ICS 25.160.40 J33
JB
中华人民共和国机械行业标准
JB/T13767—2020
焊缝无损检测 金属薄板激光焊搭接接头
超声波检测
Non-destructive testing of welds - Ultrasonic testing of laser over-lap weld of
metal sheets
2021-01-01实施
2020-04-16发布
中华人民共和国工业和信息化部发布 JB/T13767—2020
目 次
前言. 1范围， 2规范性引用文件， 3检测方法 4人员资格... 5检测要求... 6检测系统及试块 7检测程序.. 8检测结果测量方法， 9质量要求.. 10检测报告.. 附录A（规范性附录）超声检测系统性能要求与检测方法附录B（资料性附录） 板波探头声场检测方法附录C（规范性附录）对比试块
A
12 14
图1 激光搭接焊缝平行扫查法检测及扫描结果示意图，图2C扫描法示意图及焊缝熔宽测量方法示意图... 图B.1脉冲反射法检测装置的示意图.. 图B.2 试块示意图.... 图B.3 探头声场分布色阶图.. 图c.1 模拟焊缝的熔宽对比试块示意图. 图C.2- ·间断未熔合对比试块示意图图C.3 间断未熔合制作示意图
2 .3 12 ..12 13 ...14 15 15 JB/T137672020
前 言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国焊接标准化技术委员会（SAC/TC55）归口。 本标准起草单位：中车青岛四方机车车辆股份有限公司、中国科学院金属研究所、上海材料研究
所、大族激光科技产业集团股份有限公司、上海市激光技术研究所、爱德森（厦门）电子有限公司、硕德（北京）科技有限公司。
本标准主要起草人：韩晓辉、蔡桂喜、王滨、周庆祥、刘芳、翟莲娜、李广凯、陈焱、王健超、吴晓瑜、香勇、彭波、冯建国。
本标准为首次发布。
II JB/T13767—2020
焊缝无损检测金属薄板激光焊搭接接头超声波检测
1范围
本标准规定了金属薄板激光焊搭接接头（以下简称激光焊搭接接头）超声检测方法、人员资格、检测要求、检测系统及试块、检测程序、检测结果测量方法、质量要求、检测报告。
本标准适用于检测板厚不大于3mm的激光焊搭接接头层叠板间熔合界面的虚焊和未熔合。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T9445无损检测人员资格鉴定与认证 GB/T11345焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定 JB/T10061A型脉冲反射式超声探伤仪通用技术条件 JB/T10062超声探伤用探头性能测试方法
3检测方法
3.1一般原则
激光焊搭接接头主要依靠两层板间的熔合界面承载工作载荷，因此需要对激光焊搭接接头的熔合界面状态（熔宽，未熔合或虚焊的位置、尺寸、分布）进行检查和测试。可用两种超声方法进行检测： - 种是声束在板内垂直于焊缝、扫查方向平行于焊缝长度方向的检测方法（简称平行扫查法）；另一种是对焊缝区域进行局部水浸纵波C扫描的检测方法（简称C扫描法）。平行扫查法适用于对激光焊搭接接头熔合状况进行快速检测或筛查，C扫描法可测量熔宽、未熔合长度等，适用于对激光焊搭接接头熔合面进行成像检测。
注：平行扫查法采用SO模态进行接触时，回波幅度与熔宽具有线性关系，但由于受耦合不够稳定的影响，对熔宽
的定量检测不够准确。
3.2 2平行扫查法
