王永向，孔令彬，郭慶斌

（濟(jì)南魯新新型建材股份有限公司，山東濟(jì)南 250109）

0 引言

很多行業(yè)的發(fā)展都離不開機(jī)械工程的實施，尤其隨著機(jī)械化的快速發(fā)展，機(jī)械工程實施更是成為激勵企業(yè)、行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。機(jī)械工程實施過程中，焊接技術(shù)是不可或缺的技術(shù)。由于焊接技術(shù)種類繁多，焊接質(zhì)量是影響機(jī)械工程質(zhì)量和效益的一個重要因素。為保障機(jī)械工程良好的焊接效果，工程企業(yè)往往通過無損檢測技術(shù)來實現(xiàn)質(zhì)量評估，最大程度促進(jìn)機(jī)械工程各個環(huán)節(jié)焊接目標(biāo)的實現(xiàn)。

1 機(jī)械工程焊接時無損檢測技術(shù)應(yīng)用的重要性

1.1 有效提高設(shè)備焊接結(jié)構(gòu)檢測的先進(jìn)性

機(jī)械工程項目中，一些工件結(jié)構(gòu)往往需要通過焊接工藝實現(xiàn)，焊接質(zhì)量會影響工件結(jié)構(gòu)質(zhì)量的穩(wěn)定性。在焊接質(zhì)量評估方面，傳統(tǒng)的質(zhì)量檢驗主要由人工完成，專業(yè)人員根據(jù)自身經(jīng)驗判斷焊接質(zhì)量。當(dāng)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(zhì)量。這種檢測方式對工件結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重破壞，整體工作量相對較大，甚至存在部分資源的浪費(fèi)[1]。無損檢測技術(shù)不僅能夠維持工件結(jié)構(gòu)的完整性，還能夠直接進(jìn)行焊接質(zhì)量的評估，檢測過程更為安全與高效。

1.2 可顯著降低機(jī)械設(shè)備維護(hù)成本

在機(jī)械工程實施過程中，焊接是機(jī)械設(shè)備安裝的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。機(jī)械投入使用時間越長，意味著機(jī)械設(shè)備在使用時存在嚴(yán)重磨損。為維持設(shè)備的可靠運(yùn)轉(zhuǎn)，相關(guān)人員在實際的機(jī)械工程管理過程中，必須要做好定期檢測與維護(hù)工作，及時發(fā)現(xiàn)機(jī)械工程中存在的質(zhì)量缺陷與安全隱患。無損檢測技術(shù)能夠?qū)崟r檢測機(jī)械工程的焊接情況，識別與處理焊接質(zhì)量缺陷都相對及時。無損檢測技術(shù)在機(jī)械工程焊接中的應(yīng)用可以有效降低機(jī)械設(shè)備維護(hù)成本。

2 機(jī)械工程中焊接結(jié)構(gòu)常見問題分析

2.1 直觀缺陷

機(jī)械工程中，焊接工藝是關(guān)鍵工藝，可以使不同結(jié)構(gòu)之間能夠緊密結(jié)合。為保證機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量，一般在機(jī)械工程中對于焊接質(zhì)量有著嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)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(zhì)量檢測過程中，只需要通過專業(yè)人員的檢查、觀測就可實現(xiàn)準(zhǔn)確判定，基本不需要借助專業(yè)的焊接檢測設(shè)備。

2.2 內(nèi)部缺陷

機(jī)械焊接時，內(nèi)部缺陷也是最為常見的質(zhì)量問題。很多內(nèi)部缺陷往往是由于相關(guān)人員在實際焊接過程中，未嚴(yán)格遵守相應(yīng)的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)。內(nèi)部缺陷的檢測相對復(fù)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(shè)備來進(jìn)行內(nèi)部缺陷的檢測。穿孔、焊瘤、夾渣與裂紋都屬于常見的內(nèi)部缺陷，一旦在焊接工藝應(yīng)用過程中沒有及時處理這些內(nèi)部缺陷，將會使得整個焊接作業(yè)存在嚴(yán)重質(zhì)量問題，影響機(jī)械的正常使用。

2.3 微觀缺陷

在機(jī)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(yè)儀器設(shè)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(dāng)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(fā)生氧化反應(yīng)，導(dǎo)致焊接出現(xiàn)未焊透、未熔合、夾渣和裂紋等各種質(zhì)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(xiàn)小氣泡。未焊透主要表現(xiàn)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(yuǎn)遠(yuǎn)低于正常標(biāo)準(zhǔn)都會造成這種質(zhì)量缺陷。

