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摘要：近年来，我国的工程建设越来越多，对机械设备的应用也越来越广泛。根据机械工程焊接操作中的常见缺陷，分析了多种焊接无损检测技术在机械工程焊接作业中的应用情况，并对无损检测技术的应用效果进行了对比分析，为机械工程焊接操作的无损检测工作提供参考。
关键词：机械工程；焊接；无损检测技术；常见缺陷
引言
随着我国机械技术的发展，焊接技术也随之发展，二者相互影响相互推动，要保障机械设备的质量就需要注重焊接结构的质量，确保焊接得到科学的检测。在实际实践中，焊接技术需要进行通电以及加热，有效利用材料的融化与凝结，优化机械设备的结构稳定性，同时保障机械的安全性，在后续使用过程中尽量少出现各类问题。
1超声波探伤的运行方式和操作技术
对被检工件焊接质量进行检测时，借助超声波原理，将不同频率的声波发送到检测位置。检测位置反射声波后，会接收到不同振动信号的声波，并根据声学原理判断被检工件结构内存在的质量问题。检测过程中，探头由压电晶片发出超声波，被检工件受超声波作用后，自身结构内部存在的缺陷会将超声波形成反射波，将反射波以脉冲的形式出现在检测设备上。此时，检测人员可根据脉冲波形确定被检工件内存在缺陷的位置和性质。目前，以超声波为原理的检测技术可分为四种。第一，穿透法。借助设备发出的脉冲波，形成持续的传播信号作用在被检工件上，被检工件将传播信号转换成能量，工作人员根据能量的变化确定被检工件内的缺陷位置和性质。使用穿透法对被检工件进行检测时，工作人员将两个探头放置在工件相对的两端面，依据脉冲波或连续波穿透工件之后的能量变化来判定缺陷。第二，脉冲反射法。超声波探头发射脉冲波到被检工件内，通过观察来自内部缺陷或工件底面反射波的情况来对工件进行检测。检测过程以缺陷回波法为主，工作人员通过超声波仪器即可获得相关检测信息。第三，共振法。通过共振法会在被检工件的内部形成声波，声波半波长为附件厚度整数倍时，仪器会显示信号产生的共振频率，以此确定被检工件内存在缺陷的位置和规格。第四，TOFD法。使用该方法，工作人员将探头对称分布于焊缝两侧，探头将产生的声波营造成一个检测环境，若焊缝内存在缺陷，会产生反射声波和衍射波。工作人员根据TOFD图像来判定焊缝中缺陷的位置和性质。
2机械工程焊接操作中的常见缺陷
根据机械设备部件缺陷的大小和位置不同，可以分为宏观缺陷、微观缺陷以及内部结构缺陷。宏观缺陷是指机械部件表面肉眼可见的明显缺陷，无需借助专业的仪器设备就能发现问题，比如焊接穿孔、焊瘤、咬边问题等。焊接穿孔是由焊接人员操作不当引起的，如焊接工艺参数设置不当，导致焊接深度和力度过大，在焊接部位直接穿孔；焊瘤是由于焊接电流参数过大，焊接速度过慢，熔池温度过高，导致熔液流出，冷却形成球状固体，这大多是由于焊接人员操作不当引起，也可能是焊件钝边薄，间隙大容易导致出现焊瘤；咬边问题是由焊接操作不当导致焊道与母材交接处形成不规则凹坑，不仅影响焊接结构的美观性，还会大大降低焊接强度。微观缺陷是指需要借助专业仪器设备才能检测出的问题，由于焊接过程操作不当导致焊接结构不稳定。如果焊接过程中过热、过烧，会导致焊接熔液粒子过大，或焊接处与空气发生氧化反应，出现气孔等问题。如果焊接过程中没有充分熔化焊接材料且分布不均匀，可能出现未熔合等问题。未焊透是焊接接头根部没有完全熔透，引发的原因在于坡口钝边间隙太小，焊接电流过小，或运条速度过快等。夹渣是在焊接过程中产生的残留杂质，主要是由于焊接电流过小、焊接速度过快、焊接材料成分不当、焊缝清理不干净等原因造成。除了焊接操作不当引起的缺陷外，机械设备本身的内部结构缺陷也不容忽视。由于机械设备部件内部结构存在缺陷，可能在焊接操作中诱发很多问题，如造成穿孔、焊瘤、夹渣、裂纹等缺陷。机械部件内部的缺陷无法通过人工目测获取，需要借助无损检测技术在焊接操作前进行检测分析，了解待焊接部件的内部情况，便于焊接工艺参数的调整和优化，以保障焊接质量。
