超声无损检测技术在金属材料焊接中的应用

超声无损检测技术在金属材料焊接中的应用

殷彪

(迪尔集团有限公司)

摘要：近些年，社会经济的迅速增长与金属材料焊接技术的进步，以及焊接方式的革新与改进，焊接系统的使用日益普遍。在制造领域的生产中均大量采用了焊接方法，其自身又存在较大缺陷，通过焊接技术处理过的部件极易出现焊接变形与开裂情况，如此就对结构的承载水平、制造精度及规格固定性造成了较大影响。为在生产环节及时找到问题，并及时进行处理，需要有科学的检测技术检查焊接部件的质量，如此就展现了超声无损检查技术在金属材料焊接中应用的地位及作用。

关键词：超声；无损检测；金属材料；焊接；应用

引言：

随着信息技术的广泛应用，铁铜等产品的成品制造越来越多，所以关于金属材料焊接的检测也越来越受重视。在超声波技术应用以来，特别是金属性产品质量检测，成功推动了金属成品制造与检测。在这过程中，很多设施都是金属性材料制造而成，在关键区域也使用了焊接技术。因此，在工业制品中，对焊接技术提出了更高的要求，同时也让质量检验显得越来越重要。

1、超声无损技术在金属焊接中的检测原理

1.1超声波概念

在金属焊接中，为了强化应用进程，必须掌握超声无损技术相关概念以及检测方式，所以掌握超声波概念非常必要。当然，超声波并不是单一的形式，它和很多因素都有关系，具体如：声音垂直传播时的超声场与声音强度。而在日常生活中，关于超声波波动类型的解释也很多。

1.2超声波无损技术

在金属焊接超声波质量检测中，一旦它处于特殊物质传播，就会带动各种细小振动，并且这种振动不能轻易察觉，只有通过先进的技术装备与仪器才能检测出，从而得到各种信号特征，将其运用到金属检测之间，其他人与超声波就能感受到超声波特有的性质。例如：障碍物的折射、反射与衍射现象。也正是引诱存在反射现象，所以应用超声波无损技术就能对工业制成品和焊接技术进行检测。

1.3残余应力的焊接超声机理

随着各种新技术、新材料的产生，关于残余应力的无损检测得到了快速发展。在金属焊接中，无损检测方式主要包括巴克豪斯、超声、X射线衍射等，而超声法则具有成本低廉、操作简便等特征，所以广受社会各界关注。在激光超声检测中，弹性效应作为理论基础，该效应指出内部应力会引起理论基础的改变。因此，在实际工作中，对于不同模态的参与应力检测，必须结合实际情况进行整改。

在弹性波固体材料密度检测中，它和高阶常数应力有很大关系，而这种声速和应力合称为声谈方式，同时也是应力测定的基准。在金属构件焊接中，参与应力会直接影响传播速度与方式。但是在这过程中需要注意的是：材料完全属于弹性材料，声弹效应由细小的变形，并且声波造成的位移都是小型位移。因此，在这过程中，塑性应变与异性材料并不牢靠，只是对于同性的金属材料来说，能够较好的应用材料进行残余应力检测。

在声弹性效应中，如果一束波沿着固体表面垂直入射，那么与光波双折射后悔被分解成两个不同的偏振光，而声波则被分成三个波，也就是三重折射。如果超声波只是沿着某一异性介质进行传播，那么就能分解成和光相似的横波。在应力向异性的状况下，只是单纯的考虑垂直应力，就很可能出现三重折射。

从激光超声机制来看，固体、液体、气体都会受到脉冲或者连续调制照射，产生声波与激光，并且激光激发还会伴随激波出现超声波或者没有超声波。在超声波中，对于激发问题，很多学者都在实验基础上提出了激发体系，具体如：溶蚀、热弹、爆炸、电致、磁致以及光辐射效应等。在日常生活中，应用的最广泛的是溶蚀与热弹机制。

