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

黃娜娜

安陽(yáng)中科工程檢測(cè)有限公司 河南安陽(yáng) 455000

1 機(jī)械結(jié)構(gòu)焊接常用的無損檢測(cè)的主要方法

在機(jī)械結(jié)構(gòu)焊接中，無損檢測(cè)方法有很多種，常用的主要包括射線探傷，超聲波探傷，磁粉探傷，滲透探傷和全息探傷，接下來將重點(diǎn)分析這些常用的無損檢測(cè)方法。

1.1 射線探傷

射線探傷主要用于檢查焊接中焊縫的內(nèi)部損傷，主要通過借助X射線的照射，將焊接接頭不用照射在相應(yīng)的相片中或者是熒光屏幕中，以此來評(píng)定焊接質(zhì)量的等級(jí)，等級(jí)分類主要判斷依據(jù)是底片中缺陷的形狀大小和數(shù)量。通過焊接等級(jí)對(duì)機(jī)械焊接的成品進(jìn)行相應(yīng)的質(zhì)量驗(yàn)收，目前這一檢測(cè)技術(shù)主要應(yīng)用于鍋爐和大型船焊接的無損傷檢測(cè)。

1.2 超聲波探傷

超聲波探傷技術(shù)顧名思義就是利用超聲波對(duì)材料內(nèi)部的缺陷進(jìn)行探測(cè)的一種無損傷檢測(cè)，所以稱之為超聲波探傷。這一技術(shù)所使用的超聲波的頻率一般在0．5MHz～10MHz左右，是一種機(jī)械振動(dòng)。

1.3 滲透探傷和全息探傷

滲透探傷和全息探傷也是無損探傷的主要方法，其中滲透探傷主要利用的是材料的物理性質(zhì)，有色染料和熒光染料有較強(qiáng)的滲透性，所以可以利用這一性質(zhì)將焊縫的缺陷顯示出來。而全息探傷則是利用激光和聲學(xué)全息現(xiàn)象進(jìn)行探測(cè)，能夠顯示出缺陷的三維立體的具體情況，從而對(duì)其進(jìn)行判定[1]。

2 典型缺陷類型

在實(shí)際生產(chǎn)中，焊接技術(shù)所產(chǎn)生的焊接缺陷按照形式的不同大致可分為宏觀缺陷、內(nèi)部缺陷、微觀缺陷三大部分，每種類型所體現(xiàn)的缺陷特點(diǎn)、表現(xiàn)形式和造成的影響都不相同，下面就針對(duì)這種缺陷形式進(jìn)行詳細(xì)的論述分析。

2.1 宏觀缺陷

這種焊接缺陷形式在表現(xiàn)方式上來看，主要特點(diǎn)是不需要借助專業(yè)的檢測(cè)工具，能夠通過肉眼直接判斷和分析其缺陷存在，常見的此類缺陷有咬邊、表面焊接裂縫、焊瘤、表面凹陷不平整等多種缺陷形式。

（1）咬邊。此種缺陷主要表現(xiàn)形式是沿著焊縫，在基體材料部分形成的凹陷或溝槽。

（2）焊瘤。此種缺陷主要表現(xiàn)形式是由于焊接熱量不足，沒有熔合的基體材料或者在焊縫的根部，在冷卻后會(huì)出現(xiàn)和基體不相熔合的瘤狀金屬。

（3）燒穿。此種缺陷主要表現(xiàn)形式是熔深超過工件厚度，由于熱量的堆積，造成對(duì)工件的穿透破壞缺陷。

2.2 內(nèi)部缺陷

此種焊接缺陷存在于工件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，操作人員無法通過肉眼觀察分析，常見的缺陷類型主要有氣孔、裂紋等[2]。

