超声无损检测技术在金属材料焊接的应用

曲灵智（大唐长山热电厂，吉林松原，131109）

超声无损检测技术在金属材料焊接的应用

曲灵智
（大唐长山热电厂，吉林松原，131109）

利用超声无损检测技术检测金属材料焊接的隐藏缺陷，有效保证金属材料的使用性能。

超声无损检测技术；金属材料；焊接

0 引言

随着社会的发展，超声无损检测技术在工业领域应用日益广泛，它能够对被测对象的内部损伤进行检测，操作简单、性能良好。金属材料焊接过程中很容易产生不同损伤，为了保证生产安全，对于金属材料的焊接点要进行严格的无损检测。

1 超声波检测相关技术理论

1.1 超声缺陷检测的基本方法

目前最常使用的超声无损检测方法有脉冲反射法和衍射时间传播技术。脉冲反射法的检测原理是，通过探头对需检测部件内部发射脉冲波，对反射波进行观察，分析内部缺陷，这种方法发射和接收声波采用的是同一个超声探头。如果待检测部件没有缺陷，那么得到的图形显示只有两个信号，发射脉冲与底面回波。如果待测件中存在缺陷，那么还将存在缺陷回波，对其进行分析就能完成对缺陷的评估，利用高度判断缺陷大小，利用回波与发射脉冲的间距判断缺陷深度。如果选择适宜的探头，通过脉冲反射法能够对焊接缺陷做出灵敏的检测。

衍射时间传播技术在待测缺陷与检测面呈现较大角度时非常适用。在检测过程中，所使用的是宽声束探头，探头相对焊缝对称的成对分布，检测区域被声束完全覆盖。当遇到缺陷时候，会有衍射波或反射波产生，探头对其进行接收，通过分析确定缺陷的位置以及大小。衍射波的距离和传播时间都由缺陷的具体情况决定，所以确定波束的延时时间就能够计算缺陷的具体位置和尺寸。

1.2 超声无损检测技术的优势

在无损检测技术中，超声无损检测的地位非常重要，得到非常广泛的应用，它能够有效保证产品质量，为安全生产做出贡献。超声无损检测技术的适用范围较广，在金属、非金属等材料检测上都表现良好，能够进行深层次的检测，发现部件内部缺陷，同时对其进行准确定位，避免人力、物力的不必要浪费。超声无损检测技术成本较低，检测效率高。这些优势都是其他技术不能达到的，这项技术科技含量较高，能够保证金属焊接的质量，让金属具有更安全的使用性能。

随着我国经济迅速发展，石油、核电、铁路等都发展迅猛，这些工业中所使用的大多为金属材料，所以超声无损检测技术在金属材料焊接上的应用对于这些行业都有着重要作用，金属材料焊接情况的好坏，对产品质量起到决定性作用。在航天事业中，金属材料焊接技术得到大量应用，如果没有完善的检测体系，就不能保证材料的安全性能，这不仅会影响到航天事业的发展，还会让宇航员的生命安全受到威胁。

2 超声无损检测的局限性

2.1 受材料影响

目前，在金属材料焊接检测上没有完美的技术，尽管超声无损技术具有很明显的优势，但是它也有一定的局限性。充分认识到超声无损检测的局限性，能够帮我们了解超声无损检测技术在金属材料焊接中的应用，以此为根据来找到最有效的检测方法。这项技术的应用原理就是对固体中的回声加以利用，根据回声的情况对缺陷进行有效判断。但是如果金属材料的结构较为复杂，形状不规则，那么利用超声无损检测技术就不能做出准确的判断，从而对后期的修复产生巨大影响。超声无损检测技术的应用对金属材料的材质以及晶体要求都较为严格，有些材料用超声监测技术不能有效检测出其缺陷的详细情况。如果在检测时候不能了解具体的损伤情况，就不能制定出科学合理的解决方案。

2.2 受检测方式影响

超声无损检测技术在面积检测与体积检测中差异较大，通过大量实践证明，体积检测率要低于面积检测率，这说明在面积检测上，超声无损检测技术局限性非常明显。但是，如果面积体的裂缝隐藏较深，或者存在融合不完全的地方，超声无损检测的应用也会受到影响。

2.3 受人为因素影响

超声波无损检测技术在记录上也存在制约性，其检测结果无法进行真实可靠的记录。超声无损检测技术的结果受人为因素影响较大，检测人员的专业素养、专业知识等都会对检测结果产生影响，检测结果具有不定性。

3 金属材料焊接中超声无损检测技术有效应用的具体方法

3.1 选择合理的检测方法

金属材料因其晶体不同，所以金属的材质各不相同，所以在进行金属材料检测工作时，要根据其特点选择适宜的检测方法，不能对所有的金属材料都一概而论。在具体的检测工作中，检测人员要对金属特性做深入了解，依照不同属性的金属设计最有效的方法来检测金属焊接情况。

