機械工程中的焊接無損檢測技術

王永向，孔令彬，郭慶斌

（濟南魯新新型建材股份有限公司，山東濟南 250109）

0 引言

很多行業的發展都離不開機械工程的實施，尤其隨著機械化的快速發展，機械工程實施更是成為激勵企業、行業發展的關鍵因素。機械工程實施過程中，焊接技術是不可或缺的技術。由于焊接技術種類繁多，焊接質量是影響機械工程質量和效益的一個重要因素。為保障機械工程良好的焊接效果，工程企業往往通過無損檢測技術來實現質量評估，最大程度促進機械工程各個環節焊接目標的實現。

1 機械工程焊接時無損檢測技術應用的重要性

1.1 有效提高設備焊接結構檢測的先進性

機械工程項目中，一些工件結構往往需要通過焊接工藝實現，焊接質量會影響工件結構質量的穩定性。在焊接質量評估方面，傳統的質量檢驗主要由人工完成，專業人員根據自身經驗判斷焊接質量。當然，在有些條件下，也會采用破壞性檢測分析的方式來評估焊接質量。這種檢測方式對工件結構造成嚴重破壞，整體工作量相對較大，甚至存在部分資源的浪費[1]。無損檢測技術不僅能夠維持工件結構的完整性，還能夠直接進行焊接質量的評估，檢測過程更為安全與高效。

1.2 可顯著降低機械設備維護成本

在機械工程實施過程中，焊接是機械設備安裝的一個關鍵環節。機械投入使用時間越長，意味著機械設備在使用時存在嚴重磨損。為維持設備的可靠運轉，相關人員在實際的機械工程管理過程中，必須要做好定期檢測與維護工作，及時發現機械工程中存在的質量缺陷與安全隱患。無損檢測技術能夠實時檢測機械工程的焊接情況，識別與處理焊接質量缺陷都相對及時。無損檢測技術在機械工程焊接中的應用可以有效降低機械設備維護成本。

2 機械工程中焊接結構常見問題分析

2.1 直觀缺陷

機械工程中，焊接工藝是關鍵工藝，可以使不同結構之間能夠緊密結合。為保證機械設備的質量，一般在機械工程中對于焊接質量有著嚴格標準。機械工程焊接時，焊接的缺陷類型相對較多，一些焊接缺陷可以直接觀測到。在焊接質量檢測過程中，只需要通過專業人員的檢查、觀測就可實現準確判定，基本不需要借助專業的焊接檢測設備。

2.2 內部缺陷

機械焊接時，內部缺陷也是最為常見的質量問題。很多內部缺陷往往是由于相關人員在實際焊接過程中，未嚴格遵守相應的規范與標準。內部缺陷的檢測相對復雜，一般難以通過直接觀測獲得，必須要借助于一些輔助檢測設備來進行內部缺陷的檢測。穿孔、焊瘤、夾渣與裂紋都屬于常見的內部缺陷，一旦在焊接工藝應用過程中沒有及時處理這些內部缺陷，將會使得整個焊接作業存在嚴重質量問題，影響機械的正常使用。

2.3 微觀缺陷

在機械焊接過程中，微觀缺陷也極為常見。這種類型的缺陷檢測過程中，往往需借助專業儀器設備。通常情況下，焊接過程中的微觀缺陷一般是焊接操作不當造成。如果在焊接過程中存在過熱、過燒的情況，將會使得焊接熔液粒子過大，甚至在焊接位置處極易發生氧化反應，導致焊接出現未焊透、未熔合、夾渣和裂紋等各種質量缺陷[2]。如果在實際焊接過程中，沒有充分熔化焊接材料，且焊接材料的分布不均勻，將會使得焊接處出現小氣泡。未焊透主要表現在焊接接頭根部的熔透不足，在焊接過程中，坡口鈍邊間隙太小，焊接時的電流遠遠低于正常標準都會造成這種質量缺陷。

3 無損檢測技術在機械工程焊接中的應用

3.1 射線檢測

射線檢測是焊接質量檢測中的一種常用技術，屬于新型檢測技術。在具體檢測過程中，主要是通過對射線特點與優勢的利用來實現的。機械工程焊接檢測時若采用射線檢測技術，檢測人員需根據激光或掃描等射線方式檢測焊接點的內部結構。通過直觀成像，專業人員可以根據系統化、科學化的計算方式，進行焊接結構的準確評估。但是，現實的機械工程項目中，一些機械設備的構成極為復雜，在焊接過程中的技術難度相對較大。要實現焊接結構的完整、準確檢測，掌握焊接點內部結構的形狀、大小與性質特征，就必須要嚴格加強對射線檢測技術的綜合應用，充分發揮射線檢測技術的優勢[3]。從焊接檢測的實踐經驗來看，射線檢測在封閉環境的焊接檢測中最為有效。

