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        機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)的無損檢測技術(shù)研究

        2014-12-23 19:45:10王麗華
        中國高新技術(shù)企業(yè) 2014年24期
        關(guān)鍵詞:焊接缺陷無損檢測技術(shù)

        王麗華

        摘要:機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)的無損檢測技術(shù)是針對焊接可能存在的缺陷進(jìn)行的,主要包括焊接的內(nèi)部缺陷、焊接的宏觀缺陷和焊接的微觀缺陷三個方面,主要的檢測方法有輻射無損檢測技術(shù)、超聲無損檢測技術(shù)和電磁無損檢測技術(shù),除此之外,比較常見的機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)的無損檢測技術(shù)還包括滲透檢測方法、泄露檢測方法和紅外檢測方法,相信隨著機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)的無損檢測技術(shù)的不斷發(fā)展,越來越多的新型檢測技術(shù)將會得到推廣和應(yīng)用。

        關(guān)鍵詞:機(jī)械焊接結(jié)構(gòu);無損檢測技術(shù);輻射無損檢測;超聲無損檢測;電磁無損檢測;焊接缺陷

        中圖分類號:TG441 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-2374(2014)36-0016-02

        焊接技術(shù)是指通過加熱或者加壓的方法,在沒有其他填充材料的前提下,將不同的工件焊接在一起的方法。近幾年來隨著焊接技術(shù)的飛速發(fā)展,焊接的形式和結(jié)構(gòu)也隨之優(yōu)化,并得到了廣泛的應(yīng)用(例如被應(yīng)用于機(jī)械與船舶制造、管道和容器的焊接等方面),但是焊接技術(shù)也具有其自身的缺陷,例如焊接后的工件容易出現(xiàn)焊接變形現(xiàn)象,對工件的加工精度和承載能力都會造成一定的影響,因此,針對有特殊要求的焊接工件,必須要通過機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)的無損檢測,才能保證工件在實(shí)際應(yīng)用中的安全性和完整性。

        1 無損檢測技術(shù)的內(nèi)容

        機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)的無損檢測技術(shù)主要是針對焊接可能存在的缺陷進(jìn)行的,主要包括以下三個方面:一是焊接的內(nèi)部缺陷,二是焊接的宏觀缺陷,三是焊接的微觀缺陷,具體內(nèi)容如下:

        1.1 機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)的內(nèi)部缺陷

        機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)的內(nèi)部缺陷主要包括夾渣(指焊接過程中有熔渣殘留在焊縫中的現(xiàn)象)、氣孔(指焊接過程中有氣體被包裹在熔化的金屬內(nèi)部沒有逸出)、裂紋(指焊接過程中原子間的融合過程受到破壞,形成新的界面,表現(xiàn)為裂紋)等,這些缺陷不能簡單地通過目測來發(fā)現(xiàn),需要通過磁粉無損檢測技術(shù)、超聲和射線無損檢測技術(shù)進(jìn)行檢測。

        1.2 機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)的宏觀缺陷

        機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)的宏觀缺陷主要包括咬邊(焊接過程中沿著焊接縫形成的凹槽)、焊瘤(焊接過程中液態(tài)金屬從焊縫根部溢出形成的金屬瘤狀物)和燒穿(焊接過程中因?yàn)榫植窟^熱導(dǎo)致熔化的金屬從焊縫的背面溢出,形成穿孔)三種類型,焊接的宏觀缺陷能夠通過眼睛直接觀測或者可以借助簡單的光學(xué)儀器進(jìn)行檢測。

        1.3 機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)的微觀缺陷

        機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)的微觀缺陷是機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)的無損檢測技術(shù)的重點(diǎn)和難點(diǎn),主要缺陷類型包括過熱(焊接過程中局部受熱使焊接晶粒變大的現(xiàn)象)、過燒(過高的溫度長時間停留導(dǎo)致晶粒的界面發(fā)生氧化的現(xiàn)象)和偏析(焊接過程中的熔合區(qū)受熱循環(huán)的作用而出現(xiàn)的內(nèi)部成分單向聚集的現(xiàn)象)等,這些缺陷無法通過肉眼直接檢測,需要利用電子顯微鏡技術(shù)或者高倍顯微鏡技術(shù)進(jìn)行檢測,同時結(jié)合專業(yè)知識對內(nèi)部焊接組織的不均勻性進(jìn)行分析。

        2 機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)的無損檢測技術(shù)特點(diǎn)分析

        2.1 輻射無損檢測技術(shù)

        機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)的輻射無損檢測技術(shù)主要包括中子輻射照相檢測、X射線照相檢測等,目前應(yīng)用最多的是利用X射線進(jìn)行的焊接無損檢測,該檢測方法是利用X射線的不同吸收來對焊接工件內(nèi)部的缺陷進(jìn)行檢測,工件各部位的厚度和密度差異會導(dǎo)致不同吸收量的投入射線,通過檢測這些不同吸收量的投入射線的變化可以判斷出血焊接點(diǎn)缺陷的性質(zhì)、分布、大小和形狀。