3.2 综合运用各种检测方法

在对金属焊接进行检测时候可以采取多种检测方法，在具体检测工作中，可以把超声无损检测技术作为最主要技术，再辅以其他检测技术。不同的检测方法都有各自的优势，所以对各种方法综合使用能够达到最佳的检测效果。这与人类的团队合作有异曲同工之处，每位成员发挥出自己的优势，才能让工作顺利完成。在对检测金属焊接时候，检测人员要对各种检测方法进行分析，选择最合适的搭配方法。超声无损检测技术在有些情况灵敏性较差，如果金属中存在裂缝，或者焊接点融合不完全，利用超声无损检测技术很难进行检测，这时就需要在检测时融入其他有效检测技术。超声无损检测技术的优势显著，具有很好的穿透性，同时又具有很高的识别性，能够对损伤处进行准确定位，但是这项技术中存在的缺陷就需要通过其他检测技术进行补偿。所以，在金属材料焊接检测过程中，一定要综合运用各种检测技术，以达到最佳的检测效果。

3.3 把握无损检测的时间

金属材料的性质都存在较大差异，同种金属材料在不同时间进行检测也会得到不同效果，所以在进行金属材料焊接无损检测时候要选择最佳时机。根据金属材料各自的焊接工序，在适宜的工序之后完成检测，不能对检测时间进行简单的固定规定。检测人员要想顺利完成检测工作，让检测能够反映出焊接的真实情况，就一定要结合实际，根据不同材料的性能选择最有利的检测时间。

3.4 研究超声无损检测的缺陷

超声无损检测技术的局限性是客观存在的，对于这一现象我们不能回避，要积极的面对，对其规律进行总结。对于缺点发生的情况，不同缺点所对应的金属材料，这些缺点只有通过相关检测人员在实际工作中不断积累、摸索，才能总结出相关规律。在掌握所有超声无损检测技术的缺陷后才能在金属材料焊接中有更好的使用效果，同时还能优化超声无损检测技术。

3.5 创新超声无损检测技术

随着科技的发展，数字信号处理技术、电子技术、计算机技术都让超声无损检测技术向着更完善的方向发展，使其精度、检测效率、准确率都得到提升。在明确了如何攻克存在问题之后，就需要加紧研发脚步，对超声无损检测技术进行优化。这就需要我们在对超声无损检测技术进行理解运用的基础上对其进行技术革新，正面对待其技术缺陷，让超声无损检测技术得到更有效的运用。

3.6 加强检测人员之间的相互交流

检测人员在拥有一定经验的基础上都需要增加与从业人员的交流，对别人的既有经验进行学习，取长补短来完善自身技能。检测人员通过相互交流能够对检测方法进行总结，集各家所长，得到最有效的检测措施，让进行检测的人员提高检测正确率，得到更好的检测效果。

4 结束语

超声无损检测技术在金属材料焊接中有良好应用，它能够发现金属材料的内在损伤，保证产品质量，进而让金属产品具有更好的安全性能。由于这项技术成本低廉、使用方便，所以受到各行各业的欢迎。不断完善超声无损检测技术对于行业的发展、社会的发展，都有重要意义。

[1]宋宇.基于无损探伤的超声系统研究[D].北京交通大学，2011.

[2]沈毅.超声无损检测装置的研究与设计[D].南京邮电大学，2011.

Maxim Mbed开发平台MAX32625MBED登录贸泽

2017年9月– 专注于新产品引入 (NPI) 并提供极丰富产品类型的业界顶级半导体和电子元器件分销商贸泽电子 (Mouser Electronics)宣布开始分销Maxim Integrated的MAX32625MBED ARM® mbed™开发平台。MAX32625MBED开发板是功能强大的完整系统，用于开发和调试各种低功耗嵌入式系统，包括传感器集线器、互联运动设备、可穿戴式医用贴片和健身监视仪。

贸泽备货的这款Maxim MAX32625MBED开发平台包含Maxim MAX32625微控制器和板载ARM mbed硬件开发套件接口，能够快速连接工具链。板载MAX32625器件采用的是32位 RISC ARM Cortex®-M4F微控制器，此微控制器具有浮点运算单元 (FPU)、512KB闪存和160KB SRAM，其架构采用高效信号处理功能，成本低且易于使用。

MAX32625MBED开发板包括便于访问相邻模拟前端 (AFE) 连接的通孔原型区域、通过Arduino兼容引脚和其他100mil × 100mil 接头提供的多达40个通用输入/输出 (GPIO) 访问。MAX32625MBED支持SPI和I2C连接，以及数据通道传输速率高达12 Mbits/s的集成式USB 2.0全速接口。

The application of ultrasonic nondestructive testing technique in metal material welding

Qu Lingzhi
(Datang Changshan Thermal Power Plant,Songyuan Jilin, 131109)

Using ultrasonic nondestructive testing technology to detect the hidden defects of metal welding, effectively guarantee the performance of metal materials.

Ultrasonic nondestructive testing; metal materials; welding