浅谈新型焊接质量的无损检测技术

李巨川

摘要：在大部分机械工业生产过程当中，机械的零部件需要进行有效连接，而连接的常用方法是焊接。随着人们经济水平的提高，他们开始对所用物件有了更高的质量要求，那么相应的工业生产企业对焊接质量的要求也日渐提高，无损检测技术的出现正好满足了企业对焊接件质量的要求，该技术可以有效可靠地保证工业生产过程中焊接件的质量，而且还不会破坏焊接件的使用性能。因此，目前大部分工业生产企业都使用无损检测技术对焊接缺陷进行评定检测。本文主要对近几年出现的几种新型无损检验技术进行研究和探讨，希望能为工业生产企业中的焊接工艺提供帮助。

关键词：焊接缺陷；无损检测；脉冲涡流

一、常见的焊接缺陷

因为焊接技术需要将物件中的原子和分子间进行结合，因此只有在加温和加压，两者并用的前提下才能完成焊接技术的操作。所谓的焊接技术就是将焊条和焊丝等焊接材料与两块或两块以上的母材，也就是待焊接的工件进行连接的操作过程，该技术的最终目的是将焊接材料和母材连接成一体。在工业生产的许多步骤当中，都需要利用焊接技术对两种物件进行连接。因为焊接质量的优劣将直接关系到工业产品的质量，因此我们必须要对焊接技术以及焊接产品的质量进行检测，这样才能对使用工业产品的消费者生命安全进行保障。无损检测技术是一种新型的焊接缺陷检测方式。一般来说，焊接缺陷可以分为三种，它们分别是外部缺陷，内部缺陷以及外观缺陷。首先，外部缺陷包括物件出现凹陷，焊接变形，表面气孔，表面裂纹，烧穿以及咬边，焊瘤等。其次，工业产品出现夹钨，未熔合，未焊透，夹渣，气孔，焊接裂纹等现象都可以列为内部缺陷。最后，我们常见的微观缺陷可以包括工业产品出现过烧，过热，组织成分不均匀等现象。

二、无损检测技术的应用

为了准确地将工业产品零件和材料的外部或内部微观缺陷进行检测，我们可以利用无损检测技术进行操作。所谓的无损检测技术就是平常我们所说的非破坏性检测，是在不破坏待测物质原来的状态、化学性质等前提下，获取与待测物的品质有关的内容、性质或成分等物理、化学情报所采用的一种检测方法。该技术相对于传统的有损检测技术来讲，能够保证大测物件的结构完整性以及保证待测物件能正常进行使用。无损检测技术是利用多种先进的科学技术以及先进设备器材对待测物件的外部和内部结构，性质，状态进行检测，它可以简单可靠的完成整个测试操作，并得出准确的检测结果。自从无损检测技术出现以来，工业生产设备如压力管道，锅炉等，缺陷检测任务都是利用该方法进行。目前已经开始正式投入使用的无损检测技术有：超声波衍射时差法，发射检测，脉冲涡流检测，超声相控阵检测技术，X射线数字成像检测。下面我们将主要对以上这几种无损检测技术进行简要分析。

1、超声波衍射时差法

常用于对待测物件的缺陷检测，定位以及定量的一种无损检测技术是超声波衍射时差法，该方法是从待测物间内部结构，准确的说是从待测物件内部缺陷位置的端角以及端点处得到反射出来的衍射能量，进而通过得到的能量信息分析物件内部的缺陷位置，缺陷宽度以及缺陷深度。一般来说，对焊接物件缺陷大小的测定是利用常规的超声技术，该技术是使用脉冲回波幅度进行缺陷大小的检测。而超声波衍射时差法是利用脉冲传播的时间对焊接缺陷的大小进行测定。该技术需要利用一收一发的双探头进行相对焊缝对称分布的检测，而且在进行检测过程中，待测物件内部具有直通波和底面反射波。直通波的位置是在平直工件的表面之下，然后它会沿着两个探头之间的最短路径以纵播的速度进行传播，只有在利用超声波衍射时差法检测技术进行物件检测时，才会出现直通波特有的信号。接收探头接收到的缺陷信号是由缺陷上端和缺陷下段产生的衍射信号，该信号的强度会低于底面反射波的信号，因为底面反射波的波幅比缺陷衍射波高，而且它是以纵波的速度在底面进行反射波的传播。利用该方法对焊缝进行检测，可以准确地对缺陷垂直方向的定量和定位数据进行收集，如果它与脉冲反射法相结合，那么它的检测区域就可以覆盖住整个焊缝区域，而且检测的速度非常快。