        2.2 超聲無損檢測技術(shù)

        超聲無損檢測技術(shù)是利用超聲波在介質(zhì)的傳播過程中會出現(xiàn)不同程度的衰減,利用超聲波遇到焊接界面時反射回來的聲波性質(zhì)來判斷焊接部位的缺陷類型和缺陷程度。目前超聲無損檢測技術(shù)中比較先進(jìn)和成熟的就是聲發(fā)射方法,即利用受應(yīng)力材料中局部的瞬間位移產(chǎn)生的聲-波效應(yīng)來對焊接點(diǎn)進(jìn)行動態(tài)的無損檢測,這種檢測方法屬于動態(tài)檢測,不但可以確定焊接缺陷的部位和類型,還可判斷缺陷的大小和程度。

        2.3 電磁無損檢測技術(shù)

        電磁無損檢測技術(shù)主要包括的類型有渦流檢測、磁粉檢測和磁漏檢測等,其中應(yīng)用比較多的是磁粉無損檢測技術(shù),這種檢測方法的依據(jù)是焊接缺陷處的磁場和磁粉會相互作用,當(dāng)被檢驗(yàn)的焊接部位發(fā)生磁化后,其表面就會因?yàn)榇诺牟贿B續(xù)而出現(xiàn)漏磁場,漏磁場的存在就可以判斷焊接點(diǎn)缺陷的存在,根據(jù)漏磁場的大小也能夠判斷焊接點(diǎn)缺陷的大小。

        雖然磁粉無損檢測技術(shù)具有非常高的靈敏度(檢測靈敏度可達(dá)微米級別),但是其實(shí)際應(yīng)用卻具有比較大的局限性,它只適用于表面裂紋缺陷的檢測,只能夠檢測到鐵磁性材料工件之間的焊接缺陷。

        3 其他無損檢測方法

        除了以上的三大類檢測方法之外,比較常見的機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)的無損檢測技術(shù)還包括滲透檢測方法、泄露檢測方法和紅外檢測方法,具體方法如下:

        3.1 滲透檢測方法

        滲透檢測方法利用的主要原理是毛細(xì)管現(xiàn)象,具體方法是將具有滲透性的液體借助毛細(xì)管的作用將其深入待檢焊接部位的缺陷中,除去多余的滲透液后,用顯現(xiàn)劑進(jìn)行噴涂,將待檢部位的滲透液吸附出來后可進(jìn)行表面顯示,具有靈敏度高(可檢驗(yàn)1μm大小的裂紋)、簡便性和直觀性的特點(diǎn)。該檢測方法的應(yīng)用具有一定的局限性,即只能夠?qū)Ρ砻娲嬖陂_口型裂紋的焊接缺陷進(jìn)行檢測,適用于表面粗糙度相對較低的焊接點(diǎn)的檢測。

        3.2 泄露檢測方法

        泄露檢測方法的主要原理是利用密閉容器的內(nèi)外壓力差作為動力,液體能夠順著漏縫滲入和滲出待檢部位的一種無損檢測方法。

        3.3 紅外檢測方法

        紅外檢測方法主要是利用紅外輻射的原理進(jìn)行無損檢測,在計算機(jī)的輔助下,通過對焊接工件的掃描(存在缺陷的焊接點(diǎn)會出血溫度的變化)來反饋焊接點(diǎn)的缺陷信息。另外,如果固定熱量被注入焊接工件后,碰到不均勻的缺陷位置就會導(dǎo)致熱量堆積或者散失,計算機(jī)會顯示出溫度異?,F(xiàn)象,進(jìn)而能夠確定工件焊接的缺陷位置和程度。

        4 結(jié)語

        隨著焊接工件對焊接技術(shù)要求的不斷提高和焊接技術(shù)的快速發(fā)展,焊接的缺陷也會越來越少,但這種精細(xì)的焊接缺陷在焊接過程中必然存在,需要利用機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)的無損檢測技術(shù)對其進(jìn)行全面的檢測,以此充分評估焊接的質(zhì)量,保證焊接件在實(shí)際應(yīng)用中的穩(wěn)定性。

        隨著機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)的無損檢測技術(shù)的不斷發(fā)展,越來越多的新型檢測技術(shù)得到推廣和應(yīng)用,例如借助計算機(jī)處理的層析成像技術(shù)能夠快速準(zhǔn)確地檢測出焊接部位的夾渣、裂紋和氣孔等多種缺陷類型,并對焊接缺陷做出全面的評估,使工件的使用者在實(shí)際應(yīng)用中真正做到了心中有數(shù),因此,可以說機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)的無損檢測技術(shù)對于保障焊接件結(jié)構(gòu)的完整性和安全性具有十分重要的作用。

        參考文獻(xiàn)

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