超聲檢測技術(shù)在金屬材料焊接成型中的應(yīng)用

陳文瑋

（濱州學(xué)院， 山東 濱州 256600）

在社會(huì)發(fā)展需求不斷升級的今天，各種各樣的高新科技如同雨后春筍般紛紛涌現(xiàn)，超聲無損檢測技術(shù)正是其中比較具有代表性的一種技術(shù)，它能夠在許多特殊結(jié)構(gòu)的內(nèi)部質(zhì)量檢測當(dāng)中發(fā)揮作用。而金屬材料焊接成型技術(shù)更是在人們的日常生活中以及工業(yè)化生產(chǎn)中占據(jù)著重要地位，保證了我國金屬加工業(yè)的順利發(fā)展。利用超聲無損檢測技術(shù)對金屬材料焊接成型進(jìn)行檢測，具有一定的積極作用。

1 超聲無損檢測技術(shù)概述

目前，世界經(jīng)濟(jì)一體化已經(jīng)成為必然趨勢，中國也逐漸參與到世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，而為了保證我國經(jīng)濟(jì)實(shí)體及產(chǎn)品服務(wù)的競爭力，技術(shù)人員始終走在技術(shù)研發(fā)、技術(shù)應(yīng)用的探索之路上，確實(shí)也取得了許多意料之外的成果，超聲無損檢測技術(shù)正是在這種情況下出現(xiàn)，并迅速得到人們的認(rèn)可和關(guān)注。從實(shí)際情況來看，超聲無損檢測技術(shù)具有一定的應(yīng)用價(jià)值，能夠在準(zhǔn)確、無傷的條件下確定被檢測結(jié)構(gòu)是否存在質(zhì)量缺陷，經(jīng)過一段時(shí)間的發(fā)展以后，已經(jīng)與金屬材料焊接成型技術(shù)緊密融合，在保證金屬材料焊接成型質(zhì)量方面發(fā)揮了積極作用[1]。具體來說，其擁有以下優(yōu)勢:首先，應(yīng)用超聲無損檢測技術(shù)對金屬材料焊接情況進(jìn)行檢查，不會(huì)導(dǎo)致金屬材料的損壞，即所有檢測過程都可以在無傷情況下進(jìn)行，設(shè)備可自動(dòng)識別金屬焊接成型部位是否存在質(zhì)量缺陷等，這就解決了過去只能破拆后進(jìn)行檢查的問題。其次，超聲無損檢測技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值還在于其擁有十分突出的檢測效率，根據(jù)技術(shù)人員實(shí)際應(yīng)用情況來看，利用超聲無損檢測技術(shù)檢查金屬材料焊接成型部位是否存在質(zhì)量問題，往往能取得比較可觀的應(yīng)用效果，該位置存在的松動(dòng)、塌陷等質(zhì)量問題，都能第一時(shí)間被識別出來，避免這些質(zhì)量隱患給材料的后續(xù)應(yīng)用帶來嚴(yán)重負(fù)面影響。最后，超聲無損檢測技術(shù)應(yīng)用還具有普適性非常高的優(yōu)勢，它能夠在金屬材料焊接成型的病害檢測中發(fā)揮作用，而不受到環(huán)境、時(shí)間的限制，因此實(shí)際應(yīng)用價(jià)值值得關(guān)注。

2 超聲檢測技術(shù)在金屬材料焊接成型中的應(yīng)用

2.1 檢測金屬材料的材質(zhì)缺陷

金屬焊接成型的主要對象是金屬材料，而金屬材料本身的材質(zhì)是否符合焊接標(biāo)準(zhǔn)，直接決定了焊接成型的結(jié)果以及金屬部件后續(xù)的實(shí)用性能等，在正式進(jìn)行金屬材料焊接成型之前，工作人員可借助超聲無損檢測技術(shù)檢查金屬材料的材質(zhì)等，判斷其是否符合本次焊接施工的要求，確定其中是否存在肉眼不可察的質(zhì)量隱患，確保焊接后的金屬部件能夠長時(shí)間保持應(yīng)用價(jià)值[2]。另外，在借助超聲無損檢測技術(shù)確定金屬材料性能職能上，還可以據(jù)此選擇最佳的金屬焊接工藝，從而達(dá)到保障金屬焊接的操作效率以及焊接質(zhì)量的效果。根據(jù)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)來看，超聲無損檢測技術(shù)還能夠有效檢出金屬材料的均勻性問題和內(nèi)部雜質(zhì)等，工作人員可在發(fā)現(xiàn)金屬材料不均勻的情況下，在焊接操作中適當(dāng)增加焊料，從而確保焊接位置能夠牢固地結(jié)合在一起，降低發(fā)生銜接不嚴(yán)密等問題的幾率。除此之外，目前有一小部分金屬材料的供貨商為了獲得更多利潤，會(huì)刻意將不合格的金屬材料和合格的金屬材料交替混合出售，這使得金屬構(gòu)件加工后的質(zhì)量高低不一，不符合工業(yè)化生產(chǎn)和日常生活需求，甚至可能給加工企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而利用超聲無損檢測技術(shù)對金屬材料的材質(zhì)進(jìn)行細(xì)致檢查，則能夠徹底規(guī)避這一風(fēng)險(xiǎn)，避免因材料材質(zhì)問題而導(dǎo)致的加工效果問題[3]。

