超聲波技術在焊接碳鋼硬度測量方面的應用

超聲波技術在焊接碳鋼硬度測量方面的應用

刊名：Defence Technology（英）

刊期：2015年第11期

作者：Fatih Uzun et al

編譯：苗志慧

超聲波接觸阻抗技術在非破壞性焊接碳鋼硬度測量方面得到了廣泛應用。超聲波通過一定硬度的物體時，其速度變化與物體的表面硬度有一定的相關性。為了將超聲波接觸阻抗技術作為非破壞性測量物體硬度的特定方法，有必要進行一定量的工業應用測試，以確定其方法的可靠性。為此，選擇了一種廣泛使用的焊接技術作為測量和試驗的對象。鋼的焊接過程是工業化生產的一個典型過程，材料的晶粒結構在焊接區周圍發生變化。因此，研究了應用于碳鋼焊接方面的超聲波技術。

選擇3種碳含量不同但其它組分完全一致的碳鋼樣品進行退火，以便獲得具有不同硬度值的樣品。此類熱處理樣品各向同性，且其洛氏B標準硬度值與超聲波通過樣品時速度變化量相關。超聲波通過不同厚度物體時，速度變化與各向同性材料的表面硬度有一定的相關性，基于這一點可以測量材料的平均硬度。但一般剛性材料無法維持其各向同性結構。

利用探測超聲波速度變化技術來檢測焊接工藝對碳鋼硬度的影響，并將測試結果與破壞性硬度測量方法的測量結果進行比對驗證。同時，對應用超聲波速度變化技術測量各向異性材料硬度的能力進行了研究。研究結果表明，超聲波技術可作為測定物體宏觀硬度的可行方法。傳統破壞性測量方法和超聲波非破壞性測量方法最終測得的物體硬度分布基本一致，但在平均硬度值和表面硬度值方面，兩種測量方式的測量結果有一定的差異。因此，超聲波技術不能完全取代傳統的破壞性硬度測量方法，而應作為共存的測量方法應用于焊接碳鋼硬度測量領域。