新型焊接質(zhì)量的無損檢測(cè)技術(shù)

文/閆士超，身份證號(hào): 130804198802111015

新型焊接質(zhì)量的無損檢測(cè)技術(shù)

文/閆士超，身份證號(hào): 130804198802111015

無損檢測(cè)技術(shù)對(duì)焊接產(chǎn)品的缺陷檢測(cè)有重要意義，目前越來越多的科學(xué)家和工程技術(shù)人員致力于新型無損檢測(cè)焊接檢測(cè)技術(shù)的研究與應(yīng)用，隨著檢測(cè)技術(shù)的提高和多樣化，對(duì)焊接缺陷的控制將日漸成熟，焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量也將逐步得到保障，但是新的無損檢測(cè)技術(shù)雖然有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，也有相應(yīng)的不足，需要進(jìn)一步推進(jìn)實(shí)驗(yàn)研究并用于生產(chǎn)。

新型焊接質(zhì)量；無損檢測(cè)；技術(shù)

1 焊接結(jié)構(gòu)的常見缺陷

1.1 宏觀缺陷

焊接結(jié)構(gòu)的宏觀缺陷是指不使用勘測(cè)儀器，采用常規(guī)的觀察技術(shù)便能確定的缺陷類型。通常見到的缺陷形式可以分為咬邊、焊瘤、凹陷、燒穿、裂紋等。

1.2 內(nèi)部缺陷

焊接結(jié)構(gòu)的內(nèi)部缺陷是指，通過目測(cè)，觀察不到內(nèi)部焊接處的結(jié)構(gòu)，需要借助特定的設(shè)備來獲得缺陷類型。這類結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷主要包括：內(nèi)部未熔合、渣質(zhì)，裂紋、氣孔等。

2 無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

2.1 超聲波衍射時(shí)差法

超聲波衍射時(shí)差法(TOFD)是一種從待檢試件內(nèi)部結(jié)構(gòu)（主要是指缺陷）的“端角”和“端點(diǎn)”處得到衍射能量來檢測(cè)缺陷的方法，用于缺陷檢測(cè)、定位和定量。對(duì)焊接缺陷大小的測(cè)定，常規(guī)超聲技術(shù)是利用脈沖回波幅度實(shí)現(xiàn)的，而TOFD則利用脈沖傳播時(shí)間來定量測(cè)定。該技術(shù)已用在超高壓管道焊接檢查上?；窘Y(jié)構(gòu)中有一收一發(fā)雙探頭，相對(duì)焊縫對(duì)稱分布。直通波(LW)是在平直工件的表面以下，沿2個(gè)探頭之間最短路徑以縱波速度進(jìn)行傳播，最先到達(dá)的波是只在TOFD檢測(cè)時(shí)出現(xiàn)特有信號(hào)。缺陷信號(hào)是由缺陷上、下端點(diǎn)產(chǎn)生的衍射信號(hào)，強(qiáng)度低于底面反射波信號(hào)，兩端點(diǎn)相位相反，其下端點(diǎn)的相位與直通波相同。底面反射波(BW)的波幅比缺陷衍射波高一些，是縱波在底面的反射波。相位與直通波相反，其傳播距離比直通波大，總是位于直通波之后?？梢娊砻娲嬖诿^(qū)。檢測(cè)圖像見圖2，根據(jù)幾何關(guān)系，可得到缺陷的自身高度，該方法對(duì)缺陷垂直方向的定量和定位非常準(zhǔn)確，精度誤差小于1mm，和脈沖反射法相結(jié)合時(shí)效果更好，能夠覆蓋整個(gè)焊縫區(qū)域，檢測(cè)速度非常高。

2.2 發(fā)射檢測(cè)

發(fā)射檢測(cè)(AE)是一種新型的動(dòng)態(tài)無損檢測(cè)技術(shù)，是通過探測(cè)受力時(shí)材料內(nèi)部發(fā)出的應(yīng)力波，判斷容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)損傷程度的一種無損檢測(cè)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)監(jiān)視容器內(nèi)部缺陷發(fā)展的全過程。對(duì)壓力容器焊縫缺陷如未焊透、夾渣、氣孔等采用的是定位源檢測(cè)，這是區(qū)別于其他無損檢測(cè)技術(shù)的一種動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)，通過靈活布置傳感器的多通道聲發(fā)射檢測(cè)裝置，可以對(duì)缺陷作精確定位、定量以及定性分析，這樣對(duì)大型結(jié)構(gòu)如球罐等的檢測(cè)較為方便?，F(xiàn)代聲發(fā)射儀除了能進(jìn)行聲發(fā)射參數(shù)實(shí)時(shí)測(cè)量和聲發(fā)射源定位外，還可直接進(jìn)行聲發(fā)射波形的觀察、顯示、記錄和頻譜分析，根據(jù)缺陷所處的應(yīng)力狀態(tài)和位置變化引起的聲發(fā)射特征的變化，可以長期連續(xù)地監(jiān)視缺陷的安全性，因此在焊接過程控制中，可以通過對(duì)金屬冷卻產(chǎn)生的聲發(fā)射信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)來有效控制焊接質(zhì)量。由于發(fā)射技術(shù)具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，近年來對(duì)該技術(shù)的研究和應(yīng)用越來越多。

