新型焊接質量的無損檢測技術

文/閆士超，身份證號: 130804198802111015

新型焊接質量的無損檢測技術

文/閆士超，身份證號: 130804198802111015

無損檢測技術對焊接產品的缺陷檢測有重要意義，目前越來越多的科學家和工程技術人員致力于新型無損檢測焊接檢測技術的研究與應用，隨著檢測技術的提高和多樣化，對焊接缺陷的控制將日漸成熟，焊接結構的質量也將逐步得到保障，但是新的無損檢測技術雖然有獨特的優勢，也有相應的不足，需要進一步推進實驗研究并用于生產。

新型焊接質量；無損檢測；技術

1 焊接結構的常見缺陷

1.1 宏觀缺陷

焊接結構的宏觀缺陷是指不使用勘測儀器，采用常規的觀察技術便能確定的缺陷類型。通常見到的缺陷形式可以分為咬邊、焊瘤、凹陷、燒穿、裂紋等。

1.2 內部缺陷

焊接結構的內部缺陷是指，通過目測，觀察不到內部焊接處的結構，需要借助特定的設備來獲得缺陷類型。這類結構內部缺陷主要包括：內部未熔合、渣質，裂紋、氣孔等。

2 無損檢測技術的應用

2.1 超聲波衍射時差法

超聲波衍射時差法(TOFD)是一種從待檢試件內部結構（主要是指缺陷）的“端角”和“端點”處得到衍射能量來檢測缺陷的方法，用于缺陷檢測、定位和定量。對焊接缺陷大小的測定，常規超聲技術是利用脈沖回波幅度實現的，而TOFD則利用脈沖傳播時間來定量測定。該技術已用在超高壓管道焊接檢查上?；窘Y構中有一收一發雙探頭，相對焊縫對稱分布。直通波(LW)是在平直工件的表面以下，沿2個探頭之間最短路徑以縱波速度進行傳播，最先到達的波是只在TOFD檢測時出現特有信號。缺陷信號是由缺陷上、下端點產生的衍射信號，強度低于底面反射波信號，兩端點相位相反，其下端點的相位與直通波相同。底面反射波(BW)的波幅比缺陷衍射波高一些，是縱波在底面的反射波。相位與直通波相反，其傳播距離比直通波大，總是位于直通波之后?？梢娊砻娲嬖诿^。檢測圖像見圖2，根據幾何關系，可得到缺陷的自身高度，該方法對缺陷垂直方向的定量和定位非常準確，精度誤差小于1mm，和脈沖反射法相結合時效果更好，能夠覆蓋整個焊縫區域，檢測速度非常高。

2.2 發射檢測

發射檢測(AE)是一種新型的動態無損檢測技術，是通過探測受力時材料內部發出的應力波，判斷容器內部結構損傷程度的一種無損檢測技術，能夠實現連續監視容器內部缺陷發展的全過程。對壓力容器焊縫缺陷如未焊透、夾渣、氣孔等采用的是定位源檢測，這是區別于其他無損檢測技術的一種動態檢測技術，通過靈活布置傳感器的多通道聲發射檢測裝置，可以對缺陷作精確定位、定量以及定性分析，這樣對大型結構如球罐等的檢測較為方便。現代聲發射儀除了能進行聲發射參數實時測量和聲發射源定位外，還可直接進行聲發射波形的觀察、顯示、記錄和頻譜分析，根據缺陷所處的應力狀態和位置變化引起的聲發射特征的變化，可以長期連續地監視缺陷的安全性，因此在焊接過程控制中，可以通過對金屬冷卻產生的聲發射信號的實時監測來有效控制焊接質量。由于發射技術具有許多獨特的優點，近年來對該技術的研究和應用越來越多。

2.3 脈沖渦流檢測

脈沖渦流檢測是在不拆除覆蓋層的情況下，由于腐蝕、沖蝕或機械損傷造成的均勻壁厚減薄，對承壓設備用碳鋼、低合金鋼等鐵磁性材料進行檢測的方法，是一種較新型的無損探傷技術。脈沖渦流的激勵電流是具有一定占空比的方波，其檢測參數較多，可同時檢測出焊縫與堆焊層表面或近表面缺陷的距離和厚度。克服了傳統的渦流探傷，以正弦電流作為激勵，參數控制相對困難，無法兼顧檢測深度和靈敏度不足的問題，該技術對金屬厚度和缺陷的檢測有很重要的實用價值。通常情況下，激勵信號的頻率越高，則渦流越趨于被檢測件的表面分布，對表面微小缺陷的檢測能力越高，但隨著透入深度的增大，高頻渦流會急劇衰減，所以對于近表面缺陷的檢測能力不高；與此相反，激勵信號頻率越低，則渦流在被檢測件表面下的透入深度越大，對被檢測件近表面一定深度范圍內的缺陷能發生響應，但激勵信號頻率較低的話，表面缺陷檢測的靈敏度隨之明顯下降。脈沖渦流頻譜是以低頻渦流成分為主，因此難以克服低頻渦流檢測技術的一些局限性：激勵線圈尺寸較大，不利于形狀較小且較為復雜的機械零件上的缺陷檢測；對表面微小缺陷的檢測能力偏低。

2.4 水壓試驗

它主要是用來檢驗焊縫的致密性和強度。水壓試驗的方法，一種是用水把容器灌滿，并堵塞好容器上的一切孔和眼，用水泵把容器內水壓提高，根據有關的技術標準提高到工作壓力的，1.25到1.5倍進行強度試驗。帶強度試驗過程中，要注意把容器放在安全的地點，實驗人員及其他人員都不能靠近試壓容器，防止非正常爆破造成損失。在壓力下持續一段時間后，再把壓力降至容器工作壓力進行致密性實驗。在這個過程中，操作人員可接近容器并有重量適中的圓頭小錘在距焊縫10—20毫米處，沿焊縫方向輕輕敲打，如果發現焊縫上有水滴或戲水紋出現，證明焊縫不緊密，應做出標記。這種方法常用于封閉容器的實驗，對于要求無損檢查和焊后熱處理的容器，超壓水壓試驗應在熱處理及透視后進行。還有一種水壓試驗，是用于開口容器的致密性實驗，可用水將容器灌滿或部分灌水，不附加壓力來檢驗焊縫的致密性。

3 結論

焊接檢測的常規方法有直接用肉眼檢查的宏觀檢驗和用射線照相探傷、超聲波探傷、磁粉探傷、滲透探傷、渦流探傷等儀器檢測。肉眼宏觀檢測可以不使用任何儀器和設備，但肉眼不能穿透工件來檢查工件內部缺陷，而采取射線檢驗或超聲波等方法則可以通過各種各樣的儀器或設備來進行檢測，既可以檢查肉眼不能檢查的工件內部缺陷，也可以大大提高檢測的準確性和可靠性。至于用什么方法來進行檢測，這需根據工件的情況和檢測的目的來確定。

[1]封秀敏，劉麗婷．焊接結構的無損檢測技術[J]．焊接技術，2011，06：51-54．

[2]曹玉華．焊接質量的超聲波探傷無損檢測[J]．寧夏機械，2008，04：73-75．

[3]程繼?。曄嗫仃嚈z測關鍵技術的研究[D]．江蘇:南京航空航天大學,2010．