3.2 超聲波檢測

超聲波檢測同樣是機械工程焊接檢測中的一種有效檢測技術，這種檢測技術在具體應用過程中，為獲得完整、準確的檢測數據，需利用專業的檢測設備。檢測設備探頭存在高速振動，在此過程中會產生超聲波，超聲波發送與接收過程中，可以進行焊接質量的檢測。超聲波檢測技術的原理主要體現在超聲波存在直線傳播與回彈的特性，當其在設備中均勻傳播時，設備會采集、分析回彈的超聲波信息，從而全面評價焊接質量，發現焊接時存在的質量缺陷。超聲波檢測技術能夠及時、準確地獲得機械工程中焊接的質量與安全問題，可以對焊接部位開展全方位的檢測，所獲得的檢測數據精度高，檢測操作相對便捷，沒有較大的時間消耗與人力物力投入。由于這些優勢，使得超聲波檢測技術成為機械工程焊接檢測時最為常用的一種技術[4]。

3.3 全息檢測

對于機械工程焊接檢測，全息檢測同樣是一種有效的檢測技術。在具體應用過程中，主要是通過激光、回聲，對機械設備內部加以全息成像，全面進行焊接部位的掃描。在掃描過程中，會直接呈現三維立體場景圖，相關檢測人員從中能夠及時發現焊接缺陷。全息技術在焊接檢測方面具有技術先進性，能夠對焊接結構開展全方位、系統化的檢測。三維立體場景圖的呈現，更是大大提高了檢測的嚴謹性，不僅保障了焊接檢測的效率，還使得檢測結果可以直接作為機械工程質量控制的依據[5]。但是，全息技術在我國機械工程焊接檢測方面未得到推廣與普及，主要是在實際檢測過程中，檢測步驟相對較多，檢測設備投入非常大，整體焊接檢測成本過高，這些嚴重制約了該技術的應用。未來，需要加強技術改進，降低全息檢測技術應用時的成本投入。

3.4 滲透檢測

滲透檢測與其他焊接檢測技術相比，操作更為便捷。在具體焊接檢測過程中，在焊接部位涂抹一定的滲透液，隨后根據滲透的方式進行焊接部位滲透性、密度等分析，根據結果綜合評估焊接質量。但是，在滲透檢測技術應用過程中，極易受到外部條件的干擾。當一些外部環境出現明顯變化后，滲透檢測工作就難以順利進行，檢測結果也與實際存在較大差異。在特定的檢測場景與條件下，滲透檢測技術具有靈活性與便捷性。例如，如果焊接工作受到外部條件的影響，存在裂紋或者縫隙，涂抹滲透液后就能夠明顯地表現出質量缺陷，對于焊接氣密性的檢測十分方便。

3.5 電磁檢測

電磁檢測技術包含磁粉檢測、渦流檢測和漏磁檢測等多種方式。磁粉檢測技術在鐵磁性材料的檢測方面更為有效，當工件被磁化，結構出現缺陷時，缺陷處的磁場分布會發生一定變化。漏磁場的形成使得在光照條件下，會明顯觀測到磁痕，進而顯示不連續位置、大小和形狀等。在機械工程檢測時，需要在內部結構中撒入磁粉，來準確檢測出其與漏磁場作用的位置以及大小，進而評估焊接缺陷位置和程度，同樣具有檢測的便捷性。渦流檢測技術的原理是電磁感應，在實際檢測技術應用過程中，需將一個通交流電的線圈深入結構內部，如果焊接結構不存在任何質量缺陷，線圈中通過的電流相對穩定，保持一個恒定狀態，反之漏磁場會與線圈發生作用，在焊接部位出現渦流，渦流的形成改變線圈中通過電流的大小[6]。

4 結束語

近年來，隨著焊接檢測技術的日益發展，在機械工程焊接質量的控制方面，可選擇的檢測技術日益增多。為提高檢測結果的精準性，在檢測過程中，需要結合機械工程焊接的具體情況，選擇最佳的無損檢測技術。從操作的經濟性、便捷性等方面著手，實現焊接質量的全面評估，加強對機械工程焊接的質量控制。