超聲無損檢測(cè)技術(shù)在金屬材料焊接中的應(yīng)用

摘?要：近年來，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速增長與金屬材料焊接技術(shù)的進(jìn)步以及焊接方式的革新與改進(jìn)，焊接系統(tǒng)的使用日益普遍。在制造領(lǐng)域的生產(chǎn)中均大量采用了焊接方法，其自身又存在較大缺陷，通過焊接技術(shù)處理過的部件極易出現(xiàn)焊接變形與開裂情況，如此就對(duì)結(jié)構(gòu)的承載水平、制造精度及規(guī)格固定性造成了較大影響。為在生產(chǎn)環(huán)節(jié)及時(shí)找到問題，并及時(shí)進(jìn)行處理，需要有科學(xué)的檢測(cè)技術(shù)檢查焊接部件的質(zhì)量，如此就展現(xiàn)了超聲無損檢查技術(shù)在金屬材料焊接中應(yīng)用的地位及作用。

關(guān)鍵詞：超聲;無損檢測(cè);金屬材料;焊接;應(yīng)用

一、 超聲無損技術(shù)在金屬焊接中的檢測(cè)原理

（一）超聲波概念

在金屬焊接中，為了強(qiáng)化應(yīng)用進(jìn)程，必須掌握超聲無損技術(shù)相關(guān)概念以及檢測(cè)方式，所以掌握超聲波概念非常必要。當(dāng)然，超聲波并不是單一的形式，它和很多因素都有關(guān)系，具體如下：聲音垂直傳播時(shí)的超聲場(chǎng)與聲音強(qiáng)度。而在日常生活中，關(guān)于超聲波波動(dòng)類型的解釋也很多。

（二）超聲波無損技術(shù)

在金屬焊接超聲波質(zhì)量檢測(cè)中，一旦它處于特殊物質(zhì)傳播，就會(huì)帶動(dòng)各種細(xì)小振動(dòng)，并且這種振動(dòng)不能輕易察覺，只有通過先進(jìn)的技術(shù)裝備與儀器才能檢測(cè)出，從而得到各種信號(hào)特征，將其運(yùn)用到金屬檢測(cè)之間，其他人與超聲波就能感受到超聲波特有的性質(zhì)。例如，障礙物的折射、反射與衍射現(xiàn)象。也正是引誘存在反射現(xiàn)象，所以應(yīng)用超聲波無損技術(shù)就能對(duì)工業(yè)制成品和焊接技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)。

（三）殘余應(yīng)力的焊接超聲機(jī)理

隨著各種新技術(shù)、新材料的產(chǎn)生，關(guān)于殘余應(yīng)力的無損檢測(cè)得到了快速發(fā)展。在金屬焊接中，無損檢測(cè)方式主要包括巴克豪斯、超聲、X射線衍射等，而超聲法則具有成本低廉、操作簡(jiǎn)便等特征，所以廣受社會(huì)各界關(guān)注。在激光超聲檢測(cè)中，彈性效應(yīng)作為理論基礎(chǔ)，該效應(yīng)指出內(nèi)部應(yīng)力會(huì)引起理論基礎(chǔ)的改變。因此，在實(shí)際工作中，對(duì)于不同模態(tài)的參與應(yīng)力檢測(cè)，必須結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行整改。

在彈性波固體材料密度檢測(cè)中，它和高階常數(shù)應(yīng)力有很大關(guān)系，而這種聲速和應(yīng)力合稱為聲談方式，同時(shí)也是應(yīng)力測(cè)定的基準(zhǔn)。在金屬構(gòu)件焊接中，參與應(yīng)力會(huì)直接影響傳播速度與方式。但是在這過程中需要注意的是：材料完全屬于彈性材料，聲彈效應(yīng)由細(xì)小的變形，并且聲波造成的位移都是小型位移。因此，在這過程中，塑性應(yīng)變與異性材料并不牢靠，只是對(duì)于同性的金屬材料來說，能夠較好地應(yīng)用材料進(jìn)行殘余應(yīng)力檢測(cè)。

在聲彈性效應(yīng)中，如果一束波沿著固體表面垂直入射，那么與光波雙折射后悔被分解成兩個(gè)不同的偏振光，而聲波則被分成三個(gè)波，也就是三重折射。如果超聲波只是沿著某一異性介質(zhì)進(jìn)行傳播，那么就能分解成和光相似的橫波。在應(yīng)力向異性的狀況下，只是單純的考慮垂直應(yīng)力，就很可能出現(xiàn)三重折射。