选用合适的板波探头置于激光焊搭接接头施焊侧的背面，使超声声束垂直于激光焊缝，带有编码器的探头扫查装置平行于焊缝进行直线扫查。通过计算机将探头平行于焊缝扫查获得的A扫信号进行记录或进行B扫成像，并用闸门将焊缝回波幅度记录为平行扫查信号记录图，由B扫图形或平行扫查信号记录图下的移动距离标尺确定未熔合的位置和长度，
平行扫查法示意图如图1a）所示：采用反射式板波探头，向待检焊缝发射超声波，经焊缝反射后接收到焊缝回波信号，同时接收到下层板的端头信号和上层板的端头信号【见图1b）]；利用带编码器的扫查装置平行于焊缝扫查，在超声检测仪上对焊缝回波信号设置闸门，并对闸门内信号进行平行扫查信号记录。在记录图中，若未见或只有较小幅度的焊缝信号，则表明两层板未熔合或熔合不良，如图1c）所示。
1 JB/T13767—2020
上层金属板
检测面
激光焊缝
施焊侧
扫查方向
板波探头
下层金属板
a)平行扫查法检测示意图
瑞头回动
焊缝
回波信 波信号
号
回波位置 b)反射式A扫描信号示意图
焊接良好
未熔合
扫查位置 c)平行扫查信号（焊接良好和未熔合）记录示意图
扫查位置
图1激光搭接焊缝平行扫查法检测及扫描结果示意图
3.3C扫描法
C扫描法检测示意图如图2a）所示：采用高频水浸聚焦超声探头，检测面为激光焊搭接接头施焊
侧的背面，垂直于金属板表面进行X-Y扫描检测。探头在两轴（X-Y）运动平台的驱动下进行扫查，探头扫查范围足够涵盖焊缝区域，在无焊缝的区域，入射超声波在上层金属板的下表面产生反射回波；在焊缝处，入射超声波将越过上层金属板的下表面，经焊缝在下层金属板的下表面产生反射回波。扫查范围内的超声回波信号经处理形成C扫描图像。
提取超声波在上层金属板下表面产生的反射回波的最大幅值作为特征值。在无焊缝区域，该特征值较大；在焊缝处，超声波则通过焊缝继续向下层金属板传播，则该特征值较小，如图2b）所示。根据沿垂直于焊缝方向所形成的特征值曲线就可测量熔宽，如图2c）所示。根据C扫描图像，可以测得激光焊缝熔宽及未熔合等的尺寸。
2 JB/T13767-2020
扫查轨迹
激光焊缝
高频水浸聚焦超声探头
a)C扫描法检测示意图
上层金属板次回波信号 (特征值)
下层金属板一次回波信
号
界面 > 波
界面波
信
下层金属板二次回波信
上层金属板二次回波信
（特征值)
号
扫查位置
扫查位置
焊缝区扫描结果
无焊缝区扫描结果
b)C扫描法检测特征值信号示意图
YI
熔宽
特征值闸门
扫查距离X
c)熔宽测量示意图
图2 2C扫描法示意图及焊缝熔宽测量方法示意图
4人员资格
按照本标准实施检测的人员，应按照GB/T9445或合同各方同意的体系进行资格鉴定与认证，并由雇主或其代理对其进行岗位培训和操作授权。
5检测要求
5.1检测场所环境要求
应避免在强光、强磁场、强振动、腐蚀性气体、严重粉尘等场所实施检测，以减小对检测设备稳定性或检测人员可靠观察的影响。检测场所的温度及湿度应在仪器、设备所允许的工作范围内。
3 JB/T137672020
5.2检测面要求
以激光焊搭接接头施焊侧的背面为检测面，探头移动区域内应平整光滑，无影响探头移动和探头耦合的阻碍物，例如毛刺、灰尘等。如有以上情况，应用适当的方法清除，以满足检测要求。 5.3检测区域
按图样或技术要求的规定确定被检焊缝及其检测比例。同一条焊缝分段检测时，检测区域应有相互
重叠区，重叠区长度：15mm~20mm。 5.4耦合剂—用压电换能器时
应采用有效且适用于工件的声耦合介质作为超声耦合剂，如可采用无气泡的清净水做耦合剂。如需
添加防腐剂或润湿剂，均不得对受检金属板及设备有所损害。选用的耦合剂应在一定的温度范围内保证稳定可靠的耦合。实际检测所采用的耦合剂应与检测灵敏度设置和系统校验时的耦合剂相同。 5.5检测时机
焊缝一般应冷却至室温后进行检测。
6检测系统及试块
6.1检测系统 6.1.1总则
