一种用于U肋双侧角焊缝的超声相控阵检测方法技术

本发明专利技术提供了一种用于U肋双侧角焊缝的超声相控阵检测方法，所述双侧包括U肋内侧及外侧，所述检测方法包括如下步骤：采用超声相控阵探头在U肋腹板的外侧表面移动扫查；采用缺陷信号图像端点读值法，读取并获得角焊缝中缺陷信号图像的信息。本发明专利技术可检测得出U肋内外双侧角焊缝的未熔透高度及焊接质量缺陷，避免了现有检测方法受U肋结构尺寸的限制只能检测U肋外侧部分角焊缝的问题。本发明专利技术实现了对U肋角焊缝双侧焊的无损检测，充分地保证了U肋焊缝的焊接质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钢结构桥梁制造技术，尤其涉及一种用于U肋双侧角焊缝的超声相控阵检测方法。
技术介绍
正交异性钢桥面板具有轻量化与快速施工优势，在大跨径桥梁上被广泛采用，但因车载载荷及结构细节应力集中影响，各类疲劳开裂问题突出，一直困扰着桥梁工程建设者们。而桥面板疲劳问题的焊缝主要表现在U肋焊缝，U肋焊缝的有效熔深及焊缝内部质量直接影响其疲劳性能。目前国内外对钢箱梁桥面板U肋的无损检测主要是采用磁粉探伤，磁粉检测是针对表面和近表面缺陷的检测手段，无法识别内部缺陷。然而U肋角焊缝生产的技术规范中对焊缝内部质量提出了比较具体的要求，熔深不低于板厚的80％，熔深范围内不允许有超标缺陷。使用常规超声UT或射线RT技术对角焊缝进行熔深测量时难度很大且精度不高。UT检测很难辨别未焊透顶端信号与其他缺陷信号或几何反射信号，分辨力较差。且对未焊透的测量依赖波幅法，定量精度较差，基本不能满足桥梁中对于测量精度的要求。RT技术由于需要背面贴片，施工难度极大，工作效率低，很难满足工程进度的需要，成本也高，另一方面，该处透照厚度差大，故成像质量差，灵敏度低，不宜采用。而且，现有技术中也没有研究针对U肋双侧角焊缝的检测方法。
技术实现思路
针对现有技术中的上述问题，本专利技术的主要目的在于提供一种用于U肋双侧角焊缝的超声相控阵检测方法，通过本专利技术方法，仅在U肋外侧进行探伤扫查，即能检测U肋角焊缝双侧焊的内部缺陷，且准确度高。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种用于U肋双侧角焊缝的超声相控阵检测方法，所述双侧包括U肋内侧及外侧，包括如下步骤：采用超声相控阵探头在U肋腹板的外侧表面移动扫查；采用缺陷信号图像端点读值法，读取并获得角焊缝中缺陷信号图像的信息。作为进一步的优选，所述缺陷信号图像包括未焊透、未熔合、气孔或裂纹缺陷。作为进一步的优选，获得未焊透缺陷信号图像的信息包括：读取缺陷信号图像两个端点的深度值；取两个端点深度值的差值即为U肋双侧角焊缝的未熔透高度值。作为进一步的优选，U肋板厚除去所述未熔透高度值即为U肋焊缝熔深。作为进一步的优选，所述相控阵探头的频率为5-10MHZ，晶片数为16或32，晶片间距为0.31mm。作为进一步的优选，所述相控阵探头沿着U肋外侧角焊缝焊道的方向移动。作为进一步的优选，还包括：采用超声相控阵探头在角焊缝表面扫查以检测横向裂纹。作为进一步的优选，所述探头沿着U肋外侧角焊缝焊道的方向移动。作为进一步的优选，所述相控阵探头的频率为5-10MHZ，晶片数为16或32，晶片间距为0.4mm，楔块宽度为8-12mm。作为进一步的优选，所述超声相控阵设备的型号为PHOSORXS。作为进一步的优选，所述U肋双侧角焊缝包括在U肋外侧与刚箱梁面板或底板的交接处焊接角焊缝，以及在U肋内侧与刚箱梁面板或底板的交接处焊接角焊缝。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术采用超声相控阵探头扫查，且仅在U肋外侧进行，并通过缺陷信号图像端点读值法，读取并获得角焊缝中缺陷信号图像的位置及信息，因而可检测得出U肋内外双侧角焊缝的熔深等焊接质量缺陷，避免了现有检测方法受U肋结构尺寸的限制只能检测U肋外侧部分角焊缝的问题。实现了对U肋角焊缝双侧焊的无损检测，充分地保证了U肋焊缝的焊接质量。(2)另外，本专利技术可采用合适的超声相控阵探头在角焊缝表面扫查以检测出横向裂纹，而常规的检测方法一般只能检测出纵向裂纹。(3)本专利技术检测的结果读数直观、准确度高，实用性强。附图说明图1为本专利技术实施例1采用超声相控阵检测方法检测U肋双侧角焊缝熔深的方法流程示意图。图2为本专利技术实施例1采用超声相控阵检测方法检测U肋双侧角焊缝熔深的使用状态示意图。图3为本专利技术实施例1采用超声相控阵检测方法检测U肋双侧角焊缝熔深的探头移动状态示意图。图4为本专利技术实施例1采用超声相控阵检测未熔透高度的读值方法示意图。图5为本专利技术实施例3采用超声相控阵检测方法检测U肋双侧角焊缝横向裂纹的使用状态示意图。图6为本专利技术实施例3采用超声相控阵检测方法检测U肋双侧角焊缝横向裂纹的探头移动状态示意图。