焊接檢測(cè)教材特色

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

該書(shū)特點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：1.調(diào)整了知識(shí)結(jié)構(gòu)；2.增加了典型檢測(cè)實(shí)例介紹；3.采用最新標(biāo)準(zhǔn)（截至2015年），確保實(shí)用性；4.注重推廣探究式和開(kāi)放式教學(xué)形式。

《焊接檢測(cè)》配有Abook數(shù)字課程。

《焊接檢測(cè)》主要內(nèi)容有焊接質(zhì)量體系基礎(chǔ)知識(shí)、焊接檢測(cè)過(guò)程及質(zhì)量控制、射線檢測(cè)、超聲波檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)、焊接檢測(cè)新技術(shù)和破壞性檢測(cè)以及焊接檢測(cè)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)等。

《焊接檢測(cè)》由太原鐵路機(jī)械學(xué)校王英杰（負(fù)責(zé)編寫(xiě)項(xiàng)目一和項(xiàng)目七）、核工業(yè)工程技術(shù)研究設(shè)計(jì)院馮英超（負(fù)責(zé)編寫(xiě)項(xiàng)目三和項(xiàng)目四）擔(dān)任主編，楊會(huì)敏（負(fù)責(zé)編寫(xiě)項(xiàng)目五）擔(dān)任副主編，參加編寫(xiě)工作的還有防災(zāi)科技學(xué)院陳蓉艷（負(fù)責(zé)編寫(xiě)項(xiàng)目六）、核工業(yè)工程技術(shù)研究設(shè)計(jì)院褚瑞（負(fù)責(zé)編寫(xiě)附錄）和華北機(jī)電學(xué)校王麗寧（負(fù)責(zé)編寫(xiě)項(xiàng)目二）。

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

王英杰：男，高級(jí)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(shè)計(jì)有限公司焊接與施工技術(shù)研究所所長(zhǎng)，研究員級(jí)高級(jí)工程師，瑞典皇家理工學(xué)院訪問(wèn)學(xué)者。中國(guó)核工業(yè)建設(shè)股份有限公司高級(jí)技術(shù)專(zhuān)家（焊接工程技術(shù)），中國(guó)核工業(yè)二三建設(shè)有限公司高級(jí)技術(shù)專(zhuān)家（焊接工程技術(shù)），兼任中國(guó)安裝協(xié)會(huì)焊接專(zhuān)委會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)。代表性研究包括核電站主管道自動(dòng)焊、工藝管U-TIG焊、AP1000鋼制安全殼（CV）自動(dòng)焊、厚壁管道激光熱絲焊、A-TIG活性劑等。

焊接檢測(cè)方法很多，一般可以按以下方法分類(lèi)：

（一） 按焊接檢測(cè)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(dòng)焊、摩擦焊、氬弧焊等，當(dāng)工藝參數(shù)調(diào)整好之后，在焊接過(guò)程中質(zhì)量變化不大，比較穩(wěn)定，可以對(duì)焊接接頭質(zhì)量進(jìn)行抽樣檢測(cè)。

2.全檢 對(duì)所有焊縫或者產(chǎn)品進(jìn)行100%的檢測(cè)。

（二） 按焊接檢驗(yàn)方法分

1.破壞性檢測(cè)

（1）力學(xué)性能實(shí)驗(yàn) 包括拉伸試驗(yàn)、硬度試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)等；

（2）化學(xué)分析試驗(yàn) 包括化學(xué)成分分析、腐蝕試驗(yàn)等；

（3）金相檢驗(yàn) 包括宏觀檢驗(yàn)，微觀檢驗(yàn)等。

2.非破壞性檢測(cè)

（1）外觀檢驗(yàn) 包括尺寸檢驗(yàn)、幾何形狀檢測(cè)、外表傷痕檢測(cè)等；

（2）耐壓試驗(yàn) 包括水壓試驗(yàn)和氣壓試驗(yàn)等；

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

(4)磁粉檢驗(yàn)

(5)著色檢驗(yàn)