检测系统由超声检测仪、探头、计算机及软件、扫查装置等组成，检测系统性能要求与检测方法见附录A。
6.1.2超声检测仪
超声检测仪应符合JB/T10061或GB/T11345的要求，宜在使用期限内每隔12个月校准一次。 6.1.3探头
平行扫查法宜采用5MHz聚焦板波探头，使用前宜参照附录B规定的方法检测探头焦区长度和声束宽度，焦区长度应满足探头前沿距焊缝的检测距离要求，声束宽度宜小于5mm；C扫描法应采用高频水浸聚焦超声探头，使用前应按JB/T10062规定的性能测试方法进行测试，探头频率宜不小于20MHz，焦距宜不大于30mm。 6.1.4计算机及软件
检测系统对计算机及软件的要求如下： a）信号数字化采样速率宜不小于150MHz，分辨力应不小于8位。 b）成像系统内存及处理速度应能满足超声波成像的要求。 c）超声检测系统数据采集与数据传输速度应与超声波扫描速度相匹配。 d）超声平行扫查检测软件应有超声A扫描波形实时显示功能和自动存储功能，宜具有超声A扫描
信号回放、超声平行扫查检测结果回放功能，应具有通过移动标尺进行未熔合位置和长度测量的功能；超声C扫描检测系统应有超声A扫描波形实时采集功能和检测成像结果自动显示与存储功能，宜具有超声A扫描信号、超声C扫描检测结果回放功能，应具有通过移动标尺进行熔宽测量、未熔合位置和长度测量的功能
e）宜具有波形或图像放大功能，以便观察或测量某区域或位置的波形或图像。
4 JB/T13767—2020
6.1.5扫查装置 6.1.5.1平行扫查装置
扫查装置用于使探头在工件上沿着焊缝匀速直线扫查，在扫查过程中应保持探头前沿距焊缝的距离变化小于2mm。当采用液体耦合剂时，装置上宜具有保持耦合稳定的技术措施，如自适应探头架。
平行扫查装置的步距控制范围宜为0.5mm～2.0mm，精度要求为0.2mm。 6.1.5.2C扫描扫查装置
宜采用适宜于现场应用的便携式C扫描扫查装置对激光焊缝进行局部C扫描检测。 C扫描扫查装置用于使超声探头在工件上按规划的路线进行扫描，控制超声探头以稳定的声束入射
姿态在检测区域实施相对扫描运动，扫查数据上传计算机后，通过软件实现焊缝熔合面C扫图成像，检测完成后自动停止。
其运动控制系统平行于焊缝方向的扫查步距控制范围宜为0.1mm1.0mm，精度要求为0.1mm；垂直于焊缝方向的扫查步距控制范围宜为0.05mm0.10mm，精度要求为0.05mm。 6.2对比试块及其使用 6.2.1对比试块作用
对比试块为人工模拟焊缝，主要用于确定检测基准灵敏度、调节闸门的位置及扫描范围，以验证系统性能的有效性，并作为评定焊缝熔合质量的参考和保证检测结果的再现。 6.2.2对比试块材料要求
对对比试块的材料、表面状态及尺寸等要求如下： a）对比试块应采用与受检件成分及组织相近的材料来制作，以使其声学特性参数（如衰减、声速、
声阻抗等）与受检件相同或相近； b）对比试块表面应光滑、平整，声入射面表面粗糙度应与受检件的声入射面相同，否则需要进行
耦合补偿； c）对比试块应根据待检激光搭接焊缝种类及规格制作,对比试块制作方法要求见附录C。
6.2.3对比试块的使用
进行超声检测时，根据激光焊搭接接头焊接结构的规格及所需的熔宽或未熔合间断长度要求而选择
相近的对比试块，并将每个参考试块的平行扫查图和平行扫查曲线制成检测图谱，以便在实际检测工作中进行比对和校验。
7检测程序
7.1平行扫查法检测程序 7.1.1检测准备
选择合适的探头安装在探头扫查装置上，调整自适应探头架以保证探头耦合状态良好，在扫查过程中保持状态不变。 7.1.2扫查方法
将探头从焊缝一端开始，平行于焊缝匀速直线扫查，扫查步距宜为0.5mm～1.0mm。
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JB/T13767—2020
