機(jī)械工程中的焊接無損檢測(cè)技術(shù)

劉琪

摘? 要： 由于機(jī)械工程的特殊性，在項(xiàng)目實(shí)施過程中必然使用焊接工藝。機(jī)械工程對(duì)于焊接質(zhì)量有著較高標(biāo)準(zhǔn)，焊接不到位可能會(huì)造成嚴(yán)重的質(zhì)量 和安全問題。為減少機(jī)械工程中焊接質(zhì)量缺陷問題，工程企業(yè)往往會(huì)應(yīng)用無損檢測(cè)技術(shù)來檢測(cè)焊接質(zhì)量，評(píng)估焊接效果是否符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。分析在機(jī)械 工程焊接中無損檢測(cè)技術(shù)的具體應(yīng)用，對(duì)于提高焊接質(zhì)量具有一定指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞： 無損檢測(cè);方法;機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)

引言

在機(jī)械工程中，需要通過加熱、加壓等焊接操作對(duì)機(jī)械設(shè)備的相應(yīng)部 位進(jìn)行處理，使工件有效接合。雖然當(dāng)前的焊接工藝技術(shù)已經(jīng)十分成熟， 但是機(jī)械設(shè)備自身可能存在內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷，在焊接操作中由于人員操作 不當(dāng)也會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量缺陷，這些都必須借助焊接無損檢測(cè)技術(shù)對(duì)缺陷進(jìn)行處 理，以提高焊接質(zhì)量。

1 在機(jī)械工程中焊接無損檢測(cè)的重要意義

對(duì)于我國傳統(tǒng)的機(jī)械工程的焊接結(jié)構(gòu)來說，相應(yīng)的檢測(cè)人員主要是通 過肉眼觀察或者是破壞性的方式來對(duì)焊接結(jié)構(gòu)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，這樣的檢測(cè) 方式不僅僅要求檢測(cè)人員有較強(qiáng)的專業(yè)檢測(cè)能力，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致一些焊接 結(jié)構(gòu)在檢測(cè)過程中被破壞，特別是對(duì)于破壞性的驗(yàn)證方式，會(huì)對(duì)整個(gè)焊接 結(jié)構(gòu)造成較大的損傷，同時(shí)也需要較長時(shí)間來進(jìn)行準(zhǔn)備工作。

2 機(jī)械工程焊接操作中的常見缺陷

根據(jù)機(jī)械設(shè)備部件缺陷的大小和位置不同，可以分為宏觀缺陷、微 觀缺陷以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷。宏觀缺陷是指機(jī)械部件表面肉眼可見的明顯缺 陷，無需借助專業(yè)的儀器設(shè)備就能發(fā)現(xiàn)問題，比如焊接穿孔、焊瘤、咬邊 問題等。焊接穿孔是由焊接人員操作不當(dāng)引起的，如焊接工藝參數(shù)設(shè)置不 當(dāng)，導(dǎo)致焊接深度和力度過大，在焊接部位直接穿孔;焊瘤是由于焊接母 材加熱不足，導(dǎo)致溶液流出，冷卻形成球狀固體，這大多是由于焊接人員 操作不當(dāng)引起，也可能是設(shè)備部件接觸不良所導(dǎo)致;咬邊問題是由焊接操 作不當(dāng)導(dǎo)致焊道與母材交接處形成不規(guī)則凹坑，不僅影響焊接結(jié)構(gòu)的美觀 性，還會(huì)大大降低焊接強(qiáng)度。微觀缺陷是指需要借助專業(yè)儀器設(shè)備才能檢 測(cè)出的問題，由于焊接過程操作不當(dāng)導(dǎo)致焊接結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。如果焊接過程 中過熱、過燒，會(huì)導(dǎo)致焊接溶液粒子過大，或焊接處與空氣發(fā)生氧化反 應(yīng)，出現(xiàn)未焊透、未熔合、夾渣、裂紋等問題。如果焊接過程中沒有充分 熔化焊接材料且分布不均勻，可能出現(xiàn)小氣泡等。未焊透是焊接接頭根部 沒有完全熔透，引發(fā)的原因在于坡口鈍邊間隙太小，焊接電流過小，或運(yùn) 條速度過快等。夾渣是在焊接過程中產(chǎn)生的殘留雜質(zhì)，主要是由于焊接電 流過小、焊接速度過快、焊接材料成分不當(dāng)、焊縫清理不干凈等原因造 成。除了焊接操作不當(dāng)引起的缺陷外，機(jī)械設(shè)備本身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷也不 容忽視。由于機(jī)械設(shè)備部件內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在缺陷，可能在焊接操作中誘發(fā)很 多問題，如造成穿孔、焊瘤、夾渣、裂紋等缺陷。機(jī)械部件內(nèi)部的缺陷無 法通過人工目測(cè)獲取，需要借助無損檢測(cè)技術(shù)在焊接操作前進(jìn)行檢測(cè)分 析，了解待焊接部件的內(nèi)部情況，便于焊接工藝參數(shù)的調(diào)整和優(yōu)化，以保 障焊接質(zhì)量[1]。