(6)超聲波探傷

(7)射線探傷

3.無(wú)損檢測(cè) 無(wú)損檢測(cè)包括射線探傷、超聲波探傷、磁力探傷、滲透探傷等。

無(wú)損檢測(cè)的常規(guī)方法有直接用肉眼檢查的宏觀檢驗(yàn)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(cè)。肉眼宏觀檢測(cè)可以不使用任何儀器和設(shè)備，但肉眼不能穿透工件來(lái)檢查工件內(nèi)部缺陷，而射線照相等方法則可以通過(guò)各種各樣的儀器或設(shè)備來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，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(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性。

超聲波探傷在無(wú)損檢測(cè)焊接質(zhì)量中的作用

1、探測(cè)面的修整：應(yīng)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(cè)工件母材厚度為10mm,那么就應(yīng)在焊縫兩側(cè)各修磨100mm。

2、耦合劑的選擇應(yīng)考慮到粘度、流動(dòng)性、附著力、對(duì)工件表面無(wú)腐蝕、易清洗，而且經(jīng)濟(jì)，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(cè)方向采用單面雙側(cè)進(jìn)行。

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

5、在探傷操作過(guò)程中采用粗探傷和精探傷。為了大概了解缺陷的有無(wú)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(duì)探測(cè)結(jié)果進(jìn)行記錄，如發(fā)現(xiàn)內(nèi)部缺陷對(duì)其進(jìn)行評(píng)定分析。焊接對(duì)頭內(nèi)部缺陷分級(jí)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB11345-89《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》的規(guī)定，來(lái)評(píng)判該焊否合格。如果發(fā)現(xiàn)有超標(biāo)缺陷，向車(chē)間下達(dá)整改通知書(shū)，令其整改后進(jìn)行復(fù)驗(yàn)直至合格。

一般的焊縫中常見(jiàn)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(méi)有一個(gè)成熟的方法對(duì)缺陷的性質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)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(duì)缺陷進(jìn)行綜合估判。

對(duì)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(diǎn)：

1、氣孔：

單個(gè)氣孔回波高度低，波形為單縫，較穩(wěn)定。從各個(gè)方向探測(cè)，反射波大體相同，但稍一動(dòng)探頭就消失，密集氣孔會(huì)出現(xiàn)一簇反射波，波高隨氣孔大小而不同，當(dāng)探頭作定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)此起彼落的現(xiàn)象。

產(chǎn)生這類(lèi)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(shí)電流過(guò)大，電弧過(guò)長(zhǎng)；埋弧焊時(shí)電壓過(guò)高或網(wǎng)絡(luò)電壓波動(dòng)太大；氣體保護(hù)焊時(shí)保護(hù)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(jī)械性能，特別是存鏈狀氣孔時(shí)，對(duì)彎曲和沖擊韌性會(huì)有比較明顯降低。防止

這類(lèi)缺陷防止的措施有：不使用藥皮開(kāi)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(yīng)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(diǎn)狀?yuàn)A渣回波信號(hào)與點(diǎn)狀氣孔相似，條狀?yuàn)A渣回波信號(hào)多呈鋸齒狀波幅不高，波形多呈樹(shù)枝狀，主峰邊上有小峰，探頭平移波幅有變動(dòng)，從各個(gè)方向探測(cè)時(shí)反射波幅不相同。

這類(lèi)缺陷產(chǎn)生的原因有：焊接電流過(guò)小，速度過(guò)快，熔渣來(lái)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(xué)成分不當(dāng)，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(shí)必須層層清除焊渣；并合理選擇運(yùn)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(shí)，波形較穩(wěn)定，在焊縫兩側(cè)探傷時(shí)均能得到大致相同的反射波幅。這類(lèi)缺陷不僅降低了焊接接頭的機(jī)械性能，而且在未焊透處的缺口和端部形成應(yīng)力集中點(diǎn)，承載后往往會(huì)引起裂紋，是一種危險(xiǎn)性缺陷。

