焊接结构的无损检测简析

毛春浩

摘要：焊接结构无损检测主要是对焊接结构中可能存在的缺陷问题通过相关的无损检测技术进行发现和处理，确保焊接结构质量。焊接结构缺陷问题主要分为三大方面：焊接结构内部缺陷、焊接结构宏观缺陷和焊接结构微观缺陷；目前焊接结构无损检测所采用的检测技术有射线无损检测技术、超声波无损检测技术、电磁无损检测技术、渗透无损检测技术、泄漏无损检测技术以及红外无损检测技术。本文就现行机械领域在焊接结构无损检测方面比较常用的几种检测技术进行了介绍。

关键词：焊接结构；无损检测；检测技术

焊接技术指的是通过加热、加压等方法，在用或不用其他填充材料的条件下将不同的工件实现原子间连接的一种工艺技术方法。随着机械加工业的快速发展，焊接技术在机械领域中的应用范围越来越广。但不管是采用任何一种焊接技术，基于种种因素的影响在焊接过程中也会存在的一定的缺陷，比如机械工件焊接完成后出现焊接位置变形、开裂等问题，这对机械工件的整体性和承载力以及加工精度都造成了不同程度影响。为了能够提升机械加工工件的精度都、承载能力以及完整性，必须要通过现行比较先进的无损检测技术对其进行检测。

1.焊接结构缺陷问题介绍

1.1焊接结构内部缺陷

焊接结构内部缺陷指的是机械工件焊接过程中有熔渣残留在焊缝中、焊接过程中有气体存留在溶化金属内部没有溢出导致焊接位置出现气泡、焊接过程中金属原子间的融合受到外界一些因素的破坏影响而形成新的界面，出现裂纹等，这些焊接缺陷问题通常无法直观地用目测的方式发现，一般采用磁粉无损检测、超声波无损检测等技术进行检测。

1.2焊接结构宏观缺陷

焊接结构的宏观缺陷指的是焊接过程中沿着焊接工件的焊接缝产生凹槽、焊接过程中液态金属顺着焊接缝流出冷却凝固后形成的焊瘤、焊接过程中因为局部焊接温度过高导致金属溶化后从焊缝背面溢出，造成穿孔等缺陷。通常焊接结构的宏观缺陷能够用肉眼直接观测到，对于不是很明显的缺陷可借助简单的光学仪器进行检测。

1.3焊接结构微观缺陷

焊接结构微观缺陷指的是焊接过程中因局部受热不均造成部分焊接晶粒变大、过高的温度长时间停留在一个位置造成焊接晶粒界面发生氧化以及焊接过程中融合区受热循环作用造成结构内部成分单向聚集等结构缺陷问题。焊接结构微观缺陷很难或者无法用肉眼观测的到，一般采用高倍显微镜或者其他专业的电子显微镜对其进行检测。

2.焊接结构的无损检测技术介绍

2.1射线无损检测技术

焊接结构射线无损检测技术主要有中子辐射照相检测和X射线照相检测两种。其中X射线照相检测是目前应用最为广泛的射线无损检测技术。该检测技术是通过X射线对机械焊接工件的内部缺陷进行检测，因工件各部位的厚度和密度不同，X射线投入射线的吸收量也不同，根据不同吸收量的投入射线的变化情况判断焊接缺陷的分布位置、性质以及形状和大小。

2.2超声无损检测技术

超声波无损检测技术是利用超声波的对机械焊接工件进行探伤，通过对超声波遇到焊接界面所反射回来的声波的分析来判断机械焊接缺陷类型和程度。当前在焊接结构无损检测中应用比较广泛且技术比较成熟的是声发射方法，通过声波对受应力材料中瞬间位移产生的声波效应对焊接结构进行动态的无损检测。该种动态无损检测方法不仅可以确定焊接结构缺陷类型和部位，而且能对缺陷的程度进行准确判断。

2.3电磁无损检测技术

电磁无损检测技术类型有磁粉检测、涡流检测以及磁漏检测等。目前在焊接结构无损检测过程中应用比较多的是磁粉无损检测技术。磁粉无损检测技术是利用焊接结构缺陷位置的磁场和磁粉的相互作用将焊接位置进行磁化，如果焊接处存在缺陷就会出现不连续的漏磁场，可以判定焊接结构存在缺陷。进而根据漏磁场程度大小来判断缺陷大小。磁粉无损检测技术虽然在应用过程中具有很高的检测精准度，但该技术一般只适用于机械焊接构件表面的缺陷的检测，如细小裂纹的检测，具有一定的局限性。

2.4渗透检测技术

渗透法无损检测主要是利用毛细管现象作为技术原理，将具有渗透性的液体注入到有缺陷的机械焊接构件中，待渗透性液体充分渗入到缺陷焊接构件后，除去焊接构件表面多余的液体，然后用显现剂在进行二次喷涂，等待检部位的渗透液完全吸附出来后对进行表面显示，根据表面显示判定缺陷的程度。该种检测方法具有直观性性强、操作流程简单以及灵敏度高等优势特点，但其也具有一定的局限性，只适用于表面存在开口型裂缝的焊接缺陷构件的检测或者焊接构件表面粗糙度要求比较低的焊接构件缺陷检测。

2.5泄露检测技术

泄露检测法是利用密闭容器的内外压力差将液体渗透到存在缺陷的机械焊接构件中，通过对渗出液体的成分分析来判断缺陷类型和程度的无损检测方法。

2.6红外检测技术

红外检测法是利用红外辐射对机械焊接构件进行缺陷检测。其检测方法主要是借以计算机为主要辅助工具，对焊接点缺陷进行红外辐射，根据红外辐射所反馈的信息判断缺陷类型和大小。一般将固定的热量注入到焊接工件后，红外线遇到不均匀的焊接结构就会发生热量的堆积和散失，根据反馈到计算中热量堆积和散失情况来判断机械焊接构件缺陷程度和具体位置。

3.结语

随着焊接技术的不断发展，机械工件焊接缺陷也将会越来越少，但有一点需要提出的是不管焊接技术发展到什么程度，都会因为种种因素造成机械焊接构件存在不同程度的缺陷问题。所以为了能够保证机械焊接构件的完整性和投入使用后功能的稳定性，需要我们加强对机械焊接构件无损检测技术的进一步研究和分析。

参考文献：

[1]王伟波，何实，杜慧燕，等.奥氏体钢焊缝无损检测专用超声传感器的研究进展[J].焊接，2008，（10）.

[2]何丽君.小波分析在焊接过程控制及缺陷无损检测中的应用[J].机械制造文摘-焊接分册，2011，（3）.

[3]吴静然.基于工作过程的高职“焊接无损检测”一体化课程改革[J].科技信息，2010，（26）.

[4]迈克·特洛顿.聚乙烯管道焊接质量的有损和无损检测[A].2009年（北京）国际塑料管道交流会论文集[C]，2009.

[5]陈妍.CO2气体保护焊横焊接头无损检测方法研究[J].机械研究与应用，2013，（5）.