焊接檢測

《焊接檢測》配有Abook數(shù)字課程。

《焊接檢測》由太原鐵路機械學校王英杰（負責編寫項目一和項目七）、核工業(yè)工程技術(shù)研究設計院馮英超（負責編寫項目三和項目四）擔任主編，楊會敏（負責編寫項目五）擔任副主編，參加編寫工作的還有防災科技學院陳蓉艷（負責編寫項目六）、核工業(yè)工程技術(shù)研究設計院褚瑞（負責編寫附錄）和華北機電學校王麗寧（負責編寫項目二）。

2015年7月，該書入選第二批“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材；同年11月，由高等教育出版社出版。

《焊接檢測》主要內(nèi)容有焊接質(zhì)量體系基礎知識、焊接檢測過程及質(zhì)量控制、射線檢測、超聲波檢測、磁粉檢測、滲透檢測、焊接檢測新技術(shù)和破壞性檢測以及焊接檢測實訓指導等。

《焊接檢測》以基礎知識、操作步驟、結(jié)果分析為基本模式進行相關(guān)知識與技能的介紹，為焊接檢測方法配置了典型案例分析。該書所介紹的知識通俗易懂、由淺入深、循序漸進、圖文并茂、形象直觀。

該書特點主要有以下幾個方面：1.調(diào)整了知識結(jié)構(gòu)；2.增加了典型檢測實例介紹；3.采用最新標準（截至2015年），確保實用性；4.注重推廣探究式和開放式教學形式。

王英杰：男，高級講師、碩士研究生。主要研究方向：裝備制造。

馮英超：現(xiàn)任核工業(yè)工程研究設計有限公司焊接與施工技術(shù)研究所所長，研究員級高級工程師，瑞典皇家理工學院訪問學者。中國核工業(yè)建設股份有限公司高級技術(shù)專家（焊接工程技術(shù)），中國核工業(yè)二三建設有限公司高級技術(shù)專家（焊接工程技術(shù)），兼任中國安裝協(xié)會焊接專委會秘書長。代表性研究包括核電站主管道自動焊、工藝管U-TIG焊、AP1000鋼制安全殼（CV）自動焊、厚壁管道激光熱絲焊、A-TIG活性劑等。

焊接檢測方法很多，一般可以按以下方法分類：

（一） 按焊接檢測數(shù)量分

1.抽檢 在焊接質(zhì)量比較穩(wěn)定的情況下，如自動焊、摩擦焊、氬弧焊等，當工藝參數(shù)調(diào)整好之后，在焊接過程中質(zhì)量變化不大，比較穩(wěn)定，可以對焊接接頭質(zhì)量進行抽樣檢測。

2.全檢 對所有焊縫或者產(chǎn)品進行100%的檢測。

（二） 按焊接檢驗方法分

1.破壞性檢測

（1）力學性能實驗 包括拉伸試驗、硬度試驗、彎曲試驗、疲勞試驗、沖擊試驗等；

（2）化學分析試驗 包括化學成分分析、腐蝕試驗等；

（3）金相檢驗 包括宏觀檢驗，微觀檢驗等。

2.非破壞性檢測

（1）外觀檢驗 包括尺寸檢驗、幾何形狀檢測、外表傷痕檢測等；

（2）耐壓試驗 包括水壓試驗和氣壓試驗等；

（3）密封性試驗 包括氣密試驗、載水試驗、氨氣試驗、沉水試驗、煤油滲漏試驗、氨檢漏試驗等。

(4)磁粉檢驗

(5)著色檢驗

(6)超聲波探傷

(7)射線探傷

3.無損檢測 無損檢測包括射線探傷、超聲波探傷、磁力探傷、滲透探傷等。

無損檢測的常規(guī)方法有直接用肉眼檢查的宏觀檢驗和用射線照相探傷、超聲探傷儀、磁粉探傷儀、滲透探傷、渦流探傷等儀器檢測。肉眼宏觀檢測可以不使用任何儀器和設備，但肉眼不能穿透工件來檢查工件內(nèi)部缺陷，而射線照相等方法則可以通過各種各樣的儀器或設備來進行檢測，既可以檢查肉眼不能檢查的工件內(nèi)部缺陷，也可以大大提高檢測的準確性和可靠性。

