焊接質量的超聲波無損檢測

張旭

摘要：飛機部附件修理中，對焊接質量要求十分嚴格。超聲波無損探傷檢測具有檢測距離大、檢測裝置小、便于攜帶以及檢測成本低等特點，因此超聲波無損檢測得到了廣泛應用。

關鍵詞：超聲波 ?無損探傷檢測 ?焊縫

對飛機部附件進行修理時，需要工作人員具有較高的焊接水平，并采用合適的焊接技術，有效解決附件焊接時出現(xiàn)的問題，包括裂縫、晶界開裂等。為提升附件的焊接質量，焊接人員應采用無損檢測技術，以快速高質量地檢測不同型號的附件。

1 超聲波探傷的運行方式和操作技術

對附件焊接質量進行檢測時，借助超聲波原理，將不同頻率的聲波發(fā)送到檢測位置。檢測位置反彈聲波后，會接收到不同振動信號的聲波，并根據(jù)聲學原理判斷附件結構內存在的質量問題。檢測過程中，由壓電晶片發(fā)出超聲波，附件受超聲波作用后，自身結構內部存在的缺陷會將超聲波形成反射波，將反射波以脈沖的形式出現(xiàn)在檢測設備上。此時，檢測人員可根據(jù)脈沖波形確定附件內存在缺陷的位置和規(guī)格。

目前，以超聲波為原理研制的檢測技術可分為四種。第一，穿透法。借助設備發(fā)出的脈沖波，形成持續(xù)的傳播信號作用在附件上，附件將傳播信號轉換成能量，工作人員根據(jù)能量的變化確定附件內的缺陷位置和規(guī)格。使用穿透法對附件進行檢測時，工作人員將兩個探頭放置在設備和附件上作為信號發(fā)射設備和信號接收設備。第二，脈沖反射法。工作人員通過產生的發(fā)射波檢測附件存在的缺陷。

檢測過程以缺陷回波法為主，工作人員通過儀器即可獲得相關信息。第三，共振法。通過共振法會在附件的內部形成聲波，聲波半波長為附件厚度整數(shù)倍時，儀器會顯示信號產生的共振頻率，以此確定附件內存在缺陷的位置和規(guī)格。第四，TOFD法。使用該方法，工作人員使用多個探頭將產生的聲波營造成一個檢測環(huán)境，將附件放置在該環(huán)境內，若附件結構內存在缺陷，會產生反射聲波和衍射波。

工作人員計算反射時間，并按照三角方程原理確定附件內缺陷的位置和規(guī)格。現(xiàn)階段，在飛機附件檢測過程中，通常會使用脈沖發(fā)射法。

2 常見缺陷波形和預防措施

2.1 氣孔缺陷的波形和預防措施

若附件出現(xiàn)單氣孔缺陷，此時缺陷位置產生的波形具有高度低、單縫且穩(wěn)定性良好等特點。在檢測單氣孔缺陷時，需要固定探頭位置，并保證每個角度的探測方向都能獲得相同大小的發(fā)射波。若出現(xiàn)多個且密集的氣孔缺陷時，不同大小的氣孔會出現(xiàn)不同高度的發(fā)射波。此時將探頭進行定點旋轉時，反射波會出現(xiàn)規(guī)律性的波動情況。

引發(fā)附件出現(xiàn)氣孔缺陷的主要原因有三個方而。第一，工作人員使用未能充分烘干的焊接材料，且在焊接時出現(xiàn)藥皮脫落、焊芯銹蝕等情況。出現(xiàn)上述情況時，多數(shù)是由于工作人員未能精準控制焊接電流，導致電弧增長。第二，使用波動變化較大的電壓。第三，使用氣體對焊接過程進行保護時，保護氣體純度較低。

為避免附件焊接時出現(xiàn)氣孔缺陷，工作人員應實施以下預防措施。第一，使用未銹蝕且未出現(xiàn)藥皮開裂或者剝落情況的焊條。若使用生銹的焊條，需要工作人員對焊條充分除銹。第二，工作人員應充分烘干使用的焊條，并嚴格清理焊條的兩側以及坡口等位置后才能進行焊接操作。第三，工作人員應嚴格控制焊接時使用的電流、電壓，并保證焊接的速度符合焊接標準。

