超聲無損檢測技術(shù)在金屬材料焊接檢測中的應(yīng)用

張寶柱

摘要：超聲檢測作為一種重要的無損檢測技術(shù)，已成為安全檢查的首選方案，近年來也被應(yīng)用于金屬材質(zhì)自身缺陷和焊接接頭平面缺陷的檢測中。在實(shí)際生產(chǎn)過程中金屬焊接工藝不斷發(fā)生變化，超聲無損探傷技術(shù)自身也在不斷完善和創(chuàng)新，目前已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)對缺陷位置、大小和尺寸的精確檢測。超聲無損檢測技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，在保證焊接質(zhì)量的同時(shí)，提升了企業(yè)的生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：超聲無損檢測技術(shù)；金屬材料焊接檢測；應(yīng)用

1超聲無損檢測技術(shù)概述

超聲無損檢測技術(shù)通過超聲波與試件相互作用，對試件反射、透射和散射的波進(jìn)行研究，對試件進(jìn)行宏觀缺陷檢測、幾何特性測量、組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能變化的檢測和表征，進(jìn)而對其特定應(yīng)用性進(jìn)行評價(jià)。自身技術(shù)進(jìn)步和應(yīng)用需求的增多，超聲無損檢測技術(shù)在工業(yè)焊接領(lǐng)域應(yīng)用日益廣泛。超聲無損檢測技術(shù)可以檢測出產(chǎn)品、工件、材料內(nèi)部缺陷，操作簡便、精度高。金屬材料在焊接的過程中會發(fā)生不同程度的變形，甚至造成內(nèi)部缺陷，對金屬材料焊接過程進(jìn)行無損檢測是必要的。

精度和質(zhì)量是超聲無損檢測技術(shù)的2個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展，世界各國間的技術(shù)交流也逐漸增多，無損檢測技術(shù)的重要性受到廣泛關(guān)注。超聲無損檢測技術(shù)的工作原理是超聲波與被測物體之間形成均質(zhì)的回聲波。研究表明，在超聲無損檢測技術(shù)中，超聲波在彈性介質(zhì)中可以快速傳播，傳播速度受溫度、材質(zhì)等因素的影響。傳播速度因材質(zhì)不同而存在差異，一般來說在固體介質(zhì)中，聲速傳播慢、溫度高，應(yīng)力集中現(xiàn)象明顯，直接影響膨脹率；超聲波的傳播速度同時(shí)還受到材質(zhì)均勻程度的影響。超聲無損檢測技術(shù)憑借其寬適用范圍和高檢測精度的優(yōu)勢，大幅提升了金屬材料焊接檢測水平。

2超聲無損檢測技術(shù)存在的優(yōu)勢和缺陷

2.1超聲無損檢測技術(shù)存在的優(yōu)勢

將超聲無損檢測技術(shù)應(yīng)用于各種物件的檢測過程中去能夠起到極高的效果，由于該項(xiàng)技術(shù)性能良好，因此在各個(gè)領(lǐng)域中受到了廣泛的應(yīng)用，其中應(yīng)用最好的便是機(jī)械制造業(yè)以及鋼鐵制造行業(yè)。并且，國防和航空領(lǐng)域等方面也逐漸引進(jìn)了超聲無損檢測技術(shù)。超聲無損檢測技術(shù)方式在檢查物品質(zhì)量、規(guī)范工作流程的基礎(chǔ)上產(chǎn)生了一定的作用。其中，對于超聲無損檢測技術(shù)而言，在應(yīng)用它的時(shí)候，不光是單純的檢測金屬材料，同時(shí)還可以檢測非金屬材料，自身具備良好的適應(yīng)能力。再者，超聲波無損檢測技術(shù)和其它類型技術(shù)相比較而言，該項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢更高，在監(jiān)測期間能夠獲取很大的深度，準(zhǔn)確找尋出被檢測物件中存在的隱蔽性問題，這從一定程度上避免了人力、物力以及財(cái)力的過度輸出。在這一技術(shù)使用期間，所需的成本不高、檢測靈活，這是其它類型的技術(shù)所不具備的，而且超聲無損檢測技術(shù)在計(jì)算機(jī)等新型技術(shù)的推動之下表現(xiàn)出來的科技成本十分高，使得金屬部件的安全性有了明顯增強(qiáng)，如此一來，既能夠提升檢測的效率，同時(shí)還保障了檢測期間人員的安全性。

2.2超聲無損檢測技術(shù)的缺陷

從當(dāng)前情況來看，超聲無損檢測技術(shù)雖然發(fā)揮出了一定的效果，不過有利也有弊，其還存在著一定的缺陷。如果要想大力研究超聲無損檢測技術(shù)在金屬材料焊接期間的應(yīng)用情況，那么就必須分析超聲波無損檢測技術(shù)存在的不足之處，在掌握上述內(nèi)容的基礎(chǔ)上來采取與之相符的方式。

