超聲無損檢測技術在金屬材料焊接中的應用分析

劉增

【摘 ?要】超聲無損檢測技術本質是通過超聲波與試件相互作用，就反射、透射和散射的波進行研究，對試件進行宏觀缺陷檢測、幾何特性測量、組織結構和力學性能變化的檢測和表征，并進而對其特定應用性進行評價的技術。眾所周知，金屬焊接在工業生產中十分常見，如果金屬在焊接之后內部存在缺陷，后果將非常嚴重，不僅僅浪費了各種金屬材料，同時也會對工業生產造成不良影響。為了避免這種情況的出現，通常情況下會運用超聲無損檢測技術來檢測金屬焊接是否達標。由于超聲無損檢測技術的原理簡單，造價低，因此在金屬材料焊接中無損檢測技術得到了廣泛應用。

【關鍵詞】超聲無損檢測;金屬材料;焊接;應用分析

1超聲波無損檢測技術概述

傳統的無損檢測方法包括：超聲波檢測、射線檢測、渦流檢測，磁粉檢測和滲透檢測，以及激光全息無損檢測，微波無損檢測，紅外線無損檢測等。超聲具有傳播能量大、方向性好的特點，在介質中傳播過程中出現缺陷時，會引起界面反射或聲速和能量衰減的變化。由于這種特性，因此超聲波可被用來進行工件或焊縫的探傷并實現探傷的效果。在20世紀30年代，隨著電子技術與材料加工的迅速發展，石英傳感器得到了廣泛的應用，在同時雙探頭超聲波檢測系統已經建立，并成功地運用材料缺陷的檢測。超聲波檢測系統經過各個方面的完善，于1950年逐步在工業上實現應用。尤其是1982年，微機控制探傷儀的成功研制使超聲波探傷系統的智能化、數字化成為一種必然趨勢。早期的超聲檢測技術主要是用于探傷，但也有其不足之處，比如在缺陷定性、定位及定量方面其可靠性和靈敏度不高，限制了智能化的進一步發展。近年來，一些先進的技術如缺陷定量分析、信號處理、超聲傳感器、超聲成像、檢測可靠性等在超聲檢測領域得到了廣泛的應用。隨著超聲波檢測技術的不斷發展，越來越多的學者致力于新技術的研發與探索。

2超聲無損檢測技術在金屬材料焊接中應用的優點

通過對超聲無損檢測技術的原理的了解，可知超聲無損檢測技術原理簡單，造價低。超聲無損檢測技術的運用促進了當代工業、機械以及各種金屬制造的發展。首先，超聲無損技術在檢測過程中不會破壞金屬的特性。換言之，在檢測的過程中是自動的識別出金屬內部存在的缺陷，從某種意義上來說，這種技術是不存在任何風險性的。其次，超聲無損檢測技術檢測速度快。眾多科學家在研究之后表明，在檢測的過程，超聲波會精確地檢測出金屬內部存在的問題，比如金屬的接口處連接不齊、凹陷和松動等問題，這些問題在工業生產上都是絕對不允許出現。倘若出現這些生產上的失誤后期就會變得很難完善。如果不利用超聲波識別技術，僅選用人為識別，不僅降低了生產效率，而且還會嚴重影響生產質量。在運用了這種新型技術以后，它的識別效果精確、快速，大大提高了企業的生產能力和生產質量。與傳統的檢測技術相比，超聲無損檢測技術的優勢充分體現出來。由此可見，運用超聲無損檢測技術在當代金屬制造業發展中具有重大意義。

3超聲無損檢測技術在金屬材料焊接中的應用

3.1超聲無損檢測應用于金屬材料焊接的實施步驟

在進行金屬材料焊接時，超聲無損檢測技術有多種應用形式，如何選取最佳的檢測方案是影響檢測效果的關鍵因素。受金屬材質性能、工件形狀、尺寸等因素的影響，在焊接過程中會存在各種形式的金屬焊接缺陷。超聲無損檢測技術方案的確定，應結合金屬材質自身缺陷特征和工件實際情況進行。金屬材質焊接的過程中，會采用多種檢測手段，超聲無損檢測是一種重要的補充檢測手段，與其他檢測手段一起得出最終的檢測結論。檢測過程中的數據通信與處理是同步完成的，首先測試人員之間應實時通信，進行數據信息匯總;其次，測試人員與后臺信息處理系統實現實時通信，得到科學的分析結果;最后，通過對比檢測的原始數據和分析數據，對焊縫進行及時處理，修正材料參數。