超聲波探傷在無損檢測焊接質(zhì)量中的作用

1、探測面的修整：應清除焊接工作表面飛濺物、氧化皮、凹坑及銹蝕等，光潔度一般低于▽4。焊縫兩側(cè)探傷面的修整寬度一般為大于等于2KT 50mm，（K:探頭K值，T：工件厚度）。一般的根據(jù)焊件母材選擇K值為2.5探頭。例如：待測工件母材厚度為10mm,那么就應在焊縫兩側(cè)各修磨100mm。

2、耦合劑的選擇應考慮到粘度、流動性、附著力、對工件表面無腐蝕、易清洗，而且經(jīng)濟，綜合以上因素選擇漿糊作為耦合劑。

3、由于母材厚度較薄因此探測方向采用單面雙側(cè)進行。

4、由于板厚小于20mm所以采用水平定位法來調(diào)節(jié)儀器的掃描速度。

5、在探傷操作過程中采用粗探傷和精探傷。為了大概了解缺陷的有無和分布狀態(tài)、定量、定位就是精探傷。使用鋸齒形掃查、左右掃查、前后掃查、轉(zhuǎn)角掃查、環(huán)繞掃查等幾種掃查方式以便于發(fā)現(xiàn)各種不同的缺陷并且判斷缺陷性質(zhì)。

6、對探測結(jié)果進行記錄，如發(fā)現(xiàn)內(nèi)部缺陷對其進行評定分析。焊接對頭內(nèi)部缺陷分級應符合現(xiàn)行國家標準GB11345-89《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級》的規(guī)定，來評判該焊否合格。如果發(fā)現(xiàn)有超標缺陷，向車間下達整改通知書，令其整改后進行復驗直至合格。

一般的焊縫中常見的缺陷有：氣孔、夾渣、未焊透、未熔合和裂紋等。目前（2013年）為止，還沒有一個成熟的方法對缺陷的性質(zhì)進行準確的評判，只是根據(jù)熒光屏上得到的缺陷波的形狀和反射波高度的變化結(jié)合缺陷的位置和焊接工藝對缺陷進行綜合估判。

對于內(nèi)部缺陷的性質(zhì)的估判以及缺陷的產(chǎn)生的原因和防止措施大體總結(jié)了以下幾點：

1、氣孔：

單個氣孔回波高度低，波形為單縫，較穩(wěn)定。從各個方向探測，反射波大體相同，但稍一動探頭就消失，密集氣孔會出現(xiàn)一簇反射波，波高隨氣孔大小而不同，當探頭作定點轉(zhuǎn)動時，會出現(xiàn)此起彼落的現(xiàn)象。

產(chǎn)生這類缺陷的原因主要是焊材未按規(guī)定溫度烘干，焊條藥皮變質(zhì)脫落、焊芯銹蝕，焊絲清理不干凈，手工焊時電流過大，電弧過長；埋弧焊時電壓過高或網(wǎng)絡電壓波動太大；氣體保護焊時保護氣體純度低等。如果焊縫中存在著氣孔，既破壞了焊縫金屬的致密性，又使得焊縫有效截面積減少，降低了機械性能，特別是存鏈狀氣孔時，對彎曲和沖擊韌性會有比較明顯降低。防止

這類缺陷防止的措施有：不使用藥皮開裂、剝落、變質(zhì)及焊芯銹蝕的焊條，生銹的焊絲必須除銹后才能使用。所用焊接材料應按規(guī)定溫度烘干，坡口及其兩側(cè)清理干凈，并要選用合適的焊接電流、電弧電壓和焊接速度等。