超聲無損檢測技術(shù)的操作原理為：借助固體中的回聲能量來辨別缺陷程度，并且這種方式相對而言比較的復(fù)雜，對于形狀不規(guī)則的產(chǎn)品而言，難以將存在的缺陷有效的檢測出來，目前，如果無法詳細(xì)掌握缺陷的大小程度和具體位置，那么對于后期工作的開展而言存在著一定的影響，并且超聲無損檢測技術(shù)對于被檢測材料的質(zhì)量有著規(guī)范性要求，并非所有材質(zhì)的產(chǎn)品都能夠檢測出存在的缺陷性。假設(shè)不了解缺陷具體長度和大小，那么是無法根據(jù)實(shí)際情況，制定出相關(guān)方案的。再者，超聲無損檢測技術(shù)在面積形檢測以及體積檢測期間有著明顯的差距，經(jīng)過相關(guān)研究表明，面積形檢測率比體積性檢測率要高出很多，從中看出，在體積形檢測期間，該項(xiàng)技術(shù)還是存在著一定問題的。最后，超聲波無損檢測不太適合應(yīng)用于材質(zhì)較薄的產(chǎn)品檢測中，它比較適合應(yīng)用于檢測材質(zhì)較厚的產(chǎn)品內(nèi)。

3超聲無損檢測技術(shù)在金屬材料焊接檢測中的應(yīng)用

3.1把握超聲無損檢測的時(shí)間窗口

金屬材質(zhì)的不同直接影響焊接工藝和焊接質(zhì)量。對于同一種焊接材料，在不同時(shí)間段檢測會出現(xiàn)不同的結(jié)果，每種材質(zhì)都存在一個(gè)最佳的檢測時(shí)間窗口，一般是通過現(xiàn)場工程經(jīng)驗(yàn)積累。因此，在應(yīng)用超聲無損檢測技術(shù)對焊接質(zhì)量進(jìn)行檢測時(shí)，操作人員應(yīng)依據(jù)各種材料特性，把握好最佳的檢測時(shí)間窗口。象含碳量越高的鋼材，檢測等待時(shí)間越長。

3.2超聲無損檢測應(yīng)用于金屬材料焊接的實(shí)施步驟

在進(jìn)行金屬材料焊接時(shí)，超聲無損檢測技術(shù)有多種應(yīng)用形式，如何選取最佳的檢測方案是影響檢測效果的關(guān)鍵因素。受金屬材質(zhì)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(shù)方案的確定，應(yīng)結(jié)合金屬材質(zhì)自身缺陷特征和工件實(shí)際情況進(jìn)行。金屬材質(zhì)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(bǔ)充檢測手段，與其他檢測手段一起得出最終的檢測結(jié)論。檢測過程中的數(shù)據(jù)通信與處理是同步完成的，首先測試人員之間應(yīng)實(shí)時(shí)通信，進(jìn)行數(shù)據(jù)信息匯總；其次，測試人員與后臺信息處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信，得到科學(xué)的分析結(jié)果；最后，通過對比檢測的原始數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)，對焊縫進(jìn)行及時(shí)處理，修正材料參數(shù)。

3.3不斷創(chuàng)新超聲無損檢測技術(shù)

近些年，材料技術(shù)取得了長足進(jìn)步，尤其是電子元器件所使用的材料和生產(chǎn)工藝的發(fā)展，使得部分以前無法生產(chǎn)的元器件變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)；另一方面，電子技術(shù)理論、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)的進(jìn)步，提升了超聲無損檢測技術(shù)的科技含量和智能化水平，檢測精度、準(zhǔn)確性和效率也隨之提高。為了使超聲無損檢測技術(shù)能夠更好地應(yīng)用于金屬焊機(jī)檢測工作中，應(yīng)該加大對其技術(shù)的后續(xù)研發(fā)投入，深入生產(chǎn)現(xiàn)場了解超聲無損檢測技術(shù)的應(yīng)用情況及存在的問題，對其進(jìn)行不斷改進(jìn)和優(yōu)化。

4結(jié)束語

超聲波無損探傷技術(shù)在在工業(yè)中應(yīng)用較廣，其具備操作簡單以及性能穩(wěn)定等特征，本身能夠?qū)ぜ鱾€(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的檢測。當(dāng)前，金屬材料焊接對于技術(shù)有著嚴(yán)格的要求，它明確規(guī)定要全面保障完成后產(chǎn)品的安全性，使其發(fā)揮出良好的效果。在金屬材料焊接期間，普遍存在著熱劣化損傷現(xiàn)象，這一現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生安全事故。因此，為了將存在的問題徹底消滅，防止事故的危害性，在金屬材料焊接位置處要做好相應(yīng)的無損檢測工作。

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（作者單位：西安益通熱工技術(shù)服務(wù)有限責(zé)任公司）