机械工程中的焊接无损检测技术

发表时间:2021/7/12   来源:《工程建设标准化》2021年第6期   作者:康君
[导读] 随着我国机械工程技术的不断发展,焊接技术和操作越来越受到重视。
         康君
         河北省三河市
         身份证号码:13108219720915****
        摘要:随着我国机械工程技术的不断发展,焊接技术和操作越来越受到重视。焊接技术在结构形式和检测方法上都得到了不断的改进和完善。焊接技术是通过对相应零件加热或加压,并在一定条件下运行适当的填充材料,将工件组合成高密度的一种方法。由于工作程序的技术特点和使用过程中焊接体的自然或非自然损伤,以及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。
        关键词:机械工程;焊接技术;无损检测
        引言:随着社会的进步和经济的不断增长,机械工程技术也在不断的发展,其中焊接技术的改进尤为显著。在焊接技术上,不仅焊接接头的结构形式趋于完善,而且检测方法也在不断改进。所谓焊接技术主要是通过对相应部位的加热或加压处理,在一定条件下,使用适当的填充材料,使工件能够高密度粘接。对零件进行焊接加工,使零件的工艺和技术特性得以顺利实施。然而,焊接部分在使用过程中可能容易受到自然或非自然的损伤。结合焊接残余应力对结构本身的影响,可能会降低结构的承载能力,影响机械的正常稳定运行。在此基础上,本文介绍了机械工程中的焊接无损检测技术,希望对我国的焊接技术人员有一定的基础帮助。
        1焊接无损检测技术相关介绍
        焊接是一种特殊的工艺。除对实施过程中的各项参数进行控制外,重要焊接部位焊接后也要进行检查。无损检测(NDT)因其不损伤被测工件而被广泛应用于各种检测方法中。材料中缺陷的存在会导致材料内部结构的不连续。无损检测技术是用特殊的手段影响材料,引起材料物理性能的特殊变化,从而判断或推断材料缺陷的一种方法。适当的无损检测可以推断和计算缺陷的位置、性质、尺寸等参数,为工艺改进提供符合性标准和方法。因此,无损检测在焊接零件的质量控制和质量安全中起着重要的作用。
        无损检测是在不损坏工件材料、结构、尺寸等的基础上进行的,它评定工件表面或内部缺陷,不能评定材料内部晶粒和应力的变化。因此,在对焊接件进行无损检测的同时,也不能忽略焊接评定的前期工作。在对焊接部位进行工艺评价时,根据确定的参数实施焊接,及时结合破坏性检测技术进行检测对比,以准确确定焊接部位的使用性能质量。在焊接件无损检测过程中,需要根据各种无损检测方法的特点和适用性,选择最合适的检测方法或同时采用几种方法,从而相互学习,对焊接件的性能做出准确的判断。
        2机械工程焊接操作中的常见缺陷
        机械设备零件缺陷按尺寸和位置可分为宏观缺陷、微观缺陷和内部结构缺陷。
        宏观缺陷是指机械零件表面肉眼可见、不借助专业仪器设备就能发现的明显缺陷,如焊接孔、焊接结节、咬边问题等。焊接穿孔是由于焊接人员操作不当造成的,如焊接工艺参数设置不当,导致焊接深度和强度过大,直接在焊接现场穿孔;焊接结瘤是由于焊接母材加热不足,导致熔融液体流出,冷却后形成球形固体。这些结节大多是由于焊接人员操作不当造成的,也可能是由于设备部件接触不良造成的。咬边问题是由于焊接操作不当造成的,在焊缝与母材之间的连接处出现不规则的凹坑,不仅影响了焊接结构的外观,而且大大降低了焊接强度。
        微缺陷是指需要借助专业仪器设备才能检测到的问题。焊接过程中操作不当导致焊接结构不稳定。如果焊接过程中出现过热、燃烧现象,会导致焊接熔融颗粒过大,或焊接与空气发生氧化反应,存在焊缝未熔透、未熔合、夹渣、裂纹等问题。在焊接过程中,如果焊接材料没有充分熔化,分布不均匀,就会产生小气泡。焊接失败是指焊接接头的根部没有完全熔化。原因是坡口钝边之间的间隙过小,焊接电流过小,或者动杆速度过快。夹渣是焊接过程中产生的残余杂质,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的。