2、夾渣：

點狀夾渣回波信號與點狀氣孔相似，條狀夾渣回波信號多呈鋸齒狀波幅不高，波形多呈樹枝狀，主峰邊上有小峰，探頭平移波幅有變動，從各個方向探測時反射波幅不相同。

這類缺陷產(chǎn)生的原因有：焊接電流過小，速度過快，熔渣來不及浮起，被焊邊緣和各層焊縫清理不干凈，其本金屬和焊接材料化學成分不當，含硫、磷較多等。

防止措施有：正確選用焊接電流，焊接件的坡口角度不要太小，焊前必須把坡口清理干凈，多層焊時必須層層清除焊渣；并合理選擇運條角度焊接速度等。

3、未焊透：

反射率高，波幅也較高，探頭平移時，波形較穩(wěn)定，在焊縫兩側(cè)探傷時均能得到大致相同的反射波幅。這類缺陷不僅降低了焊接接頭的機械性能，而且在未焊透處的缺口和端部形成應力集中點，承載后往往會引起裂紋，是一種危險性缺陷。

超聲波探傷在無損檢測焊接質(zhì)量中的作用

其產(chǎn)生原因一般是：坡口純邊間隙太小，焊接電流太小或運條速度過快，坡口角度小，運條角度不對以及電弧偏吹等。

防止措施有：合理選用坡口型式、裝配間隙和采用正確的焊接工藝等。

4、未熔合：

探頭平移時，波形較穩(wěn)定，兩側(cè)探測時，反射波幅不同，有時只能從一側(cè)探到。

其產(chǎn)生的原因：坡口不干凈，焊速太快，電流過小或過大，焊條角度不對，電弧偏吹等。

防止措施：正確選用坡口和電流，坡口清理干凈，正確操作防止焊偏等。

5、裂紋：

回波高度較大，波幅寬，會出現(xiàn)多峰，探頭平移時反射波連續(xù)出現(xiàn)波幅有變動，探頭轉(zhuǎn)時，波峰有上下錯動現(xiàn)象。裂紋是一種危險性最大的缺陷，它除降低焊接接頭的強度外，還因裂紋的末端呈尖銷的缺口，焊件承載后，引起應力集中，成為結(jié)構(gòu)斷裂的起源。裂紋分為熱裂紋、冷裂紋和再熱裂紋三種。

熱裂紋產(chǎn)生的原因是：焊接時熔池的冷卻速度很快，造成偏析；焊縫受熱不均勻產(chǎn)生拉應力。

防止措施：限制母材和焊接材料中易偏析元素和有害雜質(zhì)的含量，主要限制硫含量，提高錳含量；提高焊條或焊劑的堿度，以降低雜質(zhì)含量，改善偏析程度；改進焊接結(jié)構(gòu)形式，采用合理的焊接順序，提高焊縫收縮時的自由度。

冷裂紋產(chǎn)生的原因：被焊材料淬透性較大在冷卻過程中受到人的焊接拉力作用時易裂開；焊接時冷卻速度很快氫來不及逸出而殘留在焊縫中，氫原子結(jié)合成氫分子，以氣體狀態(tài)進到金屬的細微孔隙中，并造成很大的壓力，使局部金屬產(chǎn)生很大的壓力而形成冷裂紋；焊接應力拉應力并與氫的析集中和淬火脆化同時發(fā)生時易形成冷裂紋。

防止措施：焊前預熱，焊后緩慢冷卻，使熱影響區(qū)的奧氏體分解能在足夠的溫度區(qū)間內(nèi)進行，避免淬硬組織的產(chǎn)生，同時有減少焊接應力的作用；焊接后及時進行低溫退火，去氫處理，消除焊接時產(chǎn)生的應力，并使氫及時擴散到外界去；選用低氫型焊條和堿性焊劑或奧氏體不銹鋼焊條焊絲等，焊材按規(guī)定烘干，并嚴格清理坡口；加強焊接時的保護和被焊處表面的清理，避免氫的侵入；選用合理的焊接規(guī)范，采用合理的裝焊順序，以改善焊件的應力狀態(tài)。