2、金属材料焊接中应用超声无损检测技术的作用

随着超声无损检测技术在金属材料焊接中的应用人们发现其具有检测金属材料缺陷的作用。其中包含检测金属材料内部缺陷的作用，具有检测金属材料焊接宏观缺陷的作用和检测金属材料焊接微观缺陷的作用三个方面。

2.1检测金属材料内部缺陷的作用

金属材料在焊接的过程中由于受到各个方面因素的影响，在焊接接头中存在各种各样的缺陷，使得焊接接头性能不连续，因此，在金属材料焊接的过程中各个金属材料内部的完整性是保证整个焊接材料完整性的根本。利用超声无损检测技术能够对材料内部缺陷进行检测，明确在材料内部是否存在裂纹，气孔、夹渣、未焊透等缺陷，保障材料自身内部质量。

2.2具有检测金属材料焊接宏观缺陷的作用

利用超声无损检测技术能够起到对金属材料焊接宏观缺陷检测的作用。在金属材料焊接的过程中液态金属会沿着焊缝流到母材料上，当金属材料冷却后就会形成金属瘤，严重影响整个金属材料焊接的宏观完整性。因此，在焊接的过程中利用超声无损检测技术能够宏观测量金属的厚度，起到检测宏观缺陷的作用，这主要是用于测量厚度。

2.3检测金属材料焊接微观缺陷的作用

金属材料焊接中的微观缺陷主要表现在焊接工艺不标准，焊接局部温度过高，焊接表面氧化等现象。微观缺陷会严重影响金属材料焊接质量。利用超声无损检测技术能够通过超声波对金属材料焊接的各项指标进行检测，从而实时的反应焊接微观缺陷，进行焊接修正，提升金属材料焊接质量。

3、金属材料焊接中超声无损检测技术应用分析

3.1金属材料焊接中超声无损检测技术应用的方法

金属材料焊接中超声无损检测技术应用的过程中存在多种检测方式。因此，在实际工作的过程中需要选择合理的检测方法对其进行检测。每一种金属材料根据材料本身的性能、形状、大小等不同会导致金属材料出现不同缺陷的差异性。因此，在选择超声无损检测技术中首先，需要根据金属材料自身预期产生的缺陷的特征对其进行检测方法的选择；其次，在实际检测的过程中需要采用多种检测技术相结合的方式，以超声无损检测技术为主，辅助其他检测技术这样才能共同完成金属材料焊接检测。在技术组合应用的过程中检测人员需要根据检测的内容和检测的位置，实现检测技术结合应用选择。超声无损检测技术主要是以高穿透性、识别性和定位准确为优势。因此，在检测的过程中根据检测位置的实际情况可以选择互补的检测方式对金

属材料焊接实施实际工程检测，从而保障检测的全面性和准确性。最后，在应用超声无损检测技术的最后一个环节是实现检测人员之间的数据交流，利用数据交流结果和内容等对检测的结果进行分析处理，实现整个金属焊接材料检测技术调整，及时弥补焊接中的缺陷和弊端。

3.2金属材料焊接中超声无损检测技术应用注意事项

根据对实际工程中超声无损检测技术的应用分析我们发现在日常金属材料焊接中应用应该注意以下几点：

第一，明确金属材料图纸设计中对焊接金属的技术要求，选择合理的超声无损检测标准；

第二，明确超声无损检测技术应用的检测时间，按照整个金属材料的加工环节，对其技术处理进行实际检测应用；

第三，准确的方式超声无损检测技术的探头位置，从而提高检测数据的准确性。

第四，在超声无损检测技术数据处理中明确反射波幅值，保障超声波反射回路和速度的完整性和准确性。

4、结束语

超声无损检测技术在金属材料焊接中的应用作为近年来的新发展，它对金属材料焊接以及科技发展具有重要作用。因此，在实际工作中，必须明确金属焊接相关概念，通过整合工业产品质量以及检测技术，从各方面确保工业产品性能以及技术发展。而在利用这些技术的同时，也提高了工作的精度与准确性，降低工人压力，促进经济发展。

参考文献：

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