（中车株洲电力机车研究所有限公司风电事业部湖南株洲412007）
摘要：随着科学技术的不断进步，机械替代人工已经成为未来社会的大势所趋，在机械行业中，焊接工艺是必不可少的，焊接结构的质量会严重影响到机械质量，因此在机械使用前对机械焊接结构进行检测是一项必不可少的工作。传统检测技术需要对机械焊接结构进行破损处理，并且检测效率也较低，无损检测技术可以确保焊接结构的完整和安全。
关键词：无损检测技术；机械焊接；缺陷
1典型缺陷类型
在实际生产中，焊接技术所产生的焊接缺陷按照形式的不同大致可分为宏观缺陷、内部缺陷、微观缺陷三大部分，每种类型所体现的缺陷特点、表现形式和造成的影响都不相同，下面就针对这种缺陷形式进行详细的论述分析。
1.1宏观缺陷
这种焊接缺陷形式在表现方式上来看，主要特点是不需要借助专业的检测工具，能够通过肉眼直接判断和分析其缺陷存在，常见的此类缺陷有咬边、表面焊接裂缝、焊瘤、表面凹陷不平整等多种缺陷形式。①咬边。此种缺陷主要表现形式是沿着焊缝，在基体材料部分形成的凹陷或沟槽。②焊瘤。此种缺陷主要表现形式是由于焊接热量不足，没有熔合的基体材料或者在焊缝的根部，在冷却后会出现和基体不相熔合的瘤状金属。③烧穿。此种缺陷主要表现形式是熔深超过工件厚度，由于热量的堆积，造成对工件的穿透破坏缺陷。上述几种形式的缺陷类型都是生产中极为常见的，均属于宏观缺陷的类型。在通过操作人员的肉眼或者部分设备仪器都能够进行检测分析。
1.2内部缺陷
此种焊接缺陷存在于工件的内部结构中，操作人员无法通过肉眼观察分析，常见的缺陷类型主要有气孔、裂纹等。①气孔。气孔主要是指在焊接过程中，熔池中存在未析出的气体，从而造成在焊接完成后焊缝中形成空穴。②夹渣。夹渣主要是指焊接完成后，焊缝中存在金属或者非金属等不同类型的杂质存在。③裂纹。裂纹主要是指焊接材料之间结合时原子结合破坏，造成材料表面出现裂纹的故障存在。④内部未熔合。内部未熔合主要是指由于焊接热量的不足造成两种金属材质之间没有完全熔合在一起的现象。以上所列的缺陷现象都属于内部缺陷类型，其存在于加工工件的内部结构中，不通过设备仪器无法发现缺陷的存在，从而无法对工件进行进一步的检测和分析。检测的方式通常会结合光学、声学等技术进行分析，从而对缺陷的各种特征和信息进行采集。
1.3微观缺陷
这种缺陷的形式主要指在加工的过程中，由于热量传递的不均匀导致的工件微观结构和性能发生变化。其主要表现形式有过烧、偏析、化学成分不均匀和组织成分不均匀等类型。①过热。过热就是指在焊接过程中，由于操作的不合理和不规范性，造成工件受热严重导致材料晶体组织受到破坏的现象。②过烧。过烧就是指热量集中在工件某一部位过长，使晶界发生氧化或局部熔化的现象。③偏析。偏析就是指焊接过程中由于热量循环不稳定导致的材料组织分布不均匀的现象。对于微观缺陷的类型是很难在保证工件完整性的前提下进行分析的，一般要对工件结构进行切割和解剖，然后通过专业的检测设备工具对其组织性能进行分析和研究。
2机械焊接结构中常用的无损检测技术
2.1射线无损检测技术
射线无损检测技术主要用来探测机械焊接结构的内部缺陷。这一技术利用射线穿透性强、衰减效果弱等优点，通过发射射线族照射金属焊体，对其内部结构进行扫描，然后将扫描成像结果传输到计算机上，再利用相关软件对图像进行分析，从而探查出金属内部的缺陷。这种方法的优点是射线照射具有全面性，能够对扫描部分的所有内部缺陷都有一个较为明显的显示。但实际应用过程中，由于金属体的形状、大小、结构的个性化差异及宏观缺陷的干扰，射线扫描结果有时难以获得令人满意的图像。同时，由于射线对人体有较大的伤害，所以工作人员在现场操作过程中需要穿着专业的服装，即使这样，射线发射的危险仍处于一个相当高的水平，所以这一技术在一些焊接要求并非极高的机械结构中一般不予使用。