2、发射检测

为了判断工业产品容器内部结构的损伤程度，我们可以利用发射检测法进行检测，该检测技术是一种新型的动态无损检测技术，它的工作原理是通过探测受力时材料内部发出的应力波，对具体容器的内部损伤程度进行数据收集。如果压力容器出现气孔，未焊透以及夹渣等焊缝缺陷，那么我们可以利用发射检验技术中的定位原检验进行具体的结构损伤程度检测。相对于其他无损检测技术来说，发射检测可以对多通道声发射检测装置的传感器进行灵活布置，而且还能对物件的具体缺陷位置进行精准定位，定量以及定性的分析。目前我们用来进行发射检测的现代声发射仪除了能进行声发射参数实时测量和声发射源定位之外，还可以观察显示，分析和记录声发射波形。因此我们可以利用该技术进行长期连续的物件缺陷安全性检测。

3、脉冲涡流检测

在对碳钢，低合金钢等铁磁性材料制作的承压设备出现腐蚀冲蚀和机械损伤造成的均匀壁厚减薄情况时，我们可以利用脉冲涡流检测技术进行检测。该检测技术可以在不拆除覆盖层的前提下进行物件检测操作，它属于一种较为新型的无损探伤技术。利用该技术对物件进行检测操作，可以同时检测出物件的焊缝与对焊层表面和近表面缺陷的距离以及厚度。相对于传统的涡流探伤，它可以弥补参数控制困难，灵敏度不足以及无法兼顾检测深度等缺陷，因此我们可以将该技术广泛应用于金属厚度和缺陷的检测。但是该检测技术也具有一定的局限性，如该技术使用的激励线圈尺寸较大，因此它很难对形状较小并结构比较复杂的机械零件进行缺陷检测；除此之外，它也很难对物件表面的微小缺陷进行检测。

4、超声相控阵检测技术

超声相控阵检测技术相对于其他无损检测技术来讲，具有检测速度快，效率高，可以与多种检测技术结合使用的优势，因为该技术仅使用一个探头就可以完成整个检测步骤，这就避免了多探头使用范围有限以及不易调整等困难的出现。超声相控阵检测技术可以对不同壁厚，不同材质的大错误件进行检测，因为该技术是利用电子技术以及控制换能器中的各个阵源发射延时，完成整个检验过程的无损检测技术，它在检测过程中能够实现超声速在材料中偏转聚焦的整个动态控制，因此，相对于其他无损检测技术来讲，它有声束角度可控以及动态聚焦的优点。超声相控阵检测技术可以用于海洋平台结构的焊缝检测，在对海洋平台结构特殊构件环焊缝进行检测操作时，它是利用超声相控阵探头对电子扫描器进行控制，进而达到对沿管子周进行机械扫描的目的。与传统超声检测技术相比，超声相控阵检测技术可以与脉冲反射法以及超声波衍射时差法进行结合操作。

5、X射线数字成像检测

X射线数字成像检测技术与传统的普通RT胶片检测技术类似，它们都是可以利用平板探测器代替胶片进行数字图像形成的一种自动检测技术。但是与普通RT胶片检测技术相比，X射线数字成像检测技术具有操作简单，检测速度快等优势。因为该技术在检测过程中不必更换胶片，而且只需要几秒钟就可以进行数据采集，进而得到图像。

结语

随着无损检测技术研究的深入，工业产品的焊接结构质量也逐渐得到保障，目前已经有越来越多的科学家和工程技术人员对新型的无损检测，焊接检测技术进行研究，他们对焊接缺陷的检验技术越来越熟悉，但是新型无声检测技术并不是十分完美，需要科学家们进行进一步实验研究才能用于生产。

参考文献：

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