超聲無損檢測技術(shù)在金屬材料焊接的應(yīng)用

曲靈智（大唐長山熱電廠，吉林松原，131109）

超聲無損檢測技術(shù)在金屬材料焊接的應(yīng)用

曲靈智
（大唐長山熱電廠，吉林松原，131109）

利用超聲無損檢測技術(shù)檢測金屬材料焊接的隱藏缺陷，有效保證金屬材料的使用性能。

超聲無損檢測技術(shù)；金屬材料；焊接

0 引言

隨著社會(huì)的發(fā)展，超聲無損檢測技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用日益廣泛，它能夠?qū)Ρ粶y對象的內(nèi)部損傷進(jìn)行檢測，操作簡單、性能良好。金屬材料焊接過程中很容易產(chǎn)生不同損傷，為了保證生產(chǎn)安全，對于金屬材料的焊接點(diǎn)要進(jìn)行嚴(yán)格的無損檢測。

1 超聲波檢測相關(guān)技術(shù)理論

1.1 超聲缺陷檢測的基本方法

目前最常使用的超聲無損檢測方法有脈沖反射法和衍射時(shí)間傳播技術(shù)。脈沖反射法的檢測原理是，通過探頭對需檢測部件內(nèi)部發(fā)射脈沖波，對反射波進(jìn)行觀察，分析內(nèi)部缺陷，這種方法發(fā)射和接收聲波采用的是同一個(gè)超聲探頭。如果待檢測部件沒有缺陷，那么得到的圖形顯示只有兩個(gè)信號(hào)，發(fā)射脈沖與底面回波。如果待測件中存在缺陷，那么還將存在缺陷回波，對其進(jìn)行分析就能完成對缺陷的評(píng)估，利用高度判斷缺陷大小，利用回波與發(fā)射脈沖的間距判斷缺陷深度。如果選擇適宜的探頭，通過脈沖反射法能夠?qū)附尤毕葑龀鲮`敏的檢測。

衍射時(shí)間傳播技術(shù)在待測缺陷與檢測面呈現(xiàn)較大角度時(shí)非常適用。在檢測過程中，所使用的是寬聲束探頭，探頭相對焊縫對稱的成對分布，檢測區(qū)域被聲束完全覆蓋。當(dāng)遇到缺陷時(shí)候，會(huì)有衍射波或反射波產(chǎn)生，探頭對其進(jìn)行接收，通過分析確定缺陷的位置以及大小。衍射波的距離和傳播時(shí)間都由缺陷的具體情況決定，所以確定波束的延時(shí)時(shí)間就能夠計(jì)算缺陷的具體位置和尺寸。

1.2 超聲無損檢測技術(shù)的優(yōu)勢

在無損檢測技術(shù)中，超聲無損檢測的地位非常重要，得到非常廣泛的應(yīng)用，它能夠有效保證產(chǎn)品質(zhì)量，為安全生產(chǎn)做出貢獻(xiàn)。超聲無損檢測技術(shù)的適用范圍較廣，在金屬、非金屬等材料檢測上都表現(xiàn)良好，能夠進(jìn)行深層次的檢測，發(fā)現(xiàn)部件內(nèi)部缺陷，同時(shí)對其進(jìn)行準(zhǔn)確定位，避免人力、物力的不必要浪費(fèi)。超聲無損檢測技術(shù)成本較低，檢測效率高。這些優(yōu)勢都是其他技術(shù)不能達(dá)到的，這項(xiàng)技術(shù)科技含量較高，能夠保證金屬焊接的質(zhì)量，讓金屬具有更安全的使用性能。