3机械工程焊接无损检测技术的应用
3.1利用射线进行焊接结构检测
机械工程焊接结构的无损检测技术当中，射线检测技术是十分重要的一种类型，其方法是借助X射线或γ射线对工件进行照射，当射线穿过物质时，若物质的内部有气孔、夹渣等缺陷，射线穿过有缺陷的路径比没有缺陷的路径所透过的物质密度要小得多，其强度就减弱的少些，即透过的强度就大些。若用底片接收，则感光量就大些，就可以从底片上反映出缺陷垂直于射线方向的平行投影。射线检测技术适用于各种材料的检验，应用领域非常广泛，其常用范围如下：
（1）探伤：铸造、焊接工艺缺陷检验，复合材料构建检验等；
（2）测厚：厚度在线实时测量；
（3）检查：机场、车站、海关检查，结构和尺寸测定等；
（4）研究：弹道、爆炸、核技术、铸造工艺等动态过程研究，考古研究，反馈工程等。
3.2超声波检测技术的应用
超声波具有直线传播和回弹的特性，利用超声波在设备内部的传播和回弹，可以对焊接结构进行全方位检测，准确掌握焊接质量情况。超声波检测技术的应用包括直接接触法、液体浸润法和电磁耦合法等。直接接触法是将超声波探头与焊接表面直接接触，通过分析反馈波形的不同来检测焊接质量。使用直接接触法需要注意排净接触层上的空气，确保焊接表面足够平滑，可以使用耦合剂来确保超声波在金属中能更好地传递。液体浸润法是在焊接件表面添加一定厚度的耦合液面，在耦合液保护下避免声能的浪费，可以提高超声波发射和接收过程中的稳定性，提高检测效率。电磁法是在超声波干扰因素过多的环境下，利用超声传感器的电磁耦合原理，激励和接受超声波，和传统的超声波检测方法相比，其探头扫描能力更强，采用非接触式检测方式，适用于高温或低温等传统检测方法难以发挥的特殊环境，降低测量误差。
3.3夹渣缺陷的波形和预防措施
工件焊接后出现点状夹渣缺陷时，此时进行超声波检测，产生的回波信号会出现较低的锯齿状波幅。此外，在主峰附近还会出现小峰，若平移探头，会使产生的波幅发生变化。引发附件焊接产生夹渣的原因有：工作人员使用较小的电流，且电流通过速度较快，未能出现熔渣既完成焊接操作；工作人员未清理完成焊接的位置；使用的焊条与焊接材料接触后，由于成分不同出现化学反应，导致焊接位置出现夹渣。对夹渣缺陷实施的预防措施包括：工作人员应保证电流的大小保持在稳定状态；适当提高焊接坡口角度；在焊接的准备阶段，严格清理坡口；根据焊接材料的性质，工作人员选择合适的焊条，并严格控制焊接速度。
3.4全息检测技术的应用
随着全息技术的不断发展，其在机械工程焊接结构无损检测中的应用也越来越广泛。全息检测技术是利用全息成像技术，准确了解机械焊接结构中的缺陷。全息检测可以使用激光、回声等方式对机械焊接结构内部进行全息成像，以三维立体场景形式直观呈现，可以有效提高检测的质量和效率，确保无损检测的准确性。
结语
综上所述，对于附件焊接时产生的缺陷，既需要通过严格的检测处理存在的缺陷，由需要为避免缺陷再次出现，应实施有效的预防措施，以提升焊接质量。
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