2.2超声波检测技术
超声波检测技术主要用于检测机械焊接结构的内部缺陷。这种方法主要利用声音这一机械波在均匀金属内传播速率恒定的特性，一旦出现传播速度改变的现象就说明该段焊接结构内部存在缺陷。实际工程中，超声波检测技术的操作方法是利用超声波发射装置发射频率高达20000Hz的超声波，再对接收端接收时间及接受声波波形进行收集分析，了解机械焊接结构中的缺陷发生在何处及具体的缺陷类别。这种方法由于检测灵敏度高，且装置操作简便，对人体的危害性极低，同时节约成本，因而在机械焊接结构检测领域中被广泛应用。
2.3全息探测检测技术
近些年来，全息成像技术的兴起与发展不仅改变了人类对于图像的呈现方式，也在工程领域的许多方面提升了技术含量。在机械焊接结构检测工作中，也少不了全息技术的身影。全息探测技术主要应用于焊接结构宏观缺陷和内部缺陷的检测，其主要的操作方法是利用射线、激光、声学等技术设备全方位地探测金属结构表面及内部的结构，将表面及内部的金属焊料分布状况形象立体地呈现出来，探测人员通过观察这些清晰度高、可信性强的图像就能够准确分析缺陷部位及缺陷情况，制定修复方案。由于全息成像设备成本较高，且相关技术发展还不够健全，所以它在目前的检测领域中还没有得到广泛使用。但是，人们应该清醒地意识到由于全息成像科学含量高，对于机械结构图像的还原度极强，应当成为未来机械结构缺陷检测技术的发展方向。
2.4电磁检测技术
电磁检测技术主要包括磁粉检测、涡流检测、漏磁检测等方法，在实际的检测工作中，主要应用磁粉检测和涡流检测两种方法。磁粉检测只能用于铁磁性的材料，工件被磁化后，当结构内部出现缺陷时，缺陷处的磁场分布会发生畸变，产生漏磁场，在合适的光照下形成目视可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、大小、形状和严重程度。实际操作中就通过在结构内部撒入磁粉的形式，检测磁粉在何处与漏磁场发生作用及作用的大小，从而判断缺陷所处位置及缺陷类别和程度。这种方法成本较低，操作简便，因而得以广泛应用。而涡流检测技术则主要应用电磁感应原理，实际操作中将一个通交流电的线圈深入结构内部，当焊接结构处无缺陷时，线圈通过的电流大小将是恒定的，而当焊接结构处存在缺陷时，其产生的漏磁场就会与线圈发生作用，在焊接结构内部产生涡流，改变线圈通过的电流大小，同时可以利用相关检测仪器对涡流的大小、相位及流动行程进行检测，进而对缺陷类别及缺陷的严重程度进行判定。这种方法不仅操作简便而且可靠性高，同时可提取的信息多样而具体，因而在机械焊接结构检测领域中被广泛应用。
3结语
在无损检测技术使用的过程中，通过对机械焊接结构的使用分析，可以逐渐提高系统结构使用的价值性，提高检测技术使用的价值性，并为系统的运行以及系统方法的融合提供支持。因此，在机械焊接结构设计中，应该通过超声波检测技术、射线探伤技术、电磁检测技术等检测技术的运用，提高检测方法的有效性，为机械焊接结构的使用提供支持。
参考文献：
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