无损检测技术在金属部件焊接中的应用研究

无损检测技术在金属部件焊接中的应用研究

涂志勇

深圳市核鹏工程监理有限责任公司   广东省深圳市  518000

摘要：金属零件的焊接是指同一种金属材料或两种不同金属材料的焊接,在焊接过程中,由于外界环境因素或金属材料本身的影响,必然会导致金属零件的焊接出现质量问题。随着中国工业化水平的不断提高,金属加工技术的发展日趋成熟,无损检测技术的出现大大提高了基础部件焊接的科学性和有效性,通过运用先进的检测设备和检测技术,可以在不损坏金属部件焊接部件的情况下完成对金属部件焊接质量的检测。基于此，对无损检测技术在金属部件焊接中的应用进行研究，以供参考。

关键词：无损检测技术；金属部件；焊接；应用

引言

随着工业机械向轻型和大型化方向发展,高强度钢被广泛应用于建筑机械的结构构件的生产。通常,低合金高强度钢的抗拉强度在500~1200MPa(或屈服强度大于350MPa)之间,超高强度钢的抗拉强度大于1200MPa。由于工程机械的工作环境和使用条件,加上成本等诸多因素,各种高强度钢材在工业中的应用越来越广泛,可以充分利用材料的性能。

1超声无损检测技术概述

超声无损检测技术是指通过对样品进行超声波作用、反射、传输和散射,测量其几何特性,检测和描述其组织和力学性能的变化,最后评价其应用情况,来研究样品的宏观缺陷。随着技术的发展和超声无损检测技术的应用越来越广泛,在工业焊接中得到越来越广泛的应用。超声波无损检测技术可以检测出产品、制品和材料的内部缺陷,具有操作简单、精度高等特点。金属材料在焊接过程中会有不同的变形,甚至会导致内部缺陷的出现,因此必须对金属材料的焊接过程进行无损检测。超声波无损检测技术的精度和质量是两个关键点。在全球经济一体化的背景下,世界各国之间的技术交流逐渐增多,无损检测技术的重要性在其中得到了普遍的重视。超声波无损检测技术将超声波与被测物体的均匀性回声信号结合起来进行检测。研究表明,在超声无损检测中,超声波能在弹性材料中快速传播,其传播速度与材料和环境密切相关。不同材料的传输速度不同,声波在固体介质中的传输速度慢,而在固体介质中温度较高;材料的均匀性对超声波的传播速度有很大的影响,超声波的传播速度也取决于材料的均匀性。超声波无损检测技术具有应用范围广、检测精度高等优点,大大提高了金属材料焊接检测水平。

2无损检测技术在金属部件焊接中的应用价值

2.1 检测金属焊接零件的细小缺陷

在传统的金属零件焊接检测技术中,一些细小缺陷难以直接、准确地检测到,而超声波无损检测技术可以检测到100%的金属零件焊接细小缺陷。通常,造成金属零件焊接细小缺陷的主要原因包括焊接工艺和焊接工艺。同时,如果相关操作人员在焊接金属零件的过程中忽视了对焊接环境状态的有效控制,那么金属零部件也会有轻微的缺陷。一般来说,常规检测手段无法检测金属零件的微细焊接缺陷,如微裂纹、焊接、微孔等,而超声无损检测技术可以实现高精度、低误差的金属零件微细焊接缺陷检测。

2.2 可用于检测焊接金属零件的内部缺陷

受内部和外部因素的影响,金属材料在焊接时可能存在一定的质量缺陷,导致残余应力过大等问题,但只有在视觉上无法检测到材料的内部情况。超声波无损检测技术的应用,可以很好地检测内部缺陷,观察残留物、空隙或未解决的问题。与焊接型材分析不同,超声波无损检测技术无需损坏零件,可以100%检测,也可以进行重复检测或对比检测(验证检测),可以相对直观地表征焊接质量,极大地促进了焊接工艺的改进。

