涉现象，导致波幅和波形的剧烈变化。当探头转动和环绕检测时，当探头转到一定角度检测不到缺陷波，并且在探头检测方向与缺陷反射面垂直的时候所检测的波形波幅最大，离开垂直角度时波幅逐渐减小。这是因为裂纹具有明显的方向性，只有当声束垂直于裂纹面时，才能获得最强的反射波；当声束偏离垂直方向时，反射波迅速减弱，当角度超过一定范围时，就无法检测到缺陷波了。探头前后检测时，波幅在波形出现到消失的过程中略有减小，且在过程中波幅也是变化不断。