淺談機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

摘 要：工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程必然需要各類(lèi)機(jī)械的參與，而機(jī)械是通過(guò)將各類(lèi)零部件連接在一起形成的，焊接作為一種常見(jiàn)的連接方式其質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到機(jī)械是否能夠安全、穩(wěn)定運(yùn)行，因此對(duì)機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)的檢測(cè)就顯得格外重要，隨著科技的發(fā)展，各種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)逐漸替代傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)，成為主流技術(shù)。文章介紹了機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)的幾種典型缺陷，分析了機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)采用無(wú)損檢測(cè)的重要性，并探討幾種常見(jiàn)的焊接無(wú)損檢測(cè)方法。

關(guān)鍵詞：機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)；無(wú)損檢測(cè)；方法；超聲波；磁粉

前言

焊接作為一種典型的連接技術(shù)，在機(jī)械加工制造中得到廣泛的應(yīng)用，相對(duì)于鉚接、螺紋連接等而言，焊接后的兩部分具有更好的整體性，同時(shí)如果焊接工藝掌握不當(dāng)就會(huì)導(dǎo)致焊接結(jié)構(gòu)出現(xiàn)缺陷，這些缺陷的存在會(huì)影響機(jī)械結(jié)構(gòu)的承載能力和使用壽命，因此焊接質(zhì)量好壞直接影響機(jī)械的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，為保證焊接質(zhì)量，應(yīng)對(duì)焊接結(jié)構(gòu)進(jìn)行缺陷檢測(cè)，主要檢測(cè)方式分為有損檢測(cè)和無(wú)損檢測(cè)兩種，其區(qū)別在于無(wú)損檢測(cè)可在保證機(jī)械結(jié)構(gòu)完整性的前提下完成，相對(duì)于有損檢測(cè)來(lái)說(shuō)更具先進(jìn)性。

1 機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)的典型缺陷

1.1 宏觀(guān)缺陷

焊接結(jié)構(gòu)的宏觀(guān)缺陷是指不用借助任何儀器設(shè)備，僅憑肉眼觀(guān)察即可發(fā)現(xiàn)的焊接缺陷，例如燒穿、咬邊、焊瘤、凹陷等等，這類(lèi)缺陷一般來(lái)說(shuō)需要拆除重新焊接。

1.2 內(nèi)部缺陷

焊接結(jié)構(gòu)的內(nèi)部缺陷是指一般在焊接結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，經(jīng)肉眼觀(guān)察不能或不易分辨出來(lái)，需要借助一些專(zhuān)用的儀器設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)的缺陷類(lèi)型，包括裂紋、氣孔、內(nèi)部未熔合等等。

1.3 微觀(guān)缺陷

微觀(guān)缺陷指在焊接過(guò)程中由于熱循環(huán)不均勻?qū)е聝?nèi)部微觀(guān)組織的分布出現(xiàn)異常以及化學(xué)成分的非均勻性熔合等，常見(jiàn)的有過(guò)燒、過(guò)熱、組織成分不均勻等。

2 機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)采用無(wú)損檢測(cè)的重要性

2.1 有效提高了設(shè)備焊接結(jié)構(gòu)檢測(cè)的先進(jìn)性

對(duì)于焊接結(jié)構(gòu)而言，采用傳統(tǒng)的檢測(cè)方式，一方面需要憑經(jīng)驗(yàn)而行，另一方面檢測(cè)過(guò)程需要對(duì)焊接結(jié)構(gòu)進(jìn)行破壞，不但勞動(dòng)強(qiáng)度高，而且還可能造成不必要的損失。而采用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)可以在不破壞結(jié)構(gòu)和使用功能的前提下完成探傷工作，操作簡(jiǎn)便且結(jié)果可靠性高，因此更先進(jìn)。

2.2 可顯著降低機(jī)械設(shè)備維護(hù)成本

在工業(yè)現(xiàn)代化的進(jìn)程中，機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng)，導(dǎo)致設(shè)備損耗程度進(jìn)一步增加，為保證機(jī)械設(shè)備的高效和安全運(yùn)轉(zhuǎn)，就必須對(duì)其進(jìn)行日常維護(hù)，應(yīng)用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，可對(duì)機(jī)械設(shè)備的焊接處進(jìn)行隨時(shí)的檢測(cè)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理，另外，在對(duì)機(jī)械設(shè)備修理后也要進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，以確保機(jī)械設(shè)備能滿(mǎn)足使用要求。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)便易行，不需要過(guò)多的投入人力物力，因此有助于降低企業(yè)機(jī)械設(shè)備的維護(hù)成本。

3 機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)常用無(wú)損檢測(cè)方法

3.1 超聲波檢測(cè)

超聲波檢測(cè)是利用超聲波在統(tǒng)一均勻介質(zhì)中的傳播是勻速直線(xiàn)的這一原理，利用超聲波探頭向機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)內(nèi)部發(fā)射高頻機(jī)械振動(dòng)聲波，通過(guò)收集內(nèi)部回聲并通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬軟件來(lái)分析焊接結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷情況。超聲波無(wú)損檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高、可操作性好，而且成本低廉，在發(fā)達(dá)國(guó)家的機(jī)械制造業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。其缺點(diǎn)在于超聲波檢測(cè)作為定性分析較為方便，但若對(duì)焊接缺陷做數(shù)據(jù)定量分析就需要操作人員必須具備較高的專(zhuān)業(yè)水平，并且由于系統(tǒng)誤差的存在使得結(jié)果精確度很難保證。