3 機(jī)械工程中焊接結(jié)構(gòu)的無損檢測(cè)技術(shù)分析

3.1? 超聲波檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

超聲波檢測(cè)技術(shù)是一種常見的無損檢測(cè)技術(shù)，利用檢測(cè)設(shè)備探頭的高 速震動(dòng)可以產(chǎn)生高達(dá)18 000 Hz以上的超聲波， 通過超聲波的投送和回收對(duì) 焊接結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)化分析，可以準(zhǔn)確探測(cè)出焊接點(diǎn)內(nèi)部存在的缺陷。超聲 波具有直線傳播和回彈的特性，利用超聲波在設(shè)備內(nèi)部的傳播和回彈，可 以對(duì)焊接結(jié)構(gòu)進(jìn)行全方位檢測(cè)，準(zhǔn)確掌握焊接質(zhì)量情況。超聲波檢測(cè)技術(shù) 的應(yīng)用包括直接接觸法、液體浸潤法和電磁法等。直接接觸法是將超聲波 探頭與焊接表面直接接觸，通過分析反饋波形的不同來檢測(cè)焊接質(zhì)量。使 用直接接觸法需要注意排凈接觸層上的空氣，確保焊接表面足夠平滑，可 以使用耦合劑來確保超聲波在金屬中能更好地傳遞。液體浸潤法是在焊接 件表面添加一定厚度的耦合液面，在耦合液保護(hù)下避免聲能的浪費(fèi)，可以 提高超聲波發(fā)射和接收過程中的穩(wěn)定性，提高檢測(cè)效率。電磁法是在超聲 波干擾因素過多的環(huán)境下，利用超聲傳感器的電磁耦合原理，激勵(lì)和接受 超聲波，和傳統(tǒng)的超聲波檢測(cè)方法相比，其探頭掃描能力更強(qiáng)，采用非接 觸式檢測(cè)方式，適用于高溫或低溫等傳統(tǒng)檢測(cè)方法難以發(fā)揮的特殊環(huán)境，降低測(cè)量誤差[2]。

3.2? 射線檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

在機(jī)械工程焊接作業(yè)中，機(jī)械設(shè)備焊接結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，需要對(duì)內(nèi)部情 況進(jìn)行全方位的檢測(cè)。射線檢測(cè)技術(shù)的原理是利用激光等射線的特點(diǎn)和優(yōu) 勢(shì)，能夠?qū)附狱c(diǎn)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行直觀成像，從而對(duì)焊接情況進(jìn)行系統(tǒng)化 分析計(jì)算。借助射線檢測(cè)技術(shù)，可以了解焊接點(diǎn)的整體質(zhì)量情況，確定焊 接點(diǎn)位置、形狀等，保障焊接質(zhì)量滿足作業(yè)要求。較難以記錄檢測(cè)數(shù)據(jù)， 因此很難控制對(duì)以往檢測(cè)結(jié)果的追溯性。

3.3? 全息檢測(cè)