图7为本专利技术实施例3检测得到的横向裂纹特征缺陷信号示意图。附图中的标记说明如下：1-桥面板、2-U肋腹板、3-U肋外侧、4-U肋内侧、5-相控阵探头，6-焊道。具体实施方式本专利技术通过提供一种用于U肋双侧角焊缝的超声相控阵检测方法，解决了现有技术无法检测U肋双侧角焊缝缺陷的问题。为了解决上述缺陷，本专利技术实施例的主要思路如下：本专利技术实施例用于U肋双侧角焊缝的超声相控阵检测方法，所述双侧包括U肋内侧及外侧，所述检测方法包括如下步骤：采用超声相控阵探头在U肋腹板的外侧表面移动扫查；采用缺陷信号图像端点读值法，读取并获得角焊缝中缺陷信号图像的信息。所述移动扫查的过程即采用超声相控探伤的过程，超声相控阵发射多个角度的超声波声束进行焊缝检测。如何准确地找到各类缺陷的位置及信息，需要利用仪器的原理与性能，采用合适的方法从信号图像中读值。相控阵技术利用多声束扫查成像，能够通过图像的形式直接显示检测结果，屏幕上某个缺陷的显示图像具有连续性，色彩的深浅代表不同声束角度回波信号的强弱。通常做法为，确定回波信号最大处即认为是缺陷所处的位置，将光标置于缺陷显示图像的中间，从中读值。所述缺陷信号图像包括未焊透、未熔合、气孔或裂纹等缺陷。现有的U肋板单元大都是单侧角焊缝，对于U肋角焊缝双侧焊技术中(即除了在U肋外侧与刚箱梁面板(底板)的交接处熔透角焊缝，可在U肋内侧与面板(底板)的交接处增加一道角焊缝，内外双侧焊缝均在U肋厚板中有一定的熔深)角焊缝的熔深还未有进一步研究，而现有检测方法只能检测外侧部分熔透角焊缝的熔深，因此现有技术不能满足双侧焊的使用需求，无法检测U肋角焊缝双侧焊熔深等缺陷。而且受U肋结构尺寸的限制，超声探伤仅能在U肋外侧进行。另外，U肋角焊缝横向裂纹通常垂直于上表面，对于垂直方向的裂纹常规超声入射到裂纹表面后大部分超声波会发生折射，反射回探头的能量非常弱，再加上横向裂纹具体哪个角度能得到较强信号都具有很强的随机性，因此常规超声检测方法很难检测横向裂纹。本专利技术实施例通过超声相控阵多个角度同时扫查焊缝，肯定有一些角度能够接收到较强横向裂纹的反射信号，加上超声相控阵的灵敏度非常高，使超声相控阵能够容易检测出横向裂纹，并且精确测量出裂纹自身高度。超声相控阵检测U肋角焊缝的关键技术在于专用相控阵探头的设计选用，以及具体的扫查方法与焊接裂纹的判别方法。为了让本专利技术之上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举数实施例，来说明本专利技术所述之用于U肋双侧角焊缝的超声相控阵检测方法。实施例1如图1所示，本专利技术实施例1采用超声相控阵检测方法检测U肋双侧角焊缝熔深的方法，包括如下步骤：S101:采用超声相控阵探头在U肋腹板的外侧表面移动扫查；S102:采用缺陷信号图像端点读值法，读取缺陷信号图像两个端点的深度值；S103:取两个端点深度值的差值即为U肋双侧角焊缝的未熔透高度值；S104:U肋板厚除去所述未熔透高度值即为U肋焊缝熔深。图2为本专利技术实施例1采用超声相控阵检测方法检测U肋双侧角焊缝熔深的使用状态示意图。如图3所示，所述相控阵探头在U肋腹板的外侧表面上沿着U肋外侧角焊缝焊道的方向移动。本专利技术实施例1采用GE检测公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于U肋双侧角焊缝的超声相控阵检测方法，其特征在于：所述双侧包括U肋内侧及外侧，所述检测方法包括如下步骤：采用超声相控阵探头在U肋腹板的外侧表面移动扫查；采用缺陷信号图像端点读值法，读取并获得角焊缝中缺陷信号图像的信息。

【技术特征摘要】
1.一种用于U肋双侧角焊缝的超声相控阵检测方法，其特征在于：所述双侧包括U肋内侧及外侧，所述检测方法包括如下步骤：采用超声相控阵探头在U肋腹板的外侧表面移动扫查；采用缺陷信号图像端点读值法，读取并获得角焊缝中缺陷信号图像的信息。2.根据权利要求1所述的用于U肋双侧角焊缝的超声相控阵检测方法，其特征在于：所述缺陷信号图像包括未焊透、未熔合、气孔或裂纹缺陷。3.根据权利要求2所述的用于U肋双侧角焊缝的超声相控阵检测方法，其特征在于：获得未焊透缺陷信号图像的信息包括：读取缺陷信号图像两个端点的深度值；取两个端点深度值的差值即为U肋双侧角焊缝的未熔透高度值。4.根据权利要求3所述的用于U肋双侧角焊缝的超声相控阵检测方法，其特征在于：U肋板厚除去所述未熔透高度值为U肋焊缝熔深。5.根据权利要求3所述的用于U肋双侧角焊缝的超声相控阵检测方法，其特征在于：所述相...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华，李立明，孙雅洲，吴跃波，万仲恒，高兴，郭萍萍，黄峰，
申请(专利权)人：武船重型工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42