淺談焊縫超聲無損檢測

樊慶超

柳州鐵路工程質量檢測中心有限公司 廣西柳州 545000

焊接屬于特殊過程，除應對實施過程中各項參數進行控制外，重要焊接件在焊后也應該進行必要的檢測。各種檢測手段中，無損檢測因其不損傷被檢工件而被廣泛采用。材料中存在缺陷，就會造成材料內部結構的不連續[1]。無損檢測技術就是通過特殊手段對材料施加影響，從而引起特殊的顯化的物理特性變化，從而判斷或推斷出材料存在缺陷的方法。適當的無損檢測可以推斷并計算出缺陷的位置、性質、大小等參數，以提供合格判據和改進的機會。因此，無損檢測對焊接件質量控制，保證質量安全具有重要作用。

1 焊接件無損檢測的特點

焊接件的性能要求具有多種多樣特點，采用無損檢測技術對焊接件進行檢測過程中，需要根據無損檢測的特殊性，被檢件的特殊性使用環境等，考慮到檢測實施的時機，其他變化的影響等因素，以正確評價工件產品質量。無損檢測是在不損壞工件材料、結構、尺寸等基礎上實施的，其評價的是工件表面或內部缺陷，不能評價材料內部晶粒、應力等變化，因此在對焊接件進行無損檢測的同時，焊接評定的前期工作不能省略。在對焊接件進行工藝評定，根據確定參數實施焊接，適時結合破壞性檢測技術進行檢測對比，以此來準確對焊接件的使用性能質量進行判定。在對焊接件進行無損檢測過程中，需要根據各種無損檢測的特點、適用性等選擇最適宜的檢測方法或多種方法同時采用，以起到各種檢測方法取長補短，有利于對焊接件的產品性能進行準確判斷的目的。

2 超聲無損檢測技術概述

超聲無損檢測技術通過超聲波與工件相互作用，對超聲波反射、透射和衰減等進行研究，對工件進行宏觀缺陷的檢測、幾何特性的測量、力學性能和組織結構變化的檢測和表征，進而對其特定功能性進行評價。超聲無損檢測技術的工作原理是利用超聲波在被測物體的傳播特征，評估被測物體本身及其內部是否存在缺陷及缺陷的特性。研究表明，超聲波在彈性介質中可以快速傳播，傳播速度受溫度、材質等因素的影響。傳播速度因材質不同而存在差異，而在相同材質固體介質中，聲速在較高溫度的介質中傳播較慢；超聲波的傳播速度同時還受到材質均勻程度的影響。通過對超聲波這些特性的研究和利用，實現了材料檢測的目的。隨著技術進步，利用超聲無損檢測技術可以有效地檢測出產品、工件、材料內部缺陷。由于超聲無損檢測技術還有著操作簡便、精度高及對人體無害等優點，因此在工業無損檢測領域中應用日益廣泛。針對結構件在焊接的過程中容易產生各種不同的缺陷，特別是嚴重影響結構件性能的內部缺陷，我們可利用超聲無損檢測技術對結構件焊接進行質量控制。

3 超聲波檢測技術的應用特點

超聲波檢測技術就是利用超聲波在均勻材料中傳播速度、方向不變，而一旦遇到材料改變，就會引起變化，如：反射、折射等現象的特性實現對材料的檢測。以焊接件為例：焊接件是兩個工件通過某種焊接方式連接在一起的構件，焊接部位在焊接過程中經過高溫熔融形成的焊縫，可視同母材一樣均為均勻介質，如果內部存在缺陷，則缺陷處就會產生不連續，出現超聲波遇到不同介質的反射現象。根據超聲波的波長、發射的角度及方位，通過計算和測量，就能夠推斷出缺陷的尺寸、位置、深度等信息。超聲波檢測應用范圍非常廣，可用于金屬、非金屬和復合材料的缺陷的檢測。

4 超聲無損檢測技術在鋼結構焊接檢測中的應用

4.1 超聲無損檢測應用于鋼結構焊接的實施步驟

在進行鋼結構焊接時，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。超聲無損檢測雖然是一種重要的檢測手段，但本身具有一定的局限性，當存在爭議時，應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，首先檢測人員之間應實時通信，進行數據信息匯總，遇到疑似缺陷的波形，應同讓另一位檢測人員進行二次確認，商討后得到科學的分析結果；其次，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。

4.2 不斷創新超聲無損檢測技術

近些年，材料技術取得了長足進步，尤其是電子元器件所使用的材料和生產工藝的發展，使得部分以前無法生產的元器件變為現實；另一方面，電子技術理論、計算機應用技術、數字信號處理技術的進步，提升了超聲無損檢測技術的科技含量和智能化水平，檢測精度、準確性和效率也隨之提高[2-3]。為了使超聲無損檢測技術能夠更好地應用于金屬焊接檢測工作中，應該加大對其技術的后續研發投入，深入生產現場了解超聲無損檢測技術的應用情況及存在的問題，對其進行不斷改進和優化。

5 結語

超聲波檢測作為一種重要的無損檢測技術，已成為鋼結構質量檢測的首選方案，近年來不斷被應用于金屬材料自身缺陷和焊接接頭內部缺陷的檢測中。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。超聲檢測目前不僅可以實現對缺陷位置、大小和尺寸的準確檢測，而且還從A型顯示發展了B或C型成像顯示方式，新技術層出不窮，顯示其強大生命力。