        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,在焊接操作中可能会产生许多问题,如穿孔、焊瘤、夹渣、裂纹等缺陷。机械零件的内部缺陷不能通过目视检查,因此有必要使用无损检测技术来检测和分析的内部条件部分焊接在焊接操作,以便促进焊接工艺参数的调整和优化,保证焊接质量。
        3机械工程中焊接无损检测技术分析
        3.1渗透检测
        渗透检测是根据毛细作用原理进行的,主要负责检测表面开口缺陷。金属材料和非金属材料的表面可以采用裂纹和熔渣等渗透缺陷检测技术,这些缺陷不能用目测的方法检测,工件的物理性质和化学成分并不限制渗透检测的结果,所以渗透检测可以应用于各种材料,特别适合在现场检测领域使用渗透检测技术。工件的形状和缺陷的方向不会影响渗透检测,但渗透检测的速度相对较慢。此外,渗透检测会使用检测剂,在一定程度上会影响人体健康和自然环境。
        3.2金属磁记忆检测技术
        在机械工程焊接过程中,一种技术是最重要的金属磁记忆检测技术之一,金属磁记忆检测技术主要是针对磁场变形的问题,金属磁记忆检测技术的应用不仅解决了表面焊接的问题,而且解决了焊接结构内部存在的问题,并解决了这些问题。此外,经济的发展促进了该行业的技术进步。随着仪器的不断创新,这种检测方法也变得多样化。
        3.3涡流检测
        采用涡流检测,在待测金属板上方放置交流线圈,形成交变磁场。在试样内部会产生涡流型的交流电,这就是所谓的涡流。旋涡线圈的形状和大小与旋涡的分布和大小有关。此外,试件的电导率和导磁率也会影响涡旋的分布。进行涡流检测,利用激励线圈在导电元件内部产生涡流。利用检测线圈测量涡流的变化,可以确定元件的缺陷信息。涡流是一种交流电流,它会产生一定的趋肤效应,所以只能反映试件表面及近表面的情况。涡流检测过程中,线圈不会接触被测工件,可以提高检测速度,实现检测的自动化。涡流检测技术可以用于管道、线材、棒材的检测过程中,但它只能检测表面缺陷,不能直接显示。钢丝绳探测器主要使用涡流检测的原理,在检测的过程中,使用一组磁铁,磁性饱和,可以实现钢丝绳钢丝绳裹头,以恒定速度运行,断丝,钢丝绳磨损等问题,将会改变的漏磁和磁通,霍尔传感器捕获后可形成电信号,直观的模拟信号输出。
        3.4超声波检测
        超声波频率在2000Hz以上,超声波探伤频率一般在1 ~ 5MHz之间。超声波的方向较好,具有较强的穿透能力,在界面上会产生反射和折射,可用于探伤过程中的超声波探伤。在起重机械的金属结构和焊接接头内部缺陷之间使用超声波,如锻造吊钩可以检测到裂纹等问题,也可以检测到起重机的金属结构的焊缝缺陷和螺栓缺陷。超声波探伤技术有很多优点,可以提高检测工作的灵敏度,检测速度相对较快,应用成本相对较低,不会影响人体健康,并且可以准确地定位和量化缺陷。
        结束语
        采用无损检测技术对零部件、原材料、标准件等进行检测,对缺陷件进行筛选和消除,有效提高产品质量,同时还可以减少质量缺陷,避免不必要的质量损失。因此,有必要在生产过程中合理选择和应用无损检测技术,并不断研究无损检测技术,使无损检测技术水平不断提高,更安全可靠的产品质量得到保证。
        参考文献:
        [1]王德军,梁海龙.无损检测技术在焊接结构生产中的应用浅析[J].中国金属通报,2019(10):259+261. 
        [2]王力.超声无损检测技术在金属材料焊接中的应用分析[J].南方农机,2019,50(15):135.
        [3]张立杰.金属材料焊接中超声无损检测技术的应用[J].世界有色金属,2019(08):157-158.
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