2.2 檢測金屬焊接中存在的宏觀缺陷

金屬焊接成型工藝有一定的復(fù)雜性，金屬材料在高溫條件下會(huì)發(fā)生物理變化，但是在工藝技術(shù)不到位的情況下，金屬材料焊接位置的厚度、結(jié)構(gòu)形狀等就可能發(fā)生意料之外的變化，而這些質(zhì)量問題可以稱之為宏觀缺陷（見下頁圖1—圖3），如果不能及時(shí)發(fā)展并有效地解決這些宏觀缺陷，就可能導(dǎo)致金屬構(gòu)件在后續(xù)使用中出現(xiàn)質(zhì)量問題，造成安全事故和經(jīng)濟(jì)損失。在實(shí)際的金屬材料焊接成型中，受到高溫條件的影響，一些金屬材料會(huì)融化并影響到金屬構(gòu)件的預(yù)計(jì)尺寸，同時(shí)還有一些焊料可能會(huì)從焊縫位置流向其他位置，給金屬材料的加工帶來不利影響。利用超聲無損檢測技術(shù)對這種宏觀缺陷進(jìn)行檢查，能夠取得比人工檢查更加可觀的檢測效果，檢測的速度也更快，工作人員可以在超聲無損檢測技術(shù)的支持下，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)焊接成型部位的質(zhì)量問題，并對不能修復(fù)病害的金屬構(gòu)件作報(bào)廢處理，從根本上規(guī)避不必要的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。特別需要提到的是，相比于傳統(tǒng)的檢測技術(shù)而言，超聲無損檢測技術(shù)往往具有更加直觀的檢測效果，工作人員可直接確定焊接病害所在位置，并及時(shí)采取措施進(jìn)行處理[4]。

圖1 金屬焊接缺陷

圖2 金屬焊接缺陷

圖3 金屬焊接缺陷

2.3 檢測金屬焊接中存在的微觀缺陷

超聲無損檢測技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值不容忽視，除了在金屬材料材質(zhì)檢測、金屬材料宏觀缺陷檢測方面能夠發(fā)揮作用之外，它還能在一些不容易被發(fā)現(xiàn)的、比較細(xì)微的微觀缺陷檢測中扮演重要角色。結(jié)合金屬材料焊接成型的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來看，所謂的微觀缺陷一般是焊接工藝不到位、技術(shù)人員操作不合理等造成的，一些焊接人員由于缺乏豐富的工作經(jīng)驗(yàn)、沒有專業(yè)化培訓(xùn)背景等原因，并不能在進(jìn)行金屬材料焊接成型的過程中合理控制溫度以及環(huán)境狀態(tài)等，這就可能會(huì)給金屬材料焊接效果造成影響[5]。如在進(jìn)行金屬材料焊接成型的過程中，工作人員需要利用高溫對焊接位置進(jìn)行加熱并利用焊料等進(jìn)行連接，但是這并不意味著可以無限升高焊接溫度，過高的溫度可能會(huì)讓金屬材料除焊縫以外的位置發(fā)生融化，進(jìn)而影響到焊接成型的效果。因此工作人員需要在保證焊接效果的基礎(chǔ)上，對焊接位置溫度進(jìn)行合理控制，但是在控制不當(dāng)?shù)那闆r下，就可能導(dǎo)致細(xì)微的微觀缺陷。目前我國的金屬材料焊接成型技術(shù)已經(jīng)比較完善，精密金屬加工業(yè)也越來越成熟，在加工精密的金屬零部件的時(shí)候，工作人員往往需要通過對氧氣的供應(yīng)量進(jìn)行控制等方法，確保焊接位置的成型效果，一旦氧氣量控制不到位，就可能出現(xiàn)微觀質(zhì)量缺陷，進(jìn)而給金屬材料精密加工效果造成不利影響。利用超聲無損檢測技術(shù)對上述兩方面原因?qū)е碌奈⒂^缺陷進(jìn)行檢測，往往能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的細(xì)小質(zhì)量問題，第一時(shí)間進(jìn)行修復(fù)和調(diào)整，在保證檢測準(zhǔn)確度的基礎(chǔ)上，確保金屬材料焊接成型效果。

3 結(jié)語

超聲無損檢測技術(shù)是高新技術(shù)不斷更新?lián)Q代的產(chǎn)物，經(jīng)過一段時(shí)間的探索和研究之后發(fā)現(xiàn)，超聲無損檢測技術(shù)和金屬材料焊接成型工藝的結(jié)合，能夠切實(shí)提升金屬材料焊接成型的質(zhì)量水平。工作人員可通過超聲無損檢測技術(shù)及時(shí)識別金屬材料材質(zhì)上的問題、焊接位置的宏觀及微觀缺陷等，相比于傳統(tǒng)的檢測技術(shù)，超聲無損檢測技術(shù)的檢測準(zhǔn)確度顯然更加可觀，檢測效率也更加突出，因此在今后的發(fā)展中應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對超聲檢測技術(shù)與金屬材料焊接成型的研究。