焊缝无损检测 金属薄板激光焊搭接接头
超声波检测
Non-destructive testing of welds - Ultrasonic testing of laser over-lap weld of
metal sheets
2021-01-01实施
2020-04-16发布
中华人民共和国工业和信息化部发布 JB/T13767—2020
目 次
前言. 1范围， 2规范性引用文件， 3检测方法 4人员资格... 5检测要求... 6检测系统及试块 7检测程序.. 8检测结果测量方法， 9质量要求.. 10检测报告.. 附录A（规范性附录）超声检测系统性能要求与检测方法附录B（资料性附录） 板波探头声场检测方法附录C（规范性附录）对比试块
A
12 14
图1 激光搭接焊缝平行扫查法检测及扫描结果示意图，图2C扫描法示意图及焊缝熔宽测量方法示意图... 图B.1脉冲反射法检测装置的示意图.. 图B.2 试块示意图.... 图B.3 探头声场分布色阶图.. 图c.1 模拟焊缝的熔宽对比试块示意图. 图C.2- ·间断未熔合对比试块示意图图C.3 间断未熔合制作示意图
2 .3 12 ..12 13 ...14 15 15 JB/T137672020
前 言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国焊接标准化技术委员会（SAC/TC55）归口。 本标准起草单位：中车青岛四方机车车辆股份有限公司、中国科学院金属研究所、上海材料研究
所、大族激光科技产业集团股份有限公司、上海市激光技术研究所、爱德森（厦门）电子有限公司、硕德（北京）科技有限公司。
本标准主要起草人：韩晓辉、蔡桂喜、王滨、周庆祥、刘芳、翟莲娜、李广凯、陈焱、王健超、吴晓瑜、香勇、彭波、冯建国。
本标准为首次发布。
II JB/T13767—2020
焊缝无损检测金属薄板激光焊搭接接头超声波检测
1范围
本标准规定了金属薄板激光焊搭接接头（以下简称激光焊搭接接头）超声检测方法、人员资格、检测要求、检测系统及试块、检测程序、检测结果测量方法、质量要求、检测报告。
本标准适用于检测板厚不大于3mm的激光焊搭接接头层叠板间熔合界面的虚焊和未熔合。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T9445无损检测人员资格鉴定与认证 GB/T11345焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定 JB/T10061A型脉冲反射式超声探伤仪通用技术条件 JB/T10062超声探伤用探头性能测试方法
3检测方法
3.1一般原则
激光焊搭接接头主要依靠两层板间的熔合界面承载工作载荷，因此需要对激光焊搭接接头的熔合界面状态（熔宽，未熔合或虚焊的位置、尺寸、分布）进行检查和测试。可用两种超声方法进行检测： - 种是声束在板内垂直于焊缝、扫查方向平行于焊缝长度方向的检测方法（简称平行扫查法）；另一种是对焊缝区域进行局部水浸纵波C扫描的检测方法（简称C扫描法）。平行扫查法适用于对激光焊搭接接头熔合状况进行快速检测或筛查，C扫描法可测量熔宽、未熔合长度等，适用于对激光焊搭接接头熔合面进行成像检测。
注：平行扫查法采用SO模态进行接触时，回波幅度与熔宽具有线性关系，但由于受耦合不够稳定的影响，对熔宽
的定量检测不够准确。
3.2 2平行扫查法
选用合适的板波探头置于激光焊搭接接头施焊侧的背面，使超声声束垂直于激光焊缝，带有编码器的探头扫查装置平行于焊缝进行直线扫查。通过计算机将探头平行于焊缝扫查获得的A扫信号进行记录或进行B扫成像，并用闸门将焊缝回波幅度记录为平行扫查信号记录图，由B扫图形或平行扫查信号记录图下的移动距离标尺确定未熔合的位置和长度，