隨著我國經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，石油、核電、鐵路等都發(fā)展迅猛，這些工業(yè)中所使用的大多為金屬材料，所以超聲無損檢測技術(shù)在金屬材料焊接上的應(yīng)用對于這些行業(yè)都有著重要作用，金屬材料焊接情況的好壞，對產(chǎn)品質(zhì)量起到?jīng)Q定性作用。在航天事業(yè)中，金屬材料焊接技術(shù)得到大量應(yīng)用，如果沒有完善的檢測體系，就不能保證材料的安全性能，這不僅會(huì)影響到航天事業(yè)的發(fā)展，還會(huì)讓宇航員的生命安全受到威脅。

2 超聲無損檢測的局限性

2.1 受材料影響

目前，在金屬材料焊接檢測上沒有完美的技術(shù)，盡管超聲無損技術(shù)具有很明顯的優(yōu)勢，但是它也有一定的局限性。充分認(rèn)識(shí)到超聲無損檢測的局限性，能夠幫我們了解超聲無損檢測技術(shù)在金屬材料焊接中的應(yīng)用，以此為根據(jù)來找到最有效的檢測方法。這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用原理就是對固體中的回聲加以利用，根據(jù)回聲的情況對缺陷進(jìn)行有效判斷。但是如果金屬材料的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，形狀不規(guī)則，那么利用超聲無損檢測技術(shù)就不能做出準(zhǔn)確的判斷，從而對后期的修復(fù)產(chǎn)生巨大影響。超聲無損檢測技術(shù)的應(yīng)用對金屬材料的材質(zhì)以及晶體要求都較為嚴(yán)格，有些材料用超聲監(jiān)測技術(shù)不能有效檢測出其缺陷的詳細(xì)情況。如果在檢測時(shí)候不能了解具體的損傷情況，就不能制定出科學(xué)合理的解決方案。

2.2 受檢測方式影響

超聲無損檢測技術(shù)在面積檢測與體積檢測中差異較大，通過大量實(shí)踐證明，體積檢測率要低于面積檢測率，這說明在面積檢測上，超聲無損檢測技術(shù)局限性非常明顯。但是，如果面積體的裂縫隱藏較深，或者存在融合不完全的地方，超聲無損檢測的應(yīng)用也會(huì)受到影響。

2.3 受人為因素影響

超聲波無損檢測技術(shù)在記錄上也存在制約性，其檢測結(jié)果無法進(jìn)行真實(shí)可靠的記錄。超聲無損檢測技術(shù)的結(jié)果受人為因素影響較大，檢測人員的專業(yè)素養(yǎng)、專業(yè)知識(shí)等都會(huì)對檢測結(jié)果產(chǎn)生影響，檢測結(jié)果具有不定性。

3 金屬材料焊接中超聲無損檢測技術(shù)有效應(yīng)用的具體方法

3.1 選擇合理的檢測方法

金屬材料因其晶體不同，所以金屬的材質(zhì)各不相同，所以在進(jìn)行金屬材料檢測工作時(shí)，要根據(jù)其特點(diǎn)選擇適宜的檢測方法，不能對所有的金屬材料都一概而論。在具體的檢測工作中，檢測人員要對金屬特性做深入了解，依照不同屬性的金屬設(shè)計(jì)最有效的方法來檢測金屬焊接情況。

3.2 綜合運(yùn)用各種檢測方法

在對金屬焊接進(jìn)行檢測時(shí)候可以采取多種檢測方法，在具體檢測工作中，可以把超聲無損檢測技術(shù)作為最主要技術(shù)，再輔以其他檢測技術(shù)。不同的檢測方法都有各自的優(yōu)勢，所以對各種方法綜合使用能夠達(dá)到最佳的檢測效果。這與人類的團(tuán)隊(duì)合作有異曲同工之處，每位成員發(fā)揮出自己的優(yōu)勢，才能讓工作順利完成。在對檢測金屬焊接時(shí)候，檢測人員要對各種檢測方法進(jìn)行分析，選擇最合適的搭配方法。超聲無損檢測技術(shù)在有些情況靈敏性較差，如果金屬中存在裂縫，或者焊接點(diǎn)融合不完全，利用超聲無損檢測技術(shù)很難進(jìn)行檢測，這時(shí)就需要在檢測時(shí)融入其他有效檢測技術(shù)。超聲無損檢測技術(shù)的優(yōu)勢顯著，具有很好的穿透性，同時(shí)又具有很高的識(shí)別性，能夠?qū)p傷處進(jìn)行準(zhǔn)確定位，但是這項(xiàng)技術(shù)中存在的缺陷就需要通過其他檢測技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。所以，在金屬材料焊接檢測過程中，一定要綜合運(yùn)用各種檢測技術(shù)，以達(dá)到最佳的檢測效果。