3.2 射線(xiàn)探傷技術(shù)

射線(xiàn)探傷技術(shù)是利用射線(xiàn)對(duì)機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行照射和掃描，其信號(hào)和數(shù)據(jù)信息反映到成像設(shè)備上，通過(guò)定量的分析可得出是否存在缺陷、缺陷的形狀、大小、數(shù)量等信息，由于射線(xiàn)的透射性好，故此方法的精度較高、數(shù)據(jù)可靠性高，并且數(shù)據(jù)信息可長(zhǎng)期保存，有助于日后用來(lái)比對(duì)分析。但由于射線(xiàn)本身對(duì)人體是有害的，因此檢測(cè)過(guò)程中必須穿戴專(zhuān)業(yè)的防護(hù)設(shè)備，這就導(dǎo)致了檢測(cè)成本較高，只有在其他檢查方法無(wú)法達(dá)到要求時(shí)才會(huì)采用射線(xiàn)探傷技術(shù)。

3.3 滲透檢測(cè)

滲透檢測(cè)是通過(guò)向機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)表面涂抹配置好的具有高滲透性的滲透液，當(dāng)焊接結(jié)構(gòu)表面存在微裂縫、微型孔洞等缺陷時(shí)，滲透液就會(huì)滲入其中使缺陷顯示出來(lái)，不僅能夠顯示缺陷的位置，而且還可顯示出缺陷的形狀，因此檢測(cè)結(jié)果較為準(zhǔn)確，其優(yōu)勢(shì)還在于操作比較簡(jiǎn)單，容易上手。但滲透檢測(cè)的工作量較大，需要人手多，因此經(jīng)濟(jì)效益較差，而且如果焊接缺陷位于結(jié)構(gòu)內(nèi)部而表面完好的情況就不適用滲透檢測(cè)方法。

3.4 磁粉檢測(cè)

磁粉檢測(cè)是將鋼鐵制品的機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)進(jìn)行磁化后，其焊接缺陷處的磁導(dǎo)率與周?chē)悴考拇艑?dǎo)率是有差異的，表現(xiàn)為缺陷處在磁化后其磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生畸變，從而產(chǎn)生漏磁場(chǎng)，存在漏磁場(chǎng)的部位就會(huì)吸引磁粉引起磁粉堆積的現(xiàn)象，使缺陷處產(chǎn)生磁痕，這個(gè)磁痕反映出缺陷的位置和形狀，結(jié)果可靠準(zhǔn)確，并且方法簡(jiǎn)單易行，具有較大的應(yīng)用空間。

3.5 渦流檢測(cè)技術(shù)

渦流檢測(cè)是利用電磁感應(yīng)原理，將一個(gè)通入交流電的線(xiàn)圈靠近待檢測(cè)工件，線(xiàn)圈通過(guò)的電流在條件一定時(shí)是不發(fā)生變化的，而當(dāng)焊接結(jié)構(gòu)處存在缺陷時(shí)工件內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生渦流，受其影響線(xiàn)圈通過(guò)的電流就會(huì)發(fā)生變化，根據(jù)線(xiàn)圈電流的變化來(lái)判斷缺陷是否存在，檢測(cè)效率較高，實(shí)際應(yīng)用效果較好。

3.6 全息探測(cè)檢測(cè)

全息探測(cè)檢測(cè)是利用射線(xiàn)、激光、升學(xué)全息成像的方式對(duì)待測(cè)機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維立體的分析和檢測(cè)，由于集成了多種檢測(cè)技術(shù)，因此對(duì)焊接結(jié)構(gòu)表面和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的缺陷都能精確地檢測(cè)出來(lái)，與此同時(shí)，全息探測(cè)檢測(cè)法還能夠?qū)⒑附尤毕莸娜轿恍畔?shù)據(jù)反映出來(lái)，為檢測(cè)人員分析焊接質(zhì)量提供客觀(guān)依據(jù)。全息探測(cè)檢測(cè)法是一種科技含量較高的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，其代表著未來(lái)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的方向，但同時(shí)此技術(shù)也還處于初始應(yīng)用階段，還有很多待完善之處，例如檢測(cè)成本高、檢測(cè)時(shí)間太長(zhǎng)等，這也是全息探測(cè)檢測(cè)技術(shù)尚未得到廣泛應(yīng)用的原因。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，無(wú)損檢測(cè)對(duì)于機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)的探傷具有重要意義，當(dāng)前國(guó)內(nèi)外主要的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)包括超聲波檢測(cè)、射線(xiàn)探傷、磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)等，隨著科技水平的不斷提高，人們對(duì)機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)的無(wú)損檢測(cè)要求也向著精度更高、成本更低、自動(dòng)化程度更高、檢測(cè)持續(xù)時(shí)間更少的方向發(fā)展。

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