平行扫查法示意图如图1a）所示：采用反射式板波探头，向待检焊缝发射超声波，经焊缝反射后接收到焊缝回波信号，同时接收到下层板的端头信号和上层板的端头信号【见图1b）]；利用带编码器的扫查装置平行于焊缝扫查，在超声检测仪上对焊缝回波信号设置闸门，并对闸门内信号进行平行扫查信号记录。在记录图中，若未见或只有较小幅度的焊缝信号，则表明两层板未熔合或熔合不良，如图1c）所示。
1 JB/T13767—2020
上层金属板
检测面
激光焊缝
施焊侧
扫查方向
板波探头
下层金属板
a)平行扫查法检测示意图
瑞头回动
焊缝
回波信 波信号
号
回波位置 b)反射式A扫描信号示意图
焊接良好
未熔合
扫查位置 c)平行扫查信号（焊接良好和未熔合）记录示意图
扫查位置
图1激光搭接焊缝平行扫查法检测及扫描结果示意图
3.3C扫描法
C扫描法检测示意图如图2a）所示：采用高频水浸聚焦超声探头，检测面为激光焊搭接接头施焊
侧的背面，垂直于金属板表面进行X-Y扫描检测。探头在两轴（X-Y）运动平台的驱动下进行扫查，探头扫查范围足够涵盖焊缝区域，在无焊缝的区域，入射超声波在上层金属板的下表面产生反射回波；在焊缝处，入射超声波将越过上层金属板的下表面，经焊缝在下层金属板的下表面产生反射回波。扫查范围内的超声回波信号经处理形成C扫描图像。
提取超声波在上层金属板下表面产生的反射回波的最大幅值作为特征值。在无焊缝区域，该特征值较大；在焊缝处，超声波则通过焊缝继续向下层金属板传播，则该特征值较小，如图2b）所示。根据沿垂直于焊缝方向所形成的特征值曲线就可测量熔宽，如图2c）所示。根据C扫描图像，可以测得激光焊缝熔宽及未熔合等的尺寸。
2 JB/T13767-2020
扫查轨迹
激光焊缝
高频水浸聚焦超声探头
a)C扫描法检测示意图
上层金属板次回波信号 (特征值)
下层金属板一次回波信
号
界面 > 波
界面波
信
下层金属板二次回波信
上层金属板二次回波信
（特征值)
号
扫查位置
扫查位置
焊缝区扫描结果
无焊缝区扫描结果
b)C扫描法检测特征值信号示意图
YI
熔宽
特征值闸门
扫查距离X
c)熔宽测量示意图
图2 2C扫描法示意图及焊缝熔宽测量方法示意图
4人员资格
按照本标准实施检测的人员，应按照GB/T9445或合同各方同意的体系进行资格鉴定与认证，并由雇主或其代理对其进行岗位培训和操作授权。
5检测要求
5.1检测场所环境要求
应避免在强光、强磁场、强振动、腐蚀性气体、严重粉尘等场所实施检测，以减小对检测设备稳定性或检测人员可靠观察的影响。检测场所的温度及湿度应在仪器、设备所允许的工作范围内。
3 JB/T137672020
5.2检测面要求
以激光焊搭接接头施焊侧的背面为检测面，探头移动区域内应平整光滑，无影响探头移动和探头耦合的阻碍物，例如毛刺、灰尘等。如有以上情况，应用适当的方法清除，以满足检测要求。 5.3检测区域
按图样或技术要求的规定确定被检焊缝及其检测比例。同一条焊缝分段检测时，检测区域应有相互
重叠区，重叠区长度：15mm~20mm。 5.4耦合剂—用压电换能器时
应采用有效且适用于工件的声耦合介质作为超声耦合剂，如可采用无气泡的清净水做耦合剂。如需
添加防腐剂或润湿剂，均不得对受检金属板及设备有所损害。选用的耦合剂应在一定的温度范围内保证稳定可靠的耦合。实际检测所采用的耦合剂应与检测灵敏度设置和系统校验时的耦合剂相同。 5.5检测时机
焊缝一般应冷却至室温后进行检测。
6检测系统及试块
6.1检测系统 6.1.1总则
检测系统由超声检测仪、探头、计算机及软件、扫查装置等组成，检测系统性能要求与检测方法见附录A。