超聲波探傷在無(wú)損檢測(cè)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(yùn)條速度過(guò)快，坡口角度小，運(yùn)條角度不對(duì)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(shí)，波形較穩(wěn)定，兩側(cè)探測(cè)時(shí)，反射波幅不同，有時(shí)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(guò)小或過(guò)大，焊條角度不對(duì)，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(huì)出現(xiàn)多峰，探頭平移時(shí)反射波連續(xù)出現(xiàn)波幅有變動(dòng)，探頭轉(zhuǎn)時(shí)，波峰有上下錯(cuò)動(dòng)現(xiàn)象。裂紋是一種危險(xiǎn)性最大的缺陷，它除降低焊接接頭的強(qiáng)度外，還因裂紋的末端呈尖銷(xiāo)的缺口，焊件承載后，引起應(yīng)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(shí)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(yīng)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(jìn)焊接結(jié)構(gòu)形式，采用合理的焊接順序，提高焊縫收縮時(shí)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(guò)程中受到人的焊接拉力作用時(shí)易裂開(kāi)；焊接時(shí)冷卻速度很快氫來(lái)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(jìn)到金屬的細(xì)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(yīng)力拉應(yīng)力并與氫的析集中和淬火脆化同時(shí)發(fā)生時(shí)易形成冷裂紋。

防止措施：焊前預(yù)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(jìn)行，避免淬硬組織的產(chǎn)生，同時(shí)有減少焊接應(yīng)力的作用；焊接后及時(shí)進(jìn)行低溫退火，去氫處理，消除焊接時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力，并使氫及時(shí)擴(kuò)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(yán)格清理坡口；加強(qiáng)焊接時(shí)的保護(hù)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(yīng)力狀態(tài)。

（一） 焊接質(zhì)量檢測(cè)的一般步驟如下：

1.明確質(zhì)量要求

2.進(jìn)行項(xiàng)目檢測(cè)

3.評(píng)定測(cè)試結(jié)果

4.報(bào)告檢驗(yàn)結(jié)果

（二）焊接質(zhì)量檢測(cè)的職能有以下三方面：

1.質(zhì)量保證的職能

2.缺陷預(yù)防的職能

3.結(jié)果報(bào)告的職能

焊接檢測(cè)方法很多，一般可以按一下方法分類(lèi)：

（一） 按焊接檢測(cè)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(dòng)焊、摩擦焊、氬弧焊等，當(dāng)工藝參數(shù)調(diào)整好之后，在焊接過(guò)程中質(zhì)量變化不大，比較穩(wěn)定，可以對(duì)焊接接頭質(zhì)量進(jìn)行抽樣檢測(cè)。

2.全檢 對(duì)所有焊縫或者產(chǎn)進(jìn)行100%的檢測(cè)。

（二） 按焊接檢驗(yàn)方法分

1.破壞性檢測(cè)

（1）力學(xué)性能實(shí)驗(yàn) 包括拉伸試驗(yàn)、硬度試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)等；

（2）化學(xué)分析試驗(yàn) 包括化學(xué)成分分析、腐蝕試驗(yàn)等；

（3）金相檢驗(yàn) 包括宏觀檢驗(yàn)，微觀檢驗(yàn)等。

2.非破壞性檢測(cè)

（1）外觀檢驗(yàn) 包括尺寸檢驗(yàn)、幾何形狀檢測(cè)、外表傷痕檢測(cè)等；

（2）耐壓試驗(yàn) 包括水壓試驗(yàn)和氣壓試驗(yàn)等；

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

(4)磁粉檢驗(yàn)

(5)著色檢驗(yàn)

(6)超聲波探傷

(7)射線探傷

3.無(wú)損檢測(cè) 無(wú)損檢測(cè)包括射線探傷、超聲波探傷、磁力探傷、滲透探傷等。

無(wú)損檢測(cè)的常規(guī)方法有直接用肉眼檢查的宏觀檢驗(yàn)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(cè)。肉眼宏觀檢測(cè)可以不使用任何儀器和設(shè)備，但肉眼不能穿透工件來(lái)檢查工件內(nèi)部缺陷，而射線照相等方法則可以通過(guò)各種各樣的儀器或設(shè)備來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，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(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性。

超聲波探傷在無(wú)損檢測(cè)焊接質(zhì