對(duì)于機(jī)械工程焊接檢測(cè)，全息檢測(cè)同樣是一種有效的檢測(cè)技術(shù)。在具 體應(yīng)用過程中，主要是通過激光、回聲，對(duì)機(jī)械設(shè)備內(nèi)部加以全息成像， 全面進(jìn)行焊接部位的掃描。在掃描過程中，會(huì)直接呈現(xiàn)三維立體場(chǎng)景圖， 相關(guān)檢測(cè)人員從中能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)焊接缺陷。全息技術(shù)在焊接檢測(cè)方面具有 技術(shù)先進(jìn)性，能夠?qū)附咏Y(jié)構(gòu)開展全方位、系統(tǒng)化的檢測(cè)。三維立體場(chǎng)景 圖的呈現(xiàn)，更是大大提高了檢測(cè)的嚴(yán)謹(jǐn)性，不僅保障了焊接檢測(cè)的效率， 還使得檢測(cè)結(jié)果可以直接作為機(jī)械工程質(zhì)量控制的依據(jù)[5]。但是，全息技 術(shù)在我國機(jī)械工程焊接檢測(cè)方面未得到推廣與普及，主要是在實(shí)際檢測(cè)過 程中，檢測(cè)步驟相對(duì)較多，檢測(cè)設(shè)備投入非常大，整體焊接檢測(cè)成本過 高，這些嚴(yán)重制約了該技術(shù)的應(yīng)用。未來，需要加強(qiáng)技術(shù)改進(jìn)，降低全息 檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用時(shí)的成本投入[3]。

3.4? 金屬磁記憶檢測(cè)技術(shù)

在進(jìn)行機(jī)械工程焊接時(shí)，主要通過應(yīng)用金屬磁記憶檢測(cè)技術(shù)來處理磁 場(chǎng)中的變形問題。應(yīng)用金屬磁記憶檢測(cè)技術(shù)不僅可以處理機(jī)械焊接表面的 缺陷問題，還可解決焊接結(jié)構(gòu)內(nèi)部的各類問題，對(duì)焊接結(jié)構(gòu)的各類缺陷及 時(shí)解決處理。另一方面，我國經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展和進(jìn)步在很大程度上促進(jìn)了該 行業(yè)技術(shù)方面的發(fā)展，因此有關(guān)的儀器裝置也在不斷的改革和創(chuàng)新，使得 在進(jìn)行無損檢測(cè)過程中所用的技術(shù)有了多種的選擇。

3.5? 滲透檢測(cè)

滲透檢測(cè)與其他焊接檢測(cè)技術(shù)相比，操作更為便捷。在具體焊接檢測(cè) 過程中，在焊接部位涂抹一定的滲透液，隨后根據(jù)滲透的方式進(jìn)行焊接部 位滲透性、密度等分析，根據(jù)結(jié)果綜合評(píng)估焊接質(zhì)量。但是，在滲透檢測(cè) 技術(shù)應(yīng)用過程中，極易受到外部條件的干擾。當(dāng)一些外部環(huán)境出現(xiàn)明顯變 化后，滲透檢測(cè)工作就難以順利進(jìn)行，檢測(cè)結(jié)果也與實(shí)際存在較大差異。 在特定的檢測(cè)場(chǎng)景與條件下，滲透檢測(cè)技術(shù)具有靈活性與便捷性。例如， 如果焊接工作受到外部條件的影響，存在裂紋或者縫隙，涂抹滲透液后就 能夠明顯地表現(xiàn)出質(zhì)量缺陷，對(duì)于焊接氣密性的檢測(cè)十分方便。

結(jié)語： 綜上所述，機(jī)械工程中的焊接作業(yè)質(zhì)量需要借助無損檢測(cè)技術(shù) 確保其焊接質(zhì)量達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。通過合理運(yùn)用各種無損檢測(cè)技術(shù)，可以解 決機(jī)械工程焊接作業(yè)中的諸多難題，提高焊接作業(yè)質(zhì)量，保障機(jī)械設(shè)備的 穩(wěn)定運(yùn)行。在無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用過程中，需要結(jié)合實(shí)際工作需要，準(zhǔn)確 把握不同檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，綜合考量適用范圍、精確度、經(jīng)濟(jì)性、便捷 性等方面因素，合理選擇，科學(xué)運(yùn)用，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理焊接缺陷，提升焊接質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]方雁. 淺析無損檢測(cè)技術(shù)在機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)中的運(yùn)用[J].山東工業(yè)技術(shù)， 2021（15）：13.

[2]梁海松.無損檢測(cè)技術(shù)在機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)件缺陷檢測(cè)中的應(yīng)用分析[J].商品 與質(zhì)量，2019（1）：23.

[3]韓海軍.無損檢測(cè)技術(shù)在機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用[J].山西冶金，2020（4）：76-77.

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