6.1.2超声检测仪
超声检测仪应符合JB/T10061或GB/T11345的要求，宜在使用期限内每隔12个月校准一次。 6.1.3探头
平行扫查法宜采用5MHz聚焦板波探头，使用前宜参照附录B规定的方法检测探头焦区长度和声束宽度，焦区长度应满足探头前沿距焊缝的检测距离要求，声束宽度宜小于5mm；C扫描法应采用高频水浸聚焦超声探头，使用前应按JB/T10062规定的性能测试方法进行测试，探头频率宜不小于20MHz，焦距宜不大于30mm。 6.1.4计算机及软件
检测系统对计算机及软件的要求如下： a）信号数字化采样速率宜不小于150MHz，分辨力应不小于8位。 b）成像系统内存及处理速度应能满足超声波成像的要求。 c）超声检测系统数据采集与数据传输速度应与超声波扫描速度相匹配。 d）超声平行扫查检测软件应有超声A扫描波形实时显示功能和自动存储功能，宜具有超声A扫描
信号回放、超声平行扫查检测结果回放功能，应具有通过移动标尺进行未熔合位置和长度测量的功能；超声C扫描检测系统应有超声A扫描波形实时采集功能和检测成像结果自动显示与存储功能，宜具有超声A扫描信号、超声C扫描检测结果回放功能，应具有通过移动标尺进行熔宽测量、未熔合位置和长度测量的功能
e）宜具有波形或图像放大功能，以便观察或测量某区域或位置的波形或图像。
4 JB/T13767—2020
6.1.5扫查装置 6.1.5.1平行扫查装置
扫查装置用于使探头在工件上沿着焊缝匀速直线扫查，在扫查过程中应保持探头前沿距焊缝的距离变化小于2mm。当采用液体耦合剂时，装置上宜具有保持耦合稳定的技术措施，如自适应探头架。
平行扫查装置的步距控制范围宜为0.5mm～2.0mm，精度要求为0.2mm。 6.1.5.2C扫描扫查装置
宜采用适宜于现场应用的便携式C扫描扫查装置对激光焊缝进行局部C扫描检测。 C扫描扫查装置用于使超声探头在工件上按规划的路线进行扫描，控制超声探头以稳定的声束入射
姿态在检测区域实施相对扫描运动，扫查数据上传计算机后，通过软件实现焊缝熔合面C扫图成像，检测完成后自动停止。
其运动控制系统平行于焊缝方向的扫查步距控制范围宜为0.1mm1.0mm，精度要求为0.1mm；垂直于焊缝方向的扫查步距控制范围宜为0.05mm0.10mm，精度要求为0.05mm。 6.2对比试块及其使用 6.2.1对比试块作用
对比试块为人工模拟焊缝，主要用于确定检测基准灵敏度、调节闸门的位置及扫描范围，以验证系统性能的有效性，并作为评定焊缝熔合质量的参考和保证检测结果的再现。 6.2.2对比试块材料要求
对对比试块的材料、表面状态及尺寸等要求如下： a）对比试块应采用与受检件成分及组织相近的材料来制作，以使其声学特性参数（如衰减、声速、
声阻抗等）与受检件相同或相近； b）对比试块表面应光滑、平整，声入射面表面粗糙度应与受检件的声入射面相同，否则需要进行
耦合补偿； c）对比试块应根据待检激光搭接焊缝种类及规格制作,对比试块制作方法要求见附录C。
6.2.3对比试块的使用
进行超声检测时，根据激光焊搭接接头焊接结构的规格及所需的熔宽或未熔合间断长度要求而选择
相近的对比试块，并将每个参考试块的平行扫查图和平行扫查曲线制成检测图谱，以便在实际检测工作中进行比对和校验。
7检测程序
7.1平行扫查法检测程序 7.1.1检测准备
选择合适的探头安装在探头扫查装置上，调整自适应探头架以保证探头耦合状态良好，在扫查过程中保持状态不变。 7.1.2扫查方法
将探头从焊缝一端开始，平行于焊缝匀速直线扫查，扫查步距宜为0.5mm～1.0mm。
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