從激光超聲機(jī)制來看，固體、液體、氣體都會(huì)受到脈沖或者連續(xù)調(diào)制照射，產(chǎn)生聲波與激光，并且激光激發(fā)還會(huì)伴隨激波出現(xiàn)超聲波或者沒有超聲波。在超聲波中，對(duì)于激發(fā)問題，很多學(xué)者都在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上提出了激發(fā)體系，具體如：溶蝕、熱彈、爆炸、電致、磁致以及光輻射效應(yīng)等。在日常生活中，應(yīng)用的最廣泛的是溶蝕與熱彈機(jī)制。

二、 金屬材料焊接中超聲無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用分析

（一）金屬材料焊接中超聲無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用的方法

金屬材料焊接中超聲無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用的過程中存在多種檢測(cè)方式。因此，在實(shí)際工作的過程中需要選擇合理的檢測(cè)方法對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。每一種金屬材料根據(jù)材料本身的性能、形狀、大小等不同會(huì)導(dǎo)致金屬材料出現(xiàn)不同缺陷的差異性。因此，在選擇超聲無損檢測(cè)技術(shù)中，首先，需要根據(jù)金屬材料自身預(yù)期產(chǎn)生的缺陷的特征對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)方法的選擇。其次，在實(shí)際檢測(cè)的過程中需要采用多種檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合的方式，以超聲無損檢測(cè)技術(shù)為主，輔助其他檢測(cè)技術(shù)這樣才能共同完成金屬材料焊接檢測(cè)。在技術(shù)組合應(yīng)用的過程中檢測(cè)人員需要根據(jù)檢測(cè)的內(nèi)容和檢測(cè)的位置，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)技術(shù)結(jié)合應(yīng)用選擇。超聲無損檢測(cè)技術(shù)主要是以高穿透性、識(shí)別性和定位準(zhǔn)確為優(yōu)勢(shì)。因此，在檢測(cè)的過程中根據(jù)檢測(cè)位置的實(shí)際情況可以選擇互補(bǔ)的檢測(cè)方式對(duì)金屬材料焊接實(shí)施實(shí)際工程檢測(cè)，從而保障檢測(cè)的全面性和準(zhǔn)確性。最后，在應(yīng)用超聲無損檢測(cè)技術(shù)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)是實(shí)現(xiàn)檢測(cè)人員之間的數(shù)據(jù)交流，利用數(shù)據(jù)交流結(jié)果和內(nèi)容等對(duì)檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行分析處理，實(shí)現(xiàn)整個(gè)金屬焊接材料檢測(cè)技術(shù)調(diào)整，及時(shí)彌補(bǔ)焊接中的缺陷和弊端。

（二）金屬材料焊接中超聲無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用注意事項(xiàng)

根據(jù)對(duì)實(shí)際工程中超聲無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用分析我們發(fā)現(xiàn)在日常金屬材料焊接中應(yīng)用應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)。

第一，明確金屬材料圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中對(duì)焊接金屬的技術(shù)要求，選擇合理的超聲無損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。

第二，明確超聲無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用的檢測(cè)時(shí)間，按照整個(gè)金屬材料的加工環(huán)節(jié)，對(duì)其技術(shù)處理進(jìn)行實(shí)際檢測(cè)應(yīng)用。

第三，準(zhǔn)確的方式超聲無損檢測(cè)技術(shù)的探頭位置，從而提高檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

第四，在超聲無損檢測(cè)技術(shù)數(shù)據(jù)處理中明確反射波幅值，保障超聲波反射回路和速度的完整性和準(zhǔn)確性。

三、 結(jié)語

超聲無損檢測(cè)技術(shù)在金屬材料焊接中的應(yīng)用作為近年來的新發(fā)展，它對(duì)金屬材料焊接以及科技發(fā)展具有重要作用。因此，在實(shí)際工作中，必須明確金屬焊接相關(guān)概念，通過整合工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量以及檢測(cè)技術(shù)，從各方面確保工業(yè)產(chǎn)品性能以及技術(shù)發(fā)展。而在利用這些技術(shù)的同時(shí)，也提高了工作的精確度與準(zhǔn)確性，降低工人壓力，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：李振，遼寧省東港市。