3无损检测技术在金属部件焊接中的应用

3.1 严格控制检测指标

当应用超声波无损检测技术时,与传统的检测技术相比,该技术的应用具有较高的能耗,检测速度的控制可以直接影响能量损失的情况,为支撑成本和经济效益,企业也起着至关重要的作用,在此基础上,在使用超声波无损检测技术的过程中,必须按照提高检测速度的要点,避免检测误差、检测泄漏,促进有效控制,有效提高监测质量。同时,需要注意的是,在测试工作过程中,要对每个测试节点进行有针对性的处理各种问题,在控制中有效提高了检测速度,同时还要注意降低功耗,以保证测试工作的有效性。相关企业应统一界定和实施检测质量管理标准,根据工作特点和不同的工作条件,有针对性地开展管理和检测工作,以更深层次的金属材料焊接工作,展示超声波无损检测的优势和发挥。

3.2 绘制DAC曲线

对于金属零件的焊接结构的检测,由于焊接缺陷的可能状态和大小不同,因此超声波的声波范围和响应振幅也不同。目前的技术是确定焊接缺陷分析的回波高度,在测试时应构建DAC曲线以校正振幅,以提高检测精度。在创建DAC曲线图时,应使用3×40横孔试验单元,在试验开始时应确保探伤在最大检测范围内,然后调整缩放限值,应结合深度和水平距离。对比试块的选择应根据材料厚度和弯曲度考虑,试验深度为试块的深度。在测试过程中,找到最大无线电波峰值,将其设置为面板中的辅助标志,然后完成分段衰减曲线的创建。

3.3 超声波控制

超声波检测是指使用超声波检测工件以及使用超声波探伤的无损检测方法。超声波检测方法成本低,灵敏度高,检测厚度高,缺陷定位和定量分析能力强。然而,这种技术方法有无法记录的缺点,缺陷不直观,需要更高的测试人员的专业知识。由于被检零件的厚度和结构,不同钢材的某些焊接接头不能进行射线检测,此时将优先采用超声检测。在进行超声波检测时,必须考虑焊接接头的组织,例如,焊接低合金钢和奥氏体不锈钢,通常使用不锈钢焊条作为金属填料,焊接接头的组织与奥氏体基本相同,这种情况下可以根据奥氏体材料制定超声波检测工艺。由于奥氏体材料颗粒大,在实际检测过程中信号干扰较大,对检测人员提出了更高的要求。目前,超声相位矩阵检测技术在特种设备的检测中应用越来越广泛,许多科学家对各种钢接头的焊接接头超声相位矩阵检测进行了研究。

3.4 信号源设计

为了检测焊接过程引起的微观结构热损伤,如果检测器的检测频率较低,如正常频率为1MHz,则只能检测到毫米级别的缺陷,为了充分有效地检测到焊接缺陷,必须使用1MHz或更高频率和更高性能的超声波无损检测器,并具有特殊的回声信号分析和处理能力。硬件系统主要是纵波高频接触探头,常规控制系统采用HS610e数字超声波探测器。采用长波脉冲直接反射法,其工作原理是由超声波形成的接收端发送高频脉冲,将超声波引入被检测介质,在该探测器上进行超声回波显示并同步存储,最后,该计算机通过计算机传输数据;在MathCAD和LabVIEW软件的帮助下,开发了用于信号显示,存储和分析的各种功能模块。该系统采用高频带超声脉冲装置,可与数字示波器、探测器等装置相媲美,实现高频、高灵敏度的超声检测。

3.5 金属锅炉焊接中的微观缺陷检测

金属部件的焊接过程高度依赖于外界环境,因此金属锅炉在焊接过程中,如果现场环境发生变化,也会导致金属锅炉焊接部位出现微观缺陷。例如,金属锅炉焊接过程中的氧含量低于标准要求可能会导致微观缺陷的出现,例如金属锅炉焊接部位的微裂纹。无损检测技术可以有效地检测金属锅炉焊接部位肉眼看不到的微观缺陷,相关操作人员可以通过无损检测的结果对金属锅炉焊接环境进行合理的调整。

结束语

总之,金属零件的焊接作为汽车零部件生产的重要环节,对工业产品质量有着重要的影响。因为在焊接金属零件时,由于一些影响残余应力的因素,零件质量难免会出现问题。因此,为了保证焊接质量,本文着重介绍了超声无损技术在金属零件焊接检测中的应用,并详细阐述了其意义和应用方法。由此可见,超声波无损检测技术在应用中具有一定的优势,可以更好地检测焊接缺陷,使后期人员及时处理,从而保证加工质量。

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