3 無損檢測技術(shù)在機(jī)械工程焊接中的應(yīng)用

3.1 射線檢測

射線檢測是焊接質(zhì)量檢測中的一種常用技術(shù)，屬于新型檢測技術(shù)。在具體檢測過程中，主要是通過對射線特點與優(yōu)勢的利用來實現(xiàn)的。機(jī)械工程焊接檢測時若采用射線檢測技術(shù)，檢測人員需根據(jù)激光或掃描等射線方式檢測焊接點的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。通過直觀成像，專業(yè)人員可以根據(jù)系統(tǒng)化、科學(xué)化的計算方式，進(jìn)行焊接結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確評估。但是，現(xiàn)實的機(jī)械工程項目中，一些機(jī)械設(shè)備的構(gòu)成極為復(fù)雜，在焊接過程中的技術(shù)難度相對較大。要實現(xiàn)焊接結(jié)構(gòu)的完整、準(zhǔn)確檢測，掌握焊接點內(nèi)部結(jié)構(gòu)的形狀、大小與性質(zhì)特征，就必須要嚴(yán)格加強(qiáng)對射線檢測技術(shù)的綜合應(yīng)用，充分發(fā)揮射線檢測技術(shù)的優(yōu)勢[3]。從焊接檢測的實踐經(jīng)驗來看，射線檢測在封閉環(huán)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(jī)械工程焊接檢測中的一種有效檢測技術(shù)，這種檢測技術(shù)在具體應(yīng)用過程中，為獲得完整、準(zhǔn)確的檢測數(shù)據(jù)，需利用專業(yè)的檢測設(shè)備。檢測設(shè)備探頭存在高速振動，在此過程中會產(chǎn)生超聲波，超聲波發(fā)送與接收過程中，可以進(jìn)行焊接質(zhì)量的檢測。超聲波檢測技術(shù)的原理主要體現(xiàn)在超聲波存在直線傳播與回彈的特性，當(dāng)其在設(shè)備中均勻傳播時，設(shè)備會采集、分析回彈的超聲波信息，從而全面評價焊接質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)焊接時存在的質(zhì)量缺陷。超聲波檢測技術(shù)能夠及時、準(zhǔn)確地獲得機(jī)械工程中焊接的質(zhì)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(shù)據(jù)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(yōu)勢，使得超聲波檢測技術(shù)成為機(jī)械工程焊接檢測時最為常用的一種技術(shù)[4]。

3.3 全息檢測

對于機(jī)械工程焊接檢測，全息檢測同樣是一種有效的檢測技術(shù)。在具體應(yīng)用過程中，主要是通過激光、回聲，對機(jī)械設(shè)備內(nèi)部加以全息成像，全面進(jìn)行焊接部位的掃描。在掃描過程中，會直接呈現(xiàn)三維立體場景圖，相關(guān)檢測人員從中能夠及時發(fā)現(xiàn)焊接缺陷。全息技術(shù)在焊接檢測方面具有技術(shù)先進(jìn)性，能夠?qū)附咏Y(jié)構(gòu)開展全方位、系統(tǒng)化的檢測。三維立體場景圖的呈現(xiàn)，更是大大提高了檢測的嚴(yán)謹(jǐn)性，不僅保障了焊接檢測的效率，還使得檢測結(jié)果可以直接作為機(jī)械工程質(zhì)量控制的依據(jù)[5]。但是，全息技術(shù)在我國機(jī)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(shè)備投入非常大，整體焊接檢測成本過高，這些嚴(yán)重制約了該技術(shù)的應(yīng)用。未來，需要加強(qiáng)技術(shù)改進(jìn)，降低全息檢測技術(shù)應(yīng)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(shù)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(jù)滲透的方式進(jìn)行焊接部位滲透性、密度等分析，根據(jù)結(jié)果綜合評估焊接質(zhì)量。但是，在滲透檢測技術(shù)應(yīng)用過程中，極易受到外部條件的干擾。當(dāng)一些外部環(huán)境出現(xiàn)明顯變化后，滲透檢測工作就難以順利進(jìn)行，檢測結(jié)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(shù)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(xiàn)出質(zhì)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(shù)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(shù)在鐵磁性材料的檢測方面更為有效，當(dāng)工件被磁化，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)缺陷時，缺陷處的磁場分布會發(fā)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(jìn)而顯示不連續(xù)位置、大小和形狀等。在機(jī)械工程檢測時，需要在內(nèi)部結(jié)構(gòu)中撒入磁粉，來準(zhǔn)確檢測出其與漏磁場作用的位置以及大小，進(jìn)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(shù)的原理是電磁感應(yīng)，在實際檢測技術(shù)應(yīng)用過程中，需將一個通交流電的線圈深入結(jié)構(gòu)內(nèi)部，如果焊接結(jié)構(gòu)不存在任何質(zhì)量缺陷，線圈中通過的電流相對穩(wěn)定，保持一個恒定狀態(tài)，反之漏磁場會與線圈發(fā)生作用，在焊接部位出現(xiàn)渦流，渦流的形成改變線圈中通過電流的大小[6]。

4 結(jié)束語

近年來，隨著焊接檢測技術(shù)的日益發(fā)展，在機(jī)械工程焊接質(zhì)量的控制方面，可選擇的檢測技術(shù)日益增多。為提高檢測結(jié)果的精準(zhǔn)性，在檢測過程中，需要結(jié)合機(jī)械工程焊接的具體情況，選擇最佳的無損檢測技術(shù)。從操作的經(jīng)濟(jì)性、便捷性等方面著手，實現(xiàn)焊接質(zhì)量的全面評估，加強(qiáng)對機(jī)械工程焊接的質(zhì)量控制。