（1）氣孔。氣孔主要是指在焊接過程中，熔池中存在未析出的氣體，從而造成在焊接完成后焊縫中形成空穴。

（2）夾渣。夾渣主要是指焊接完成后，焊縫中存在金屬或者非金屬等不同類型的雜質(zhì)存在。

（3）裂紋。裂紋主要是指焊接材料之間結(jié)合時(shí)原子結(jié)構(gòu)破壞，造成材料表面出現(xiàn)裂紋。

（4）內(nèi)部未熔合。內(nèi)部未熔合主要是指由于焊接熱量的不足造成兩種金屬材質(zhì)之間沒有完全熔合在一起的現(xiàn)象。

2.3 微觀缺陷

這種缺陷的形式主要指在加工的過程中，由于熱量傳遞的不均勻?qū)е碌墓ぜ⒂^結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生變化。其主要表現(xiàn)形式有過燒、偏析、化學(xué)成分不均勻和組織成分不均勻等類型。

（1）過熱。過熱就是指在焊接過程中，由于操作的不合理和不規(guī)范性，造成工件受熱嚴(yán)重導(dǎo)致材料晶體組織受到破壞的現(xiàn)象。

（2）過燒。過燒就是指熱量集中在工件某一部位過長(zhǎng)，使晶界發(fā)生氧化或局部熔化的現(xiàn)象。

（3）偏析。偏析就是指焊接過程中由于熱量循環(huán)不穩(wěn)定導(dǎo)致的材料組織分布不均勻的現(xiàn)象。

3 焊接典型缺陷檢測(cè)方法

不同的檢測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)和適用性是有差異的，所以在對(duì)焊接結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)分析時(shí)就要根據(jù)缺陷形式的不同合理的選擇檢測(cè)方式。

3.1 宏觀缺陷檢測(cè)方法

對(duì)于以上提到的宏觀缺陷類型的常見表現(xiàn)形式，由于其一般都存在于工件的表面結(jié)構(gòu)上，通過肉眼或者借助一些專用的檢測(cè)設(shè)備儀器即可進(jìn)行檢測(cè)分析。比如對(duì)于細(xì)小微妙的缺陷可以通過高倍顯微鏡等方法進(jìn)行分析。其中，不同方法的使用場(chǎng)景是不相同的。比如，渦流檢測(cè)只能夠適用于可以導(dǎo)電的被測(cè)對(duì)象，從而對(duì)工件表面進(jìn)行缺陷檢測(cè)。滲透檢測(cè)方法的使用也是有限制范圍的。通常用于工件表面存在開口型裂紋缺陷，并且加工完成后的工件表面平整度和粗糙度都會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生不同程度的影響。檢測(cè)靈敏度較高，能夠檢測(cè)出1μm大小的裂紋缺陷[3]。

3.2 內(nèi)部缺陷檢測(cè)方法

針對(duì)于上面所述的內(nèi)部缺陷類型的各種表現(xiàn)形式，通常采用的是射線或者超聲波方法進(jìn)行無損檢測(cè)。射線檢測(cè)方式適用性較強(qiáng)，不受被測(cè)對(duì)象材料性能、尺寸結(jié)構(gòu)等因素的限制，不同類型的缺陷檢測(cè)結(jié)果清晰明了。但是由于其檢測(cè)結(jié)果圖是二維圖像，所以會(huì)出現(xiàn)缺陷重疊的現(xiàn)象，干擾分析結(jié)果，同時(shí)射線掃描的角度也有嚴(yán)格的規(guī)定，一般和工件的取向平面不超過10°。

3.3 微觀缺陷檢測(cè)方法

對(duì)于上述分析的微觀缺陷類型的檢測(cè)方式一般很難通過無損檢測(cè)缺陷。由于其缺陷形式通常存在于晶體范圍中，所以需要采用解剖和借助儀器設(shè)備的方式對(duì)其進(jìn)行分析。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的不斷發(fā)展，無損檢測(cè)技術(shù)也不斷有新型的技術(shù)形式出現(xiàn)，并且逐漸在實(shí)際應(yīng)用中占據(jù)主要地位。機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)的無損探傷檢測(cè)技術(shù)探討已經(jīng)得到一定的發(fā)展，在未來我國(guó)的這項(xiàng)技術(shù)將會(huì)得到更好的發(fā)展。