2.2 夾渣缺陷的波形和預防措施

附件焊接后出現(xiàn)點狀夾渣缺陷時，此時進行超聲波檢測，產生的回波信號會出現(xiàn)較低的鋸齒狀波幅。此外，在主峰附近還會出現(xiàn)小峰，若平移探頭，會使產生的波幅發(fā)生變化。

引發(fā)附件焊接產生夾渣的原因有：工作人員使用較小的電流，且電流通過速度較快，未能出現(xiàn)熔渣既完成焊接操作;工作人員未清理完成焊接的位置;使用的焊條與焊接材料接觸后，山于成分不同出現(xiàn)化學反應，導致焊接位置出現(xiàn)夾渣。

對夾渣缺陷實施的預防措施包括：工作人員應保證電流的大小保持在穩(wěn)定狀態(tài);適當提高焊接坡口角度;在焊接的準備階段，嚴格清理坡口;根據(jù)焊接材料的性質，工作人員選擇介適的焊條，并嚴格控制焊接速度。

2.3 未焊透缺陷的波形和預防措施

檢測未焊透位置時，產生的反射波幅較為穩(wěn)定。若信號的反射率高，會增大波形的浮動。附件在焊接時一旦出現(xiàn)未焊透缺陷，會成為附件出現(xiàn)損壞問題的突破口，進而造成附件的整體性遭到破壞。附件在焊接時由于坡口位置預留的空間較小，且工作人員未能控制焊接速度和使用的電流，將導致焊接位置出現(xiàn)未焊透缺陷。工作人員應增加坡口的預留空間，選擇適合焊接的坡口角度，同時充分焊

接存在的間隙。

2.4 未熔合缺陷的波形和預防措施

對附件進行檢測時，若平移探頭，此時波形未出現(xiàn)較大的波動情況，而在多個角度檢測時出現(xiàn)不同波幅的反射信號，證明附件存在未熔合缺陷。引發(fā)焊接出現(xiàn)未熔合的原因主要是工作人員未能清理干凈坡口，且焊接速度較快。此外，工作人員未能精準控制焊接角度，同時未能將電流控制在穩(wěn)定范圍內，也會造成焊接出現(xiàn)未熔合。為預防焊接出現(xiàn)未熔合缺陷，工作人員既要控制好電流大小，保證焊接角度，還應徹底清理坡口。

2.5 裂紋缺陷的波形和預防措施

第一，熱裂紋缺陷的波形和預防措施。引發(fā)焊接出現(xiàn)熱裂紋缺陷的原因主要是熔池溫度下降過快，此時焊縫整體受熱發(fā)生變化，在熱量作用下產生拉應力造成熱裂紋缺陷。工作人員實施預防措施時應按照順序進行焊接，并對焊接材料的偏折程度進行試驗，以避免熱裂縫缺陷的出現(xiàn)。第二，冷裂紋缺陷的波形和預防措施。焊接時出現(xiàn)冷裂紋，一方面是由于工作人員使用淬透性較高的焊接材料，導致材料在完成焊接后由于溫度下降產生的拉力出現(xiàn)冷裂紋。另一方而，工作人員未能控制焊接速度，在過快的焊接速度下，使用的氫氣滯留在焊縫中進而形成冷裂紋缺陷。工作人員實施預防措施時，應首先加熱材料，完成焊接后逐漸降低溫度。此外，有效處理縫隙中存在的氫，并且保證在正確的操作順序下完成焊接工作，以保證焊接位置的應力滿足使用標準。

3 結語

綜上所述，對于附件焊接時產生的缺陷，既需要通過嚴格的檢測處理存在的缺陷，由需要為避免缺陷再次出現(xiàn)，應實施有效的預防措施，以提升焊接質量。

參考文獻

[1]羅海湘.關于鋼結構探傷檢測的探討[J].城市建設理論研究（電子版），2012，（21）.