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浅析如何提高焊接接头探伤质量

摘要：本文就钢轨焊接接头探伤时存在的问题；探伤时漏伤﹑误伤的危害；如何提高探伤质量等问题进行了阐述。
关键词：钢轨探伤 耦合剂 探伤仪灵敏度 棱角波 焊筋波 漏伤 误伤
概述：
近年来，随着铁路建设的快速发展，无缝铁路的大量铺设，全路各局相继开通了时速300 km /h的高速线路，在机车车辆技术提高的同时,对线路基础提出了更高的要求,特别是无缝线路的焊接接头质量的好坏直接影响行车的安全。由于我局使用的Gaas80/700焊机使用时间过长，焊机大多数部件老化，焊机各项性能普遍下降，因此造成部分钢轨焊接接头存在焊接缺陷；例如灰斑、未焊透、夹渣、裂纹、气孔等。
钢轨探伤是检测焊接接头内部是否存在焊接缺陷及判定缺陷形状﹑大小的一项重要工序，是为焊接质量把关的一道重要屏障。但是，由于受探伤条件、探伤仪器灵敏度、探伤人员业务水平、工作经验及责任心等方面的制约，经常存在“漏探”和“误伤”现象。在探伤时有焊接缺陷的接头没有探测出来，这就是所谓的“漏探 ”。在判定伤损时，不能排除其他各种表面反射波的干扰，把无伤接头误判为伤头，这就是所谓的“误伤”。
漏探的焊接接头出厂，铺设到无缝线路上，会造成断轨，给人民生命财产带来不可估量的损失；另外，大量误伤的焊接接头，会造成人力、物力的大量浪费。下面对漏伤及误伤造成的危害，进行简单的分析。
一、漏伤及误伤造成的危害。
1、存在气孔、夹渣等体积状伤损的焊接接头，如果漏探铺设到线路上，经过列车的反复碾压，焊接接头经受无数次疲劳拉伸后，这些体积状伤损逐渐扩展，形成核伤，最终导致断轨。
2、存在灰斑、裂纹等面积缺陷的焊接接头，如果漏探铺设到线路上，断轨的几率更高，尤其是轨底角部位存在灰斑、裂纹等缺陷，焊接接头的韧性及强度降低一半以上。
3、总之，无论何种形态的伤损，如果漏探，铺设到线路，最终都会导致断轨。
4、我们经过仔细计算过，每误伤一个焊接接头，大约损失500元左右；我们统计，2004年至2006这三年，平均每年我们都有100多个误伤的焊接接头，每年直接损失达5 万元左右

二、漏伤及误伤产生的原因。
下面结合我局目前的生产情况，对探伤时存在漏伤及误伤产生的原因进行简单的分析。
1﹑焊缝打磨质量不合格，达不到探伤要求。
① 焊缝部位在探伤前，进行打磨处理时，钢轨表面打磨比较粗糙，凹凸不平；或是由于打磨长度﹑宽度不够没有达到探伤要求。致使探伤仪探头与钢轨表面耦合不好，探伤灵敏度明显下降，有些伤损无法探测到，造成漏伤。见图1(图1为漏伤的焊接接头断面)

图1 (轨底上鄂有6mm2未焊透缺陷,见颜色深处)
②焊缝处,焊瘤打磨不彻底,经常有一些小的焊瘤存在或打磨出尖角。探伤时，超声波折射到这些部位，经常会形成一定的反射波，这就是所谓的“棱角波”和“焊筋波”。这些反射波和伤波混淆在一起，造成误判。见图 2（“棱角波”在探伤仪上的波形）；图3（误判焊接接头断面）

图2 图3（断口呈撕裂状，无缺陷）
2、探伤时，耦合剂使用不当，容易造成漏探现象。
以往，我们使用的探伤耦合剂是黄油和液压油。这样，在探伤时，探头和钢轨表面耦合效果不理想，造成探伤灵敏度下降，容易使某些焊接缺陷被漏探。
3﹑焊缝热处理不过关，探伤时容易造成误探现象。
由于车间原来的正火工位，使用的线圈较大，并且是单频正火，轨底角正火温度不达标(小于700℃)，致使焊接接头容易产生晶粒粗大的低温奥氏体组织，探伤时晶粒间容易产生回波，造成误判伤。
4﹑探伤人员对焊缝个别区域探伤的重视程度不够且探伤方法单一。
因焊接接头轨底角比较薄弱并且以往焊缝伤损多发生在轨底﹑轨底角和轨腰三个区域，很少产生在轨顶区域。因此是我们对轨顶区域探伤不够重视，对焊缝轨顶区域只采用700探头进行一次扫查，未使用直探头进行复查，致使探伤时存在探头盲区，有漏伤可能。
5﹑伤头档案建立不全。
我们以前只对个别伤头建立了档案，并且档案内容不全面，缺少伤头断面标本。另外，我们对有典型焊接缺陷的落锤断口没能进行保留并建立档案。由于对伤头档案建立不全面，使探伤人员不能对比焊缝伤损大小及位置，从而探伤人员水平得不到很好的提高。
针对以上以上原因我们采取了如下措施：

三、解决措施
1﹑粗磨工位人员严格执行作业标准，特别要求轨底上下表面焊缝处打磨宽度40mm（自轨底边缘）,长度300mm，同时粗糙度Ra的最大允许值为12.5vm；另外，焊瘤要求打磨平滑。使探头与钢轨表面耦合良好，并且避免了“焊筋波”“棱角波”的产生。从而最大限度的减少了漏伤和误判的几率。
2﹑ 我们引进双中频正火设备后，有效地提高了轨底角的加热温度（800℃以上），细化了晶粒组织从而消除了晶粒间的探伤反射波，减少了探伤误判率。
3﹑探伤工在探伤作业中，认真对钢轨焊缝全断面各部位进行探伤扫查，对轨顶面采用直探头和斜探头联合扫查，消除探伤盲区，从而减少漏伤几率。
4﹑建立完整的伤头档案。要求车间对以后探出的伤头和有典型焊接缺陷的落锤断口建立完整的档案（包括波形，断面和记录）。并定期对伤损进行归类和总结，从中找出规律，以利于探伤人员增长见识，提高判伤能力。
5﹑采用医用耦合剂，作为探伤耦合剂，增加探伤时探头和钢轨表面的耦合效果，增加了探伤的灵敏度，大大减小了漏伤的几率。

经过以上一系列的整改，我们在探伤方面取得了一定的效果，漏伤，误伤几率明显减少。

参考文献：1﹑王志中 主编的<<钢轨焊接工>> 中国铁道出版社
2 ﹑中华人民共和国铁道行业标准 <<钢轨焊接:闪光焊接>> 铁道部