TOFD缺陷的图谱判别举例

1.单个缺陷图谱

①点状缺陷：

点状缺陷（如气孔等）在侧向波信号与底波信号图像之间显示为单一多周期点图（如下图）

。点状缺陷通常显示一个TOFD信号图像，因缺陷高度小于脉冲宽度，点状缺陷图像常呈抛物线形，信号图像尾部向底面坠落。

②底面开口缺陷：

工件底面开口缺陷（如根部单侧未熔合等）的TOFD图谱特点是：有连续不断的表面侧向波图像；底面反射信号在相关区段呈间断或中断现象（明显程度取决于底面开口缺陷尺寸）（如下图）。

③表面开口缺陷：

工件表面开口缺陷（如焊趾裂纹等）的TOFD侧向波图像受干扰，侧向波信号在相关区段被缺陷切断（如下图）。因此根据TOFD侧向波图像特征，即可判断缺陷是否表面开口。有表面开口缺陷的下端波衍射信号图像位置，即可测定缺陷深度。若工件表面缺陷不开口，即仅为近表面缺陷，则侧向波信号图像不间断。若此近表面缺陷深度较浅，即小于侧向波脉冲宽度或仅几微米深，则用TOFD检测有可能发现不了。此时，也可能显示一群由点状缺陷产生的信号图像。

④壁厚中部缺陷：

壁厚中部缺陷（如中心未焊透等）的TOFD图谱有完整的侧向波和底波信号图像，并有缺陷上端部和下端部的衍射信号图像（如下图）。缺陷上端部的回波信号描述实际缺陷的轮廓，呈白-黑-白图像；而下端部信号呈黑-白-黑图像，缺陷高度易于从黑-白图像上直接读出。另外还可看到，在缺陷上端部衍射回波左侧，常出现双曲线图像，类似于点状缺陷图的点状缺陷效应，这对缺陷端部取点和准确侧长恨有利。

若内部缺陷较浅（即板厚方向高度较小），小于换能器脉冲宽度，则该缺陷上下端部信号难以分开，故缺陷上下端部难以识别，因此检测人员只能判断该缺陷小于脉冲宽度。

⑤根部未焊透：

根部未焊透也属于底部开口缺陷。但这种缺陷会给出很强的衍射信号（或更正确地说是反射信号），与底波信号反相（如下图所示）。但不管是衍射信号还是反射信号，对TOFD特性并不重要，即使底波信号有扰动，在整个缺陷两侧还是能看到底波图像。通常，TOFD会重点突出点状小缺陷，而这种小缺陷用常规的横波脉冲回波法检测往往会漏检。

⑥根部内凹：

根部内凹类似于根部未焊透。在TOFD图像中可见缺陷上端部，一般与实际形状相仿（如下图）。底波信号图像会在相关区段出现扰动现象。

⑦侧面未熔合：

侧面未熔合类似于壁厚中部缺陷，但有两点不同：A.该缺陷方向倾斜，沿坡口熔合面伸展，TOFD能有效成像，而与缺陷方向无关；B.该缺陷因位置关系，上端部信号有部分被埋在侧向波中，但缺陷上端部信号仍可被发现，这是由于侧向波信号幅度明显增强，否则TOFD检测人员就不能对缺陷准确测深（如下图）。

⑧密集气孔：

密集气孔呈现一系列幅度各异的双曲线，类似于一群点状缺陷（如下图）。因各气孔靠得很近，TOFD双曲线图像会出现层峦叠翠，鳞次栉比的现象。

⑨横向裂纹：

横向裂纹类似单个点状缺陷，其TOFD图像显示为典型的双曲线（如下图）。通常，用TOFD法不可能将横向裂纹与近表面密集气孔区分开来，一般还需做有针对性的补充检测，如将探头对沿焊缝轴线方向，直接置于余高磨平焊缝表面，做平行于声束方向的扫查。

⑩层间未熔合：

层间未熔合在壁厚中部显示单个高幅度信号（如下图）。若信号图像相对较长，则很容易与密集气孔或点源区分开；否则，该缺陷的上下端部很难区分。注意，侧向波会有相位变化。层间未熔合信号一般是良性的。

2.多种缺陷谱图

以下为对接接头中多种缺陷同时存在时的图谱示例。

①多种缺陷1

如图所示试板焊缝中存在四种缺陷：根部裂纹、坡口面未熔合、条状夹渣和根部单侧未熔合。当用TOFD法检测时，其显示的图谱有以下特征：

A.条状夹渣和坡口面未熔合图像显示清晰；

B.根部未熔合图像不易识别，这是因为尽管缺陷回扰动底波信号显示，但若不仔细观察，容易漏评。

C.根部裂纹由于底面盲区的存在，总是难以发现，需要辅以其他超声探头作补充检测。

TOFD法对检测壁厚中部缺陷的检测和定量具有独特的优点，但对近底面或近表面存在的小缺陷，也有漏检的局限性。

②多种缺陷2

下图是含有多种缺陷的焊接试板2的TOFD检测图谱。有图可见：

A.焊接试板中的四种缺陷（根部未熔合、焊趾裂纹、密集气孔、坡口面未熔合）均被检出；

B.根部未熔合因深度较大，D扫描显示清晰。底面信号扰动图像和缺陷上端部信号图像均清晰显示；

C.焊趾裂纹图像清晰可见，因侧向波信号图像全被阻断，且有缺陷下端部衍射信号图像显示。无论是表面焊趾裂纹或根部未熔合，均可根据侧向波或底波信号图像的扰动来判明缺陷在工件表面或底面有开口特征；

D.密集气孔呈现一系列信号图像。仅用TOFD扫描显示，一般较难正确表征，因为有可能判其为夹渣，也可能判其为平面状缺陷；

E.侧面未熔合图像清晰可见，易于定量。