（一） 焊接質(zhì)量檢測的一般步驟如下：

1.明確質(zhì)量要求

2.進行項目檢測

3.評定測試結(jié)果

4.報告檢驗結(jié)果

（二）焊接質(zhì)量檢測的職能有以下三方面：

1.質(zhì)量保證的職能

2.缺陷預防的職能

3.結(jié)果報告的職能

焊接檢測方法很多，一般可以按一下方法分類：

（一） 按焊接檢測數(shù)量分

1.抽檢 在焊接質(zhì)量比較穩(wěn)定的情況下，如自動焊、摩擦焊、氬弧焊等，當工藝參數(shù)調(diào)整好之后，在焊接過程中質(zhì)量變化不大，比較穩(wěn)定，可以對焊接接頭質(zhì)量進行抽樣檢測。

2.全檢 對所有焊縫或者產(chǎn)進行100%的檢測。

（二） 按焊接檢驗方法分

1.破壞性檢測

（1）力學性能實驗 包括拉伸試驗、硬度試驗、彎曲試驗、疲勞試驗、沖擊試驗等；

（2）化學分析試驗 包括化學成分分析、腐蝕試驗等；

（3）金相檢驗 包括宏觀檢驗，微觀檢驗等。

2.非破壞性檢測

（1）外觀檢驗 包括尺寸檢驗、幾何形狀檢測、外表傷痕檢測等；

（2）耐壓試驗 包括水壓試驗和氣壓試驗等；

（3）密封性試驗 包括氣密試驗、載水試驗、氨氣試驗、沉水試驗、煤油滲漏試驗、氨檢漏試驗等。

(4)磁粉檢驗

(5)著色檢驗

(6)超聲波探傷

(7)射線探傷

3.無損檢測 無損檢測包括射線探傷、超聲波探傷、磁力探傷、滲透探傷等。

無損檢測的常規(guī)方法有直接用肉眼檢查的宏觀檢驗和用射線照相探傷、超聲探傷儀、磁粉探傷儀、滲透探傷、渦流探傷等儀器檢測。肉眼宏觀檢測可以不使用任何儀器和設備，但肉眼不能穿透工件來檢查工件內(nèi)部缺陷，而射線照相等方法則可以通過各種各樣的儀器或設備來進行檢測，既可以檢查肉眼不能檢查的工件內(nèi)部缺陷，也可以大大提高檢測的準確性和可靠性。

超聲波探傷在無損檢測焊接質(zhì)量中的作用

1、探測面的修整：應清除焊接工作表面飛濺物、氧化皮、凹坑及銹蝕等，光潔度一般低于▽4。焊縫兩側(cè)探傷面的修整寬度一般為大于等于2KT 50mm，（K:探頭K值，T：工件厚度）。一般的根據(jù)焊件母材選擇K值為2.5探頭。例如：待測工件母材厚度為10mm,那么就應在焊縫兩側(cè)各修磨100mm。

2、耦合劑的選擇應考慮到粘度、流動性、附著力、對工件表面無腐蝕、易清洗，而且經(jīng)濟，綜合以上因素選擇漿糊作為耦合劑。

3、由于母材厚度較薄因此探測方向采用單面雙側(cè)進行。

4、由于板厚小于20mm所以采用水平定位法來調(diào)節(jié)儀器的掃描速度。

5、在探傷操作過程中采用粗探傷和精探傷。為了大概了解缺陷的有無和分布狀態(tài)、定量、定位就是精探傷。使用鋸齒形掃查、左右掃查、前后掃查、轉(zhuǎn)角掃查、環(huán)繞掃查等幾種掃查方式以便于發(fā)現(xiàn)各種不同的缺陷并且判斷缺陷性質(zhì)。

6、對探測結(jié)果進行記錄，如發(fā)現(xiàn)內(nèi)部缺陷對其進行評定分析。焊接對頭內(nèi)部缺陷分級應符合現(xiàn)行國家標準GB11345-89《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級》的規(guī)定，來評判該焊否合格。如果發(fā)現(xiàn)有超標缺陷，向車間下達整改通知書，令其整改后進行復驗直至合格。

一般的焊縫中常見的缺陷有：氣孔、夾渣、未焊透、未熔合和裂紋等。到目前為止還沒有一個成熟的方法對缺陷的性質(zhì)進行準確的評判，只是根據(jù)熒光屏上得到的缺陷波的形狀和反射波高度的變化結(jié)合缺陷的位置和焊接工藝對缺陷進行綜合估判。 2100433B