浅析新型焊接质量的无损检测技术

浅析新型焊接质量的无损检测技术

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摘要:焊接作为一种非常普遍的工业连接方法,近年来的工业发展对焊接的质量要求越来越高。而无损检测技术就是为了保障焊接质量应运而生的,这种技术不仅不会破坏焊接过程,还可以对已焊接完的工具进行检测以防疏漏。本文是在分析常见焊接缺陷的基础上,讨论新型焊接质量的无损检测技术的应用,以为日后的焊接提供相应的经验和方法,保证焊接质量的高标准性。

关键词:焊接质量;焊接缺陷;无损检测技术

在日常生活中,焊接技术的应用范围非常的广泛。在焊接技术的使用原理则是在特殊的高温高压的环境下,使得材料的分子或者原子可以进行组合,这样就可以使得焊接的材料在这样的环境下可以连接成为一个整体。对于焊接技术的应用通常都是在机械制造业中使用的范围比较广。对于材料的焊接过程不仅仅与设备本身有着密切的关系,而且也与焊接的技术人员人身安全紧密相关。所以对于焊接的质量的检测方法尤为的重要。

1焊接质量缺陷的常见种类及其主要原因

1.内、外、微观缺陷。焊接质量存在以下几种主要的缺陷,即是内部缺陷、外部缺陷和精细缺陷。所谓外部缺陷,通常发生在焊接件的内部,表现为焊接工件出现裂痕、变形等。与此相对应的是内部缺陷,内部缺陷主要变现为焊接工件出现气孔、裂纹等情况。而精细缺陷主要是指我们人体肉眼看不见的缺陷,要通过特定的技术才能检测出来,主要是由于焊接过程中受热不均匀或者其组成成分等原因所造成的。

2.主要原因。造成焊接变形和缺陷的主要原因有以下几点:第一,焊接过程焊接部位受热不均匀;第二,焊接过程中的焊接缝不符合焊接件的准确标准;第三,在进行焊接过程中焊接部位的前端并没有完全地焊接透。第四,焊接件材料的内部组成部分中含有少量气泡没有排出而导致最后的焊接件有气孔的出现。

2无损检测技术的应用

相比较于传统的有损检测技术来说,无损检测技术则更为的先进。传统的有损检测技术则需要对材料进行取样然后进行化学分析,这样的过程不仅仅复杂而且对于原材料来说也造成了一定的浪费。而无损检测技术则可以对焊接的内部

缺陷或者外部缺陷或者微观缺陷精确的检测。而且对于有损检测的一些采样过程,无损检测则是利用先进的设备或者仪器在不破坏材料的性能完成检测任务。不仅仅使得材料的性能不受破坏和影响,而且对于材料的结构、性质等等都能够进行详细的检测。这对于以前有损检测无法检测的设施如管道、锅炉都可以进行有效的检测。常用的无损检测技术有UT、MT、PT等等技术,如今随着科技的不断发展,又出现了一些新型检测手段。下面对一些新出现的新型无损检测技术进行相关的介绍。

1.超声波衍射时差法。超声波衍射时差法(TimeofFlingDiffraction简称TOFD)

是利用缺陷部位的衍射波信号来检测缺陷并测定缺陷尺寸的一种超声波检测方法。它的基本结构,如图1所示。他就有两个探头分别是发射探头以及接收探头。超声波衍射时差法的原理也就是利用发射探头发射超声波然后再利用接收探头接收超声波得到超声波的能量对于材料进行检测的方法。超声波衍射时差法,与传统的超声波测量方法有所不同。因为传统的你用超声波进行检测的方法是通过超声波的脉冲幅度来检测的,而超声波衍射时差法是通过时间差来进行检测。

