淺談機械焊接結構的無損檢測技術

摘 要：工業生產的過程必然需要各類機械的參與，而機械是通過將各類零部件連接在一起形成的，焊接作為一種常見的連接方式其質量的好壞直接關系到機械是否能夠安全、穩定運行，因此對機械焊接結構的檢測就顯得格外重要，隨著科技的發展，各種無損檢測技術逐漸替代傳統的檢測技術，成為主流技術。文章介紹了機械焊接結構的幾種典型缺陷，分析了機械焊接結構采用無損檢測的重要性，并探討幾種常見的焊接無損檢測方法。

關鍵詞：機械焊接結構；無損檢測；方法；超聲波；磁粉

前言

焊接作為一種典型的連接技術，在機械加工制造中得到廣泛的應用，相對于鉚接、螺紋連接等而言，焊接后的兩部分具有更好的整體性，同時如果焊接工藝掌握不當就會導致焊接結構出現缺陷，這些缺陷的存在會影響機械結構的承載能力和使用壽命，因此焊接質量好壞直接影響機械的安全、穩定運行，為保證焊接質量，應對焊接結構進行缺陷檢測，主要檢測方式分為有損檢測和無損檢測兩種，其區別在于無損檢測可在保證機械結構完整性的前提下完成，相對于有損檢測來說更具先進性。

1 機械焊接結構的典型缺陷

1.1 宏觀缺陷

焊接結構的宏觀缺陷是指不用借助任何儀器設備，僅憑肉眼觀察即可發現的焊接缺陷，例如燒穿、咬邊、焊瘤、凹陷等等，這類缺陷一般來說需要拆除重新焊接。

1.2 內部缺陷

焊接結構的內部缺陷是指一般在焊接結構的內部，經肉眼觀察不能或不易分辨出來，需要借助一些專用的儀器設備進行檢測的缺陷類型，包括裂紋、氣孔、內部未熔合等等。

1.3 微觀缺陷

微觀缺陷指在焊接過程中由于熱循環不均勻導致內部微觀組織的分布出現異常以及化學成分的非均勻性熔合等，常見的有過燒、過熱、組織成分不均勻等。

2 機械焊接結構采用無損檢測的重要性

2.1 有效提高了設備焊接結構檢測的先進性

對于焊接結構而言，采用傳統的檢測方式，一方面需要憑經驗而行，另一方面檢測過程需要對焊接結構進行破壞，不但勞動強度高，而且還可能造成不必要的損失。而采用無損檢測技術可以在不破壞結構和使用功能的前提下完成探傷工作，操作簡便且結果可靠性高，因此更先進。

2.2 可顯著降低機械設備維護成本

在工業現代化的進程中，機械設備的運行時間越來越長，導致設備損耗程度進一步增加，為保證機械設備的高效和安全運轉，就必須對其進行日常維護，應用無損檢測技術，可對機械設備的焊接處進行隨時的檢測，以便及時發現問題及時處理，另外，在對機械設備修理后也要進行無損檢測，以確保機械設備能滿足使用要求。無損檢測技術簡便易行，不需要過多的投入人力物力，因此有助于降低企業機械設備的維護成本。

3 機械焊接結構常用無損檢測方法

3.1 超聲波檢測

超聲波檢測是利用超聲波在統一均勻介質中的傳播是勻速直線的這一原理，利用超聲波探頭向機械焊接結構內部發射高頻機械振動聲波，通過收集內部回聲并通過計算機模擬軟件來分析焊接結構內部缺陷情況。超聲波無損檢測的優點是靈敏度高、可操作性好，而且成本低廉，在發達國家的機械制造業得到廣泛的應用。其缺點在于超聲波檢測作為定性分析較為方便，但若對焊接缺陷做數據定量分析就需要操作人員必須具備較高的專業水平，并且由于系統誤差的存在使得結果精確度很難保證。

3.2 射線探傷技術

射線探傷技術是利用射線對機械焊接結構部分進行照射和掃描，其信號和數據信息反映到成像設備上，通過定量的分析可得出是否存在缺陷、缺陷的形狀、大小、數量等信息，由于射線的透射性好，故此方法的精度較高、數據可靠性高，并且數據信息可長期保存，有助于日后用來比對分析。但由于射線本身對人體是有害的，因此檢測過程中必須穿戴專業的防護設備，這就導致了檢測成本較高，只有在其他檢查方法無法達到要求時才會采用射線探傷技術。

3.3 滲透檢測

滲透檢測是通過向機械焊接結構表面涂抹配置好的具有高滲透性的滲透液，當焊接結構表面存在微裂縫、微型孔洞等缺陷時，滲透液就會滲入其中使缺陷顯示出來，不僅能夠顯示缺陷的位置，而且還可顯示出缺陷的形狀，因此檢測結果較為準確，其優勢還在于操作比較簡單，容易上手。但滲透檢測的工作量較大，需要人手多，因此經濟效益較差，而且如果焊接缺陷位于結構內部而表面完好的情況就不適用滲透檢測方法。

3.4 磁粉檢測

磁粉檢測是將鋼鐵制品的機械焊接結構進行磁化后，其焊接缺陷處的磁導率與周圍零部件的磁導率是有差異的，表現為缺陷處在磁化后其磁場會產生畸變，從而產生漏磁場，存在漏磁場的部位就會吸引磁粉引起磁粉堆積的現象，使缺陷處產生磁痕，這個磁痕反映出缺陷的位置和形狀，結果可靠準確，并且方法簡單易行，具有較大的應用空間。

3.5 渦流檢測技術

渦流檢測是利用電磁感應原理，將一個通入交流電的線圈靠近待檢測工件，線圈通過的電流在條件一定時是不發生變化的，而當焊接結構處存在缺陷時工件內就會產生渦流，受其影響線圈通過的電流就會發生變化，根據線圈電流的變化來判斷缺陷是否存在，檢測效率較高，實際應用效果較好。

3.6 全息探測檢測

全息探測檢測是利用射線、激光、升學全息成像的方式對待測機械焊接結構進行三維立體的分析和檢測，由于集成了多種檢測技術，因此對焊接結構表面和內部結構的缺陷都能精確地檢測出來，與此同時，全息探測檢測法還能夠將焊接缺陷的全方位信息數據反映出來，為檢測人員分析焊接質量提供客觀依據。全息探測檢測法是一種科技含量較高的無損檢測技術，其代表著未來無損檢測技術發展的方向，但同時此技術也還處于初始應用階段，還有很多待完善之處，例如檢測成本高、檢測時間太長等，這也是全息探測檢測技術尚未得到廣泛應用的原因。

4 結束語

綜上所述，無損檢測對于機械焊接結構的探傷具有重要意義，當前國內外主要的無損檢測技術包括超聲波檢測、射線探傷、磁粉檢測、滲透檢測等，隨著科技水平的不斷提高，人們對機械焊接結構的無損檢測要求也向著精度更高、成本更低、自動化程度更高、檢測持續時間更少的方向發展。

參考文獻

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