机械焊接结构的无损检测技术

摘 要现代机械工业的兴起与发展必然需要各种焊接技术的支持,严格控制焊接结构的生产质量以及焊接检测技术是保证各类机械正常运行、确保运行环境和人身安全的关键因素.焊接结构的无损检性检测,是对结构的非损害性检测,即在保证机械机构的原有结构和性能的前提下,获取被检测对象的缺陷或潜在缺陷资料信息而所采用的检测方法.内容针对焊接结构的典型缺陷类型运用适合的无损检测技术,并分析目前无损检测技术在实际运用中存在的优缺点进行对比研究探讨.并重点介绍了金属磁记忆焊接无损检测技术

关 键 词焊接结构；无损检测；金属磁记忆；研究；方法

中图分类号：TG441文献标识码：A文章编号：1671-7597（2013）13-0074-02

随着机械工业的发展和焊接工艺技术的不断提高,焊接技术在结构形式以及检测方法上不断的改进与完善.焊接技术是通过对相应部件的加热或者加压处理,在某种情况下运行合适的填充材料,使工件达到高密度结合的方法.

利用焊接方式对部件的结合性处理,由于工序的技术特性和焊接体在使用过程的自然或非自然损害,加上焊接残余应用对结构本身的潜在影响,容易导致结构承载能力下降,影响机械的稳定运行.

无损害检测NDT（Non-destructivetesting）,就是利用物体本身固有的物理和化学元素特性以及与周围环境的相互作用性,在不损害、不改变被检测对象的正常性能的前提下,分析对象中是否存在不稳定因素（结构缺陷、不均匀性、变形等）,并确定问题产生的原因以及属性等信息资料,进而判定被检测对象可使用状态、可使用年限及需要的维修处理方式等技术信息.

1焊接结构的典型缺陷类型

焊接结构在缺陷形式上大体可以分为三大部分：宏观缺陷、内部缺陷、微观缺陷.

1.1宏观缺陷

焊接结构的宏观缺陷是指不用借助勘测仪器,通过一般性观察技术便可以发现的缺陷类型.常见的缺陷形式有咬边、焊瘤、凹陷、烧穿、裂纹等.

1.2内部缺陷

焊接结构的内部缺陷指结构的不利于目测的内部焊接处,需要通过特定一起进行设备检测的缺陷类型.焊接机构常见的内部缺陷有：内部未熔合、渣质,裂纹、气孔等.

1.3微观缺陷

焊接结构的微观缺陷是指在焊接过程中因为热循环的非自然流通导致的微观组织出现异常、化学成分的非均匀性熔合等现象.主要包括为结构过热、过烧、组织成分不均匀和化学成分的非自然性分布等.

2焊接结构的常用无损检测方法

2.1射线无损检测方法

射线无损害检测方法的原理是采用激光射线照射、扫描被检测对象的焊接结构部分,通过反应在成像设备上的信号、数据等信息对焊接结构进行分析.通过对缺陷的形状、大小和数量等信息对焊接质量进行定量分析并判定其质量等级.其目前主要应用在一些密闭性较高的焊接结构中.根据所需检测对象的不同,射线检测观测方式还有电离法和电视成像检测法.射线检测方式的优点在于能够准确的分析焊接缺陷结构面大小、形状以及数量等数据,其可靠性高,底片数据能够长期保存便于数据的比对分析和统计.但由于射线对人体存在的危害性在实际运用中做好保护措施.由于检测成本的较高,在一般性焊接结构检测中并不常运用此检测方式.

2.2超声波检测方式

超声波检测方式是利用超声波一起检测探头发射的20000Hz左右的机械振动声波对被检测对象进行结构分析的一种方式.其原理是运用超声波固有的在同一均匀介质中的恒速直线传播特性,根据被检测部位的声波反射数据反映在超声仪器显示的结果来分析缺陷情况.其优点是灵敏度高、可操作性强、耗时短、检测成本性对较低等,是目前应用推广比较广泛的检测技术.其存在的缺点在于,对检测结果进行定量数据分析评定时受到检测人员经验、技术等人为因素左右较大,对检测结果的客观性存有误差,很难做到精确评定.

2.3全息探测检测方式

焊接结构的全息探测检测方式是利用激光、射线和声学全息成像来对被检测对象进行三维立体情况分析的检测方式.全息探测方式是现代高科技技术结合运用的检测方式,能够实现焊接表面和内部缺陷检测的高精确性,并且能够获取被检测结构缺陷的全方位信息数据,从而使检测人员对焊接结构做出正确、全面的焊接质量分析.全息探测检测方式是未来无损检测的发展方向,目前在此技术上仍然不够成熟,其检测成本和检测时间较长,在目前的检测方式中尚未得到广泛应用.

3金属磁记忆检测方式在焊接结构无损检测方式中的应用

3.1金属磁记忆检测方式的检测原理

焊接结构的金属磁记忆无损检测方式是利用磁力环境中的应力导致的磁场变形从而对铁磁材料进行内部损害诊断的检测方法.是目前对铁磁材料进行早期焊接结构检测的可行性最大的无损检测方法.

3.2金属磁记忆焊接结构检测方式的独特优势

在结构的焊接过程中,焊接处收到外力（机械力、热量等）的影响必然产生应力集中区.在现在的焊接技术中考虑次因素的存在而针对性的对材料内部增加磁弹性能的形式来缓解应力能对焊接结构的影响.即便如此,根据金属力学性能的研究表明,材料内部增加磁弹性缓解处理,也不可能完全没有能量消耗.焊接结构的能量内耗会在应力集中区加以保留.

对于焊接结构而言,由于焊接工艺本身的加工特性使得结构应力状态发生改变,应力转状态的改变必然会使得材料表面漏磁场信号产生相应的改变.检测中通过对磁场信号的提取分析来对焊接结构缺陷进行数据统计分析.利用金属磁记忆不仅可以检测到焊接结构存在的宏观缺陷,亦能检测到焊接结构的内部和微观缺陷,并能根据材料表面的漏磁场信号对焊接结构出现的潜在扩大性危害进行更早的预防性处理.这是金属磁记忆焊接结构无损检测方式的独特优势.

3.3金属磁性记忆无损检测方式的研究现状

目前国内外对金属磁性记忆无损检测方式的研究重点主要集中在测试仪器的研发和技术推广上面.在应力集中与磁性以及信号的量化公式关系研究方面,尚未形成标准.在实际检测运用中,对被检测对象焊接结构缺陷检测结果分析是,需要结合传统的无损检测技术对数据进行比对分析,没有直接的量化检测标准供检测人员进行信息分析.

4结束语

目前机械焊接结构的无损检测技术在检测方式和检测精度上都取得了很大的进步,随着现代焊接工艺技术水平和机械制造工艺的提高,焊接结构的无损检测要求向着更精确、更高端、更科学的方向深入发展.全息无损检测方式是未来的发展走向,其技术的完善和实际运用仍然需要更全面的理论支持和资金的投入.在机械结构焊接无损检测技术上,金属磁性记忆无损检测方式无疑是最适合的检测方式,其能准确的根据焊接工艺对金属磁场的影响进行宏观和微观的缺陷检测和早期诊断,在其焊接缺陷信号特征和磁记忆量化关系分析方面仍然需要进一步的建立和完善.