3.2具體應用

3.2.1內部缺陷

針對金屬材料內部的缺陷問題，超聲無損檢測技術在使用的過程中能有效的檢測出來。例如，金屬材料在焊接的過程中受到不同外力的作用，使得內部出現大小不同、形狀不同的缺陷問題，造成該金屬材料的質量受到嚴重影響。在此情況下，利用超聲無損檢測技術，能有效檢測出金屬材料的內部問題，如裂紋、氣泡、夾渣和未焊透等缺陷問題，進而保障了金屬材料的內部質量安全性。

3.2.2宏觀缺陷

金屬焊接工作中產生的宏觀缺陷問題，主要針對的是金屬材料在物理方面所產生的變化，比如金屬材料的實際厚度長度以及材料表面的平整度等，在這些宏觀缺陷問題中金屬焊接工作很容易產生不良的影響。由于在金屬的焊接過程中，金屬的材質會受到外部環境溫度的影響，造成了一些熔點相對較低的材料在焊接過程中出現融化，進而對金屬材料的整體厚度長度等產生不良的影響，或者是在焊接過程中焊料會順著焊接縫向下流動造成了焊料附著在加工材料的表面上，使得整個材料的局部厚度增加。在一些金屬的初加工過程中，這種現象通常情況下不會被人們所重視，但是這些金屬的精密加工流程中，金屬材料會發生一些比較細小的變化，最終對整個金屬的焊接質量產生了不良的影響。因此，針對這一問題必須使用超聲無損檢測技術，對金屬表面的焊接質量來進行有效的檢測，由此可以看出超聲部分檢測技術，在檢測金屬表面宏觀焊接質量方面具有較大的優勢，在實際的檢測工作中，相關檢測工作人員可以直接忽略金屬材料內部的材質問題，通過不同的焊接方式來對焊接口的形態進行有效的調整，這樣可以保證后續的超聲無損檢測工作的順利開展，最終的結果顯示也更加直觀，有利于后續工作的順利開展。

3.2.3微觀缺陷

由于金屬材料的焊接技術及工藝的不同，針對不同的技術標準會有不同的焊接微觀缺陷存在。尤其是在局部高溫、焊接表面缺氧、冷卻環境與冷卻速度等的情況下，會造成金屬材料表面發生微觀變化，進而影響金屬材料的焊接成果。因此，利用超聲無損檢測技術能通過超聲波來對金屬材料的焊接指標進行必要檢測，及時反應焊接過程中的微觀缺陷，保證糾正措施及時進行，促進金屬材料的質量穩定和可靠。

3.3應用舉措

第一，科學把控檢測時間與時機。雖然超聲無損檢測技術能夠為金屬材料的焊接帶來更加精準的把控和監督，但是這也并不意味著要全程都進行超聲檢測，否則也會間接加重檢測帶來的能源消耗和成本的提高。所以有效的超聲檢測一定是適時的。檢測人員要學會觀察焊接的進度和需求，找準時機在關鍵的焊接節點上進行超聲檢測，尤其是根據經驗對容易出現問題的高危時段利用超聲檢測進行實時跟進。第二，及時更新檢測的技術與內容。隨著科學技術的發展與進步，超聲無損檢測技術也在不斷的進行著革新和拓展，其精確性和穩定性也在相關領域研究人員的探究和支持下不斷提高，為了更好的在金屬材料焊接中使用超聲無損檢測技術，以適應和覆蓋更多種類的建筑材料，就需要相關人員具備先進的思想和開放的思維，緊跟超聲檢測發展的節奏，定期接受培訓與再教育，為金屬材料焊接引進更加先進的技術與內容。

4結束語

總之，超聲檢測作為一種重要的無損檢測技術，已成為安全檢查的首選方案，近年來也被應用于金屬材質自身缺陷和焊接接頭平面缺陷的檢測中。在實際生產過程中金屬焊接工藝不斷發生變化，超聲無損探傷技術自身也在不斷完善和創新，目前已經可以實現對缺陷位置、大小和尺寸的精確檢測。超聲無損檢測技術在工業領域的應用，在保證焊接質量的同時，提升了企業的生產效率。

參考文獻：

[1]王先政，武文亮.淺析超聲無損檢測技術在金屬材料焊接中的應用[J].民營科技，2018，04：41.

（作者單位：河北華建檢測試驗有限責任公司）