关于城铁焊接构架检测中无损检测方法的应用

崔旭 刘昕霖

摘要：在我国城市化建设速度加快以及经济蓬勃发展的过程中，越来越多的城市开始了大规模城铁的规划与建设，大连机车也在近些年承接了多个城市的城铁生产任务。构架焊接更是城铁建设过程中一个重要的技术环节，而无损检测技术于构架焊接这一工作流程中的有效应用能够进一步确保焊接工作质量以及城铁行车安全。为了提高现阶段构架焊接质量，研究将对能够运用于城铁焊接构架检测过程中的无损检测方法进行有效探讨。

关键词：城铁焊接构架检测；无损检测；方法应用

前言

构架焊接是现阶段一种频繁被应用于城铁等机车车辆行业中的技术，其焊接质量会直接影响到车辆的行车安全性能以及乘客的乘车舒适度。为了有效提升构架焊接的焊接质量，对其在应用过程中表现出的裂纹、气孔、夹渣、未焊透、未融合等常见缺陷进行有效改进等工作迫在眉睫。在这一改进工作中，超声波探伤以及磁粉探伤等无损检测方法的应用取得了较好成果。

1我国城铁构架焊接中的常见缺陷

1.1裂纹

裂纹是一种常见于焊缝的主要缺陷，其大小、形状、扩展速率以及对不同结构产生的影响等都不相同，这是由于该种裂纹会在交变载荷的影响下具有一定拓展性导致的。正是由于工程领域在该种自然裂纹扩展速度及可形成状态等方面的无法预测现况，裂纹对母材、热影响以及焊缝组织的危害性极大。由于常用城铁构架的材质为碳当量较低的低钢碳，在城铁构架焊接过程中出现冷裂纹的可能性相对较低。但如果在构架焊接过程中发生不合理的熄弧或起弧等操作，则极易形成弧坑裂纹。

1.2气孔

气孔也是一种较为常见的焊缝缺陷，这是一种在焊接时因熔池气体在金属凝固前未良好溢出且残留于焊缝中形成的气孔。这一气体既有可能反应生成于焊接冶金时，也有可能来源于外界吸入。由于气孔会在一定程度上减少焊缝的有效承载面积，其构架焊接的接头强度也会有所降低。该种情况下，气孔极易引起应力集中、泄露以及冷裂纹等更为严重的不良情况发生。

1.3夹渣

一方面，焊接材料或母材本身具有材质等方面问题，容易造成非金属类夹渣。另一方面，保护气体含有杂质于MAG焊中的焊接过程容易造成金属夹渣情况。通常可将夹渣按形状分为体积形夹渣、线状及点状夹渣三种情况，实践证实带有尖角的夹渣情况会引发影响程度更大的应力集中及裂纹源情况。

1.4未熔合

该种缺陷包括焊缝间层以及侧壁未熔合两种情况，前者发生于填充金属以及多层焊缝填充金属的焊接过程中，后者发生于母材金属与焊缝填充金属的焊接过程中。该种未熔合情况可能会引起应力集中、在一定程度上降低接头强度或减少焊缝截面的有效承载面积，因此其于焊接构架中的危害性较大。

1.5未焊透

这是一种常出现于焊接构架母材两侧根部区域的缺陷情况，主要由焊接前的预留间隙过小等原因导致。这种类似于裂纹的未焊透情况，因其外露性及快扩展速率等特点易引发较大危害。

2城铁焊接构架检测中无损检测方法的有效应用

无损检测是近年来构架焊接过程中经常用到的一种新型检测技术，该技术下的检测过程不仅能够实现对某一受检物体内部是否具有缺陷、性能及质量等方面的有效检测，还能够在该过程中确保受检物体不遭损伤或破坏。我国近年来应用于城铁焊接构架检测中的无损检测方法如下：