2.3 脈沖渦流檢測(cè)

脈沖渦流檢測(cè)是在不拆除覆蓋層的情況下，由于腐蝕、沖蝕或機(jī)械損傷造成的均勻壁厚減薄，對(duì)承壓設(shè)備用碳鋼、低合金鋼等鐵磁性材料進(jìn)行檢測(cè)的方法，是一種較新型的無損探傷技術(shù)。脈沖渦流的激勵(lì)電流是具有一定占空比的方波，其檢測(cè)參數(shù)較多，可同時(shí)檢測(cè)出焊縫與堆焊層表面或近表面缺陷的距離和厚度?？朔藗鹘y(tǒng)的渦流探傷，以正弦電流作為激勵(lì)，參數(shù)控制相對(duì)困難，無法兼顧檢測(cè)深度和靈敏度不足的問題，該技術(shù)對(duì)金屬厚度和缺陷的檢測(cè)有很重要的實(shí)用價(jià)值。通常情況下，激勵(lì)信號(hào)的頻率越高，則渦流越趨于被檢測(cè)件的表面分布，對(duì)表面微小缺陷的檢測(cè)能力越高，但隨著透入深度的增大，高頻渦流會(huì)急劇衰減，所以對(duì)于近表面缺陷的檢測(cè)能力不高；與此相反，激勵(lì)信號(hào)頻率越低，則渦流在被檢測(cè)件表面下的透入深度越大，對(duì)被檢測(cè)件近表面一定深度范圍內(nèi)的缺陷能發(fā)生響應(yīng)，但激勵(lì)信號(hào)頻率較低的話，表面缺陷檢測(cè)的靈敏度隨之明顯下降。脈沖渦流頻譜是以低頻渦流成分為主，因此難以克服低頻渦流檢測(cè)技術(shù)的一些局限性：激勵(lì)線圈尺寸較大，不利于形狀較小且較為復(fù)雜的機(jī)械零件上的缺陷檢測(cè)；對(duì)表面微小缺陷的檢測(cè)能力偏低。

2.4 水壓試驗(yàn)

它主要是用來檢驗(yàn)焊縫的致密性和強(qiáng)度。水壓試驗(yàn)的方法，一種是用水把容器灌滿，并堵塞好容器上的一切孔和眼，用水泵把容器內(nèi)水壓提高，根據(jù)有關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提高到工作壓力的，1.25到1.5倍進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)。帶強(qiáng)度試驗(yàn)過程中，要注意把容器放在安全的地點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)人員及其他人員都不能靠近試壓容器，防止非正常爆破造成損失。在壓力下持續(xù)一段時(shí)間后，再把壓力降至容器工作壓力進(jìn)行致密性實(shí)驗(yàn)。在這個(gè)過程中，操作人員可接近容器并有重量適中的圓頭小錘在距焊縫10—20毫米處，沿焊縫方向輕輕敲打，如果發(fā)現(xiàn)焊縫上有水滴或戲水紋出現(xiàn)，證明焊縫不緊密，應(yīng)做出標(biāo)記。這種方法常用于封閉容器的實(shí)驗(yàn)，對(duì)于要求無損檢查和焊后熱處理的容器，超壓水壓試驗(yàn)應(yīng)在熱處理及透視后進(jìn)行。還有一種水壓試驗(yàn)，是用于開口容器的致密性實(shí)驗(yàn)，可用水將容器灌滿或部分灌水，不附加壓力來檢驗(yàn)焊縫的致密性。

3 結(jié)論

焊接檢測(cè)的常規(guī)方法有直接用肉眼檢查的宏觀檢驗(yàn)和用射線照相探傷、超聲波探傷、磁粉探傷、滲透探傷、渦流探傷等儀器檢測(cè)。肉眼宏觀檢測(cè)可以不使用任何儀器和設(shè)備，但肉眼不能穿透工件來檢查工件內(nèi)部缺陷，而采取射線檢驗(yàn)或超聲波等方法則可以通過各種各樣的儀器或設(shè)備來進(jìn)行檢測(cè)，既可以檢查肉眼不能檢查的工件內(nèi)部缺陷，也可以大大提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性。至于用什么方法來進(jìn)行檢測(cè)，這需根據(jù)工件的情況和檢測(cè)的目的來確定。

[1]封秀敏，劉麗婷．焊接結(jié)構(gòu)的無損檢測(cè)技術(shù)[J]．焊接技術(shù)，2011，06：51-54．

[2]曹玉華．焊接質(zhì)量的超聲波探傷無損檢測(cè)[J]．寧夏機(jī)械，2008，04：73-75．

[3]程繼?。曄嗫仃嚈z測(cè)關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]．江蘇:南京航空航天大學(xué),2010．