超聲波技術(shù)在焊接碳鋼硬度測量方面的應(yīng)用

刊名：Defence Technology（英）

刊期：2015年第11期

作者：Fatih Uzun et al

編譯：苗志慧

超聲波接觸阻抗技術(shù)在非破壞性焊接碳鋼硬度測量方面得到了廣泛應(yīng)用。超聲波通過一定硬度的物體時，其速度變化與物體的表面硬度有一定的相關(guān)性。為了將超聲波接觸阻抗技術(shù)作為非破壞性測量物體硬度的特定方法，有必要進行一定量的工業(yè)應(yīng)用測試，以確定其方法的可靠性。為此，選擇了一種廣泛使用的焊接技術(shù)作為測量和試驗的對象。鋼的焊接過程是工業(yè)化生產(chǎn)的一個典型過程，材料的晶粒結(jié)構(gòu)在焊接區(qū)周圍發(fā)生變化。因此，研究了應(yīng)用于碳鋼焊接方面的超聲波技術(shù)。

選擇3種碳含量不同但其它組分完全一致的碳鋼樣品進行退火，以便獲得具有不同硬度值的樣品。此類熱處理樣品各向同性，且其洛氏B標準硬度值與超聲波通過樣品時速度變化量相關(guān)。超聲波通過不同厚度物體時，速度變化與各向同性材料的表面硬度有一定的相關(guān)性，基于這一點可以測量材料的平均硬度。但一般剛性材料無法維持其各向同性結(jié)構(gòu)。

利用探測超聲波速度變化技術(shù)來檢測焊接工藝對碳鋼硬度的影響，并將測試結(jié)果與破壞性硬度測量方法的測量結(jié)果進行比對驗證。同時，對應(yīng)用超聲波速度變化技術(shù)測量各向異性材料硬度的能力進行了研究。研究結(jié)果表明，超聲波技術(shù)可作為測定物體宏觀硬度的可行方法。傳統(tǒng)破壞性測量方法和超聲波非破壞性測量方法最終測得的物體硬度分布基本一致，但在平均硬度值和表面硬度值方面，兩種測量方式的測量結(jié)果有一定的差異。因此，超聲波技術(shù)不能完全取代傳統(tǒng)的破壞性硬度測量方法，而應(yīng)作為共存的測量方法應(yīng)用于焊接碳鋼硬度測量領(lǐng)域。