3.3 把握無損檢測的時(shí)間

金屬材料的性質(zhì)都存在較大差異，同種金屬材料在不同時(shí)間進(jìn)行檢測也會(huì)得到不同效果，所以在進(jìn)行金屬材料焊接無損檢測時(shí)候要選擇最佳時(shí)機(jī)。根據(jù)金屬材料各自的焊接工序，在適宜的工序之后完成檢測，不能對檢測時(shí)間進(jìn)行簡單的固定規(guī)定。檢測人員要想順利完成檢測工作，讓檢測能夠反映出焊接的真實(shí)情況，就一定要結(jié)合實(shí)際，根據(jù)不同材料的性能選擇最有利的檢測時(shí)間。

3.4 研究超聲無損檢測的缺陷

超聲無損檢測技術(shù)的局限性是客觀存在的，對于這一現(xiàn)象我們不能回避，要積極的面對，對其規(guī)律進(jìn)行總結(jié)。對于缺點(diǎn)發(fā)生的情況，不同缺點(diǎn)所對應(yīng)的金屬材料，這些缺點(diǎn)只有通過相關(guān)檢測人員在實(shí)際工作中不斷積累、摸索，才能總結(jié)出相關(guān)規(guī)律。在掌握所有超聲無損檢測技術(shù)的缺陷后才能在金屬材料焊接中有更好的使用效果，同時(shí)還能優(yōu)化超聲無損檢測技術(shù)。

3.5 創(chuàng)新超聲無損檢測技術(shù)

隨著科技的發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)都讓超聲無損檢測技術(shù)向著更完善的方向發(fā)展，使其精度、檢測效率、準(zhǔn)確率都得到提升。在明確了如何攻克存在問題之后，就需要加緊研發(fā)腳步，對超聲無損檢測技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。這就需要我們在對超聲無損檢測技術(shù)進(jìn)行理解運(yùn)用的基礎(chǔ)上對其進(jìn)行技術(shù)革新，正面對待其技術(shù)缺陷，讓超聲無損檢測技術(shù)得到更有效的運(yùn)用。

3.6 加強(qiáng)檢測人員之間的相互交流

檢測人員在擁有一定經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上都需要增加與從業(yè)人員的交流，對別人的既有經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行學(xué)習(xí)，取長補(bǔ)短來完善自身技能。檢測人員通過相互交流能夠?qū)z測方法進(jìn)行總結(jié)，集各家所長，得到最有效的檢測措施，讓進(jìn)行檢測的人員提高檢測正確率，得到更好的檢測效果。

4 結(jié)束語

超聲無損檢測技術(shù)在金屬材料焊接中有良好應(yīng)用，它能夠發(fā)現(xiàn)金屬材料的內(nèi)在損傷，保證產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)而讓金屬產(chǎn)品具有更好的安全性能。由于這項(xiàng)技術(shù)成本低廉、使用方便，所以受到各行各業(yè)的歡迎。不斷完善超聲無損檢測技術(shù)對于行業(yè)的發(fā)展、社會(huì)的發(fā)展，都有重要意義。

[1]宋宇.基于無損探傷的超聲系統(tǒng)研究[D].北京交通大學(xué)，2011.

[2]沈毅.超聲無損檢測裝置的研究與設(shè)計(jì)[D].南京郵電大學(xué)，2011.

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