通过观察超声波衍射时差法的原理图,可以发现,直通波是在工件的表面下层,在发射探头和接收探头之间以直线的形式来传播,所以,传播的距离最短。在波数相同的情况下,那么直通波是最先到达接收探头出的信号。焊接的缺陷信号则是如图中的上端点和下端点出所产生的信号,这两处的反射信号的强度比地面反射信号要小。上断点和下单量的相位是相反的,其中下大点的相位与直通波的相位相同。由图中可以看到A扫信号的波幅要比上端点和下端点出所产生的缺陷型号的波幅较大,同时比直通波的波幅也要稍高一些。上端点和下端点虽然与直通波的相位相同,但是直通播所传输的距离是最短的距离,所以接收探头所接收到的衍射信号总是比直通波传递的特殊信号时间要长。如图2是检测图像。通过图案我们可以发现利用几何中的计算方式可以计算出缺陷的高度,特别是对一些缺陷信号的垂直高度定位的非常的精确,所产生的误差一般都小于1mm。采用超声波衍射时差法来检测缺陷基本上可以对材料的焊接面全部都可以检测到,而且效果也非常的好。

2.发射检测。发射检测的检测原理是通过给予材料一定的压力,那么此时材料会因为受到压力的反弹其内部而产生的应力波就会被检测到,根据检测到的波来判断材料的内部结构是否有缺陷。发射检测是一种动态的检测技术,所以它对于材料的内部缺陷的变化情况可以完全的监测出来。通常对于压力容器的焊接缺陷所采用的检测技术为定位源检测。它是通过对声发源装置进行灵活的控制,对相关的缺陷信息可以做到精准的定位同时还可以进行定量的分析。这种方法对于检测领域内的一些特殊的材料缺陷的检测极为的方便。在现代高科技的快速发展情况下,很多的生发源装置不仅仅可以实现定位的功能,而且还可以对采集到的相关参数进行观察分析。以这样的方式对材料的应力状况可以进行长期的监测,对于材料内部的变化进行追踪记录。发射技术在这两年随着科技的进步而进步,也使得它的应用范围越来越广。

3.脉冲涡流检测技术。脉冲涡流检测技术对于检测的零部件,由于腐蚀或者损伤等情况而使得零部件的外表受到了磨损变薄,那么采用脉冲涡流检测则可以不用对外表呈进行处理的情况下利用一些特殊的铁磁性材料对于材料表层的损伤、缺陷进行检测的技术。钮脉冲涡流检测不仅仅可以检测到零部件许多参数,而且对于零部件表面的损伤缺陷的厚度等数据都可以检测出来。这一传统的蜗牛探伤技术相比,效果更加的好而且检测的灵敏度与精确度更高。一般情况下,脉冲涡流的激励电流所产生的激励信号的频率越来越快,则说明了涡流在材料的表面的分布越来越大,那么对于材料的微观缺陷的检测程度也越来越高。但是如果涡流深入的深度越大,那频率就会越来越小,这样就会造成对于材料表面的缺陷检测程度变小。

4.超声相控阵检测技术。超声相控阵检测技术在检测的过程中使得位于换能器中的阵元发射的时间向后延时,那么就可以控制超声速在材料中的偏转与聚焦的能力。超声相控阵检测技术与超声波衍射时差法有相似的地方,只是他采取的是一个检测探头,使得检测的范围也变大。超声相控阵检测技术尤为在海洋中结构环中的应用极为的广泛。因为它在检测的时候相比较传统的检测方法,检测时候的速度更快、效率更高,对于内部的损伤可以直接观察。

5.X射线数字成像检测。X射线数字成像检测使用平板探测器来代替胶片。生活中的X射线探测出来的图像都是通常在胶片里面所表现出来,往往图像的清晰度不够高,而且采集时候的效率非常的低,基本上都是只能看到一个轮廓。X射线数字成像检测技术是利用了其自动检测功能,而且其检测的图像清晰度非常的高,检测的速度也非常的快。

无损检测技术对焊接产品的缺陷检测有重要意义,目前越来越多的科学家和工程技术人员致力于新型无损检测焊接检测技术的研究与应用,随着检测技术的提高和多样化,对焊接缺陷的控制将日渐成熟,焊接结构的质量也将逐步得到保障,但是新的无损检测技术虽然有独特的优势,也有相应的不足,需要进一步推进实验研究并用于生产。

参考文献:

[1]杨瑞.新型焊接质量的无损检测技术[J].精密成形工程,2015,9(03):111-114.

[2]孙丽.浅析新型焊接质量的无损检测技术[J].低碳世界,2015(09):88-89.

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