超声波技术在焊接碳钢硬度测量方面的应用

超声波技术在焊接碳钢硬度测量方面的应用

刊名：Defence Technology（英）

刊期：2015年第11期

作者：Fatih Uzun et al

编译：苗志慧

超声波接触阻抗技术在非破坏性焊接碳钢硬度测量方面得到了广泛应用。超声波通过一定硬度的物体时，其速度变化与物体的表面硬度有一定的相关性。为了将超声波接触阻抗技术作为非破坏性测量物体硬度的特定方法，有必要进行一定量的工业应用测试，以确定其方法的可靠性。为此，选择了一种广泛使用的焊接技术作为测量和试验的对象。钢的焊接过程是工业化生产的一个典型过程，材料的晶粒结构在焊接区周围发生变化。因此，研究了应用于碳钢焊接方面的超声波技术。

选择3种碳含量不同但其它组分完全一致的碳钢样品进行退火，以便获得具有不同硬度值的样品。此类热处理样品各向同性，且其洛氏B标准硬度值与超声波通过样品时速度变化量相关。超声波通过不同厚度物体时，速度变化与各向同性材料的表面硬度有一定的相关性，基于这一点可以测量材料的平均硬度。但一般刚性材料无法维持其各向同性结构。

利用探测超声波速度变化技术来检测焊接工艺对碳钢硬度的影响，并将测试结果与破坏性硬度测量方法的测量结果进行比对验证。同时，对应用超声波速度变化技术测量各向异性材料硬度的能力进行了研究。研究结果表明，超声波技术可作为测定物体宏观硬度的可行方法。传统破坏性测量方法和超声波非破坏性测量方法最终测得的物体硬度分布基本一致，但在平均硬度值和表面硬度值方面，两种测量方式的测量结果有一定的差异。因此，超声波技术不能完全取代传统的破坏性硬度测量方法，而应作为共存的测量方法应用于焊接碳钢硬度测量领域。