在役桥梁双面全熔透U肋角焊缝检测技术研究

常规超声检测方法难以检测在役桥梁双面全熔透U肋角焊缝,为提高此类焊缝的检测效率和检测精度,引入超声相控阵检测技术,利用自动扫查装置夹持2个超声相控阵换能器并置于焊缝两侧,采取扇扫描方式进行沿线扫查。首先,根据实际桥梁所用材料和焊接工艺,设计并加工模拟试样;然后,基于模拟试样制定超声相控阵检测方案和对比试验方案,验证超声相控阵检测方案的可行性;最后,对在役桥梁双面全熔透U肋角焊缝进行检测和分析。结果表明:超声相控阵检测技术可以有效地检出常规超声检测方式难以检测的U肋内侧焊缝焊偏及未焊满缺陷,对根部未熔合和夹杂等典型缺陷也有很好的检出能力,可有效提高在役桥梁双面全熔透U肋角焊缝缺陷的检测效率和检测精度,缺陷尺寸测量误差小于3%。

桥梁钢箱梁U肋角焊缝的相控阵检测

为了解决桥梁钢箱梁U肋角焊缝中疲劳裂纹的检测问题,针对U肋角焊缝疲劳裂纹特点进行了研究。通过分析疲劳裂纹成因及各类无损检测方法的特点,可知采用超声相控阵检测U肋角焊缝较为合适。为了验证超声相控阵检测U肋角焊缝疲劳裂纹的可行性,先通过仿真软件建立U肋角焊缝截面模型并模拟声束覆盖,在此基础上制作一套带有人工缺陷的U肋角焊缝试块进行室内验证,最后应用于某桥梁的现场检测实践上。结果表明:超声相控阵在U肋角焊缝疲劳裂纹的检测上十分有效,能有效减小U肋角焊缝疲劳裂纹的检测盲区,降低疲劳裂纹的漏检率。

基于相控阵全聚焦3D技术的钢箱梁U肋角焊缝检测试验研究

针对钢箱梁U肋角焊缝常规超声检测结果显示不直观、评判专业性强、检测效率低等问题,提出采用相控阵全聚焦3D技术进行检测试验研究,重点阐述全聚焦检测技术原理、钢箱梁U肋角焊缝检测位置设计和声场覆盖分析。通过对钢箱梁U肋角焊缝三个检测位置结果对比分析,在翼板外侧检测位置检测时最理想,焊缝熔深测量精度最高,翼板内侧位置检测效果次之,腹板位置检测效果最差。实践表明,相控阵全聚焦3D技术可以快速评估钢箱梁U肋角焊缝的熔深,得出3D检测结果能够通透显示整个焊缝的内部情况,图像显示与缺陷真实尺寸接近,分辨率高,评估方便、快捷,具有较大实用价值。

用超声波相控阵检测钢箱梁桥面板U肋角焊缝熔深的试验研究

钢箱梁桥面板U肋与桥面板的连接焊缝属于薄板角焊缝,应用传统手工超声波检测手段对其熔深进行检测存在定位不准、判伤困难的技术难题。而超声波相控阵检测为U肋角焊缝熔深的检测提供了一种新的选择,该方法判伤准确,测量精度高,还可大幅提高检测效率。通过仿真模拟和对比试验,认为该方法可以应用于类似的薄板焊缝探伤。

U肋全熔透角焊缝超声波相控阵检测方法研究

为检测正交异性桥面板内、外双面焊U肋全熔透角焊缝的内部质量,结合其焊接接头构造特点,基于超声波相控阵技术,通过比选检测面、布置探头及扫查方式,创造性地提出在U肋面板侧实施单面双侧沿线扫查+扇扫描的检测方法。将相控阵探头在焊缝两侧等距离分布,探头沿焊缝长度方向自动移动,沿焊缝纵向保持直线扫查,利用探头的声束信号获取扫查数据,并采用多视图(A,B,S扫描视图)实现对U肋焊缝质量的分析,获得缺陷最大波幅值、定位缺陷水平位置及缺陷长度等信息,实桥验证表明该方法可较为准确地识别U肋全熔透角焊缝焊接接头内部缺陷。

港珠澳大桥U肋角焊缝超声相控阵探伤技术

为解决港珠澳大桥8 mm厚U肋角焊缝探伤问题,进行了U肋角焊缝超声相控阵探伤技术分析,通过焊接试件的探伤试验,考察了该焊缝超声相控阵探伤的检测精度,提出的U肋角焊缝的超声相控阵探伤检测及判定方法,可以指导港珠澳大桥U肋角焊缝的无损检验工作,同时为其它桥梁此类焊缝的无损检验提供借鉴。主要取得了以下两项成果:一是根据U肋角焊缝的缺陷特征,建立了焊缝探伤数学模型,并在此基础上提出了基于超声相控阵技术的缺陷信号图像端点读值法,简化了探伤检测过程,提高了检测精度;二是提出了基于检测误差的U肋角焊缝探伤判定方法,较好地解决了焊缝探伤中的漏判与误判问题。

U肋内角焊自动焊接系统龙门伺服报警问题研究

介绍了一种U肋内角焊自动焊接设备,并阐述了设备的龙门机械结构以及电气原理。收集了U肋内角焊自动焊接系统龙门报警发生的相关现象,分析了现象发生原因,并简述了针对性的解决方案或建议,对U肋内角焊自动焊接系统后期与新设备龙门的优化和改善提出了相关的建议和方案。

港珠澳大桥正交异性钢桥面板制作技术

针对港珠澳大桥长寿命的设计要求,对桥面板U形肋加工技术及桥面板自动化焊接技术进行研究,分析如何通过提高U形肋与桥面板的焊接质量和稳定性来提高正交异性钢桥面板的抗疲劳性能。U形肋的加工工序为:钢板校平→预处理→钢板切割→边缘加工→钻孔→坡口加工→压型。U形肋的组装、定位焊在专用机床上完成,定位焊由焊接机器人完成,突破了制约U形肋焊接熔深难于达到设计要求80%的瓶颈及焊接质量不稳定的难题。采用船位焊接技术,保证了焊缝外观成型,使桥面板与U形肋间连接焊缝的焊趾过渡更加平顺,应力集中大大降低。对U形肋角焊缝进行疲劳试验,结果表明采用新工艺后U形肋焊缝的抗疲劳性能大幅提升。

正交异性钢桥面板疲劳裂纹的超声相控阵检测和定量

介绍超声相控阵技术在道桥在役监测上的应用。疲劳裂纹存在于钢桥桥面板与U形肋之间的焊缝中。这些裂纹始于焊缝根部,无法用目视检测直接观察,需用超声检测或其他适当的体积NDT法检测。这里介绍用相控阵超声检测法来检出和定量这些疲劳裂纹的实例。该法可检测出桥面板厚度方向和角焊缝厚度方向的疲劳裂纹。研发的扫查设备和专制的实物试样,验证了对疲劳裂纹的可检性和定量能力。用这套NDT系统对车辆载荷在役桥梁进行检测,验证了对实际裂纹的可检性。