2.1超声波探伤

超声波探伤是地铁焊接构架检测过程中一种十分常见的无损检测技术，该种检测技术的应用能够在探测材料性质的同时对材料表面及内部的缺陷进行有效检测。首先，我们可对超声波探伤技术的基本应用原理进行探析。透射和反射是超声波探伤技术中运用到的两种主要方法，反射法相对而言精确度更高。这一过程中，超声波短脉冲可在探头的载体作用下进入检测物体，当回波从检测物体边界或是可能存在的缺陷返回时，信号处理系统能够通过分析显示在示波器上的传播时间及幅度等判别是否存在缺陷。其次，能够应用于城铁构架检测中的超声波探伤方法较多。若按照其原理划分，则包括穿透法，反射法以及共振法；若按照探伤显示情况划分，则包括显示缺陷深度的A型、显示检测物体内部缺陷横断面形状的B型以及显示缺陷平面形状的C型三种；若依据耦合方式划分，则包括液浸法、接触法以及非接触法三种等等。在超声波自动检测技术的支持下通过人工移动探头能够对缺陷进行检测及喷色显示，超声波自动探伤更多的应用于无缝钢管、轨道等检测过程中。最后，由于超声波探伤技术具有检测速度较快、穿透性较强、灵敏度较高以及设备操作较为简单等突出优势，其探测结果能够准确得出裂纹等焊缝缺陷的形状、大小与分布情况。

2.2磁粉探伤

由于焊接过程中的热输入容易导致构架产生热裂纹，灵敏度相对较高的磁粉探伤无损检测技术在城铁构架的检测过程中得到了有效及广泛应用。该种无损检测技术，对物体表面及近表面的裂纹检测能够取得较好效果。通常情况下当目标检测材料接受此粉检测时，若检测物体的表面或近表面出现漏磁场情况，该种磁的不连续情况则意味着该检测物体中存在裂缝等缺陷。在此基础上于漏磁场处进行的磁粉施加能够较好地显示出该检测物体中缺陷的程度、形状、尺寸及具体位置。由于磁粉探伤在无损检测过程中具有操作较为简单快捷、灵敏度较高等优势在检测物体表面及近表面缺陷时的效果较好，但栽种检测方式对于检测物体内部缺陷的检出率会随其所处深度加深而大幅降低。值得一提的是，在进行磁粉探伤检测前应当应用磁悬液有效清理焊缝表面的氧化皮、飞溅或污垢等物质，并待焊缝干燥后才可进行检测，在检测完成后进行清洗与退磁工作。

2.3渗透探伤

渗透探伤即渗透检测，该种探伤检测技术能够弥补磁粉探伤在非磁性材料表面缺陷检测中的空缺，因此在我国城铁焊接构架检测中经常被用作磁粉检测技术的补充手段。渗透检测在非多孔性固体材料表面缺陷的检测过程中能够取得较好效果，也正是因此该种无损检测技术在可应用的检测材料材质方面与前两种检测技术相差较大。该种检测技术是借助毛细管现象得以应用的，具体表现为在毛细血管作用下，将渗透液渗入检测材料表面开口缺陷处并将显现剂喷涂在检测缺口表面便可显示缺陷。

2.4射线探伤

射线探伤无损检测技术是一种通过利用X射线、Y射线等多种射线对焊缝内部缺陷进行检测的有效方法，该种检测方法于我国城铁焊接构架检测过程中的应用也十分广泛。由于不同射线能够取得被检测金属材料不同程度上的透入效果，此时利用胶片及感光作用便可有效显现焊缝缺陷的大小、位置及形状。因不同缺陷对不同透入射线的吸收能力有差异，胶片感光效果以及能够显现缺陷情况并落在胶片上的射线强度都不尽相同。X射线、Y射线两种不同射线于射线探伤检测过程中也具有不同的应用优势，前者适用于厚度小于30mm的构件材料检测，且检测过程、射线透照时间以及显示缺陷灵敏度等都较为不错，但穿透能力较低且机器设备较为复杂昂贵等；后者穿透能力相对较高且射线透照过程不受电源影响或约束，适合野外工作但并不宜用于厚度小于50mm的构件材料检测。

3结语

综上所述，无损检测技术在现阶段城铁焊接构架检测过程中应用较为广泛，并且能够取得较好的缺陷感知及探测效果。较为常见的无损检测方法包括超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤以及射线探伤无损检测技术等等，这些无损检测技术在其自身具有的不同优势及作用原理下能够对检测材料表面或内部等不同部位的裂缝、气孔、夹渣等焊缝缺陷进行检测。为此在城铁构架焊接过程中，应当有效应用并不断推广上述无损检测技术。在避免构架缺陷、降低城铁行车风险性的同时，确保乘客具有更佳的乘车感。

参考文献：

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