超聲波技術(shù)在焊接碳鋼硬度測(cè)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(cè)量方面得到了廣泛應(yīng)用。超聲波通過(guò)一定硬度的物體時(shí)，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(cè)量物體硬度的特定方法，有必要進(jìn)行一定量的工業(yè)應(yīng)用測(cè)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(cè)量和試驗(yàn)的對(duì)象。鋼的焊接過(guò)程是工業(yè)化生產(chǎn)的一個(gè)典型過(guò)程，材料的晶粒結(jié)構(gòu)在焊接區(qū)周?chē)l(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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)硬度值與超聲波通過(guò)樣品時(shí)速度變化量相關(guān)。超聲波通過(guò)不同厚度物體時(shí)，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(diǎn)可以測(cè)量材料的平均硬度。但一般剛性材料無(wú)法維持其各向同性結(jié)構(gòu)。

利用探測(cè)超聲波速度變化技術(shù)來(lái)檢測(cè)焊接工藝對(duì)碳鋼硬度的影響，并將測(cè)試結(jié)果與破壞性硬度測(cè)量方法的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比對(duì)驗(yàn)證。同時(shí)，對(duì)應(yīng)用超聲波速度變化技術(shù)測(cè)量各向異性材料硬度的能力進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明，超聲波技術(shù)可作為測(cè)定物體宏觀硬度的可行方法。傳統(tǒng)破壞性測(cè)量方法和超聲波非破壞性測(cè)量方法最終測(cè)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(cè)量方式的測(cè)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(cè)量方法，而應(yīng)作為共存的測(cè)量方法應(yīng)用于焊接碳鋼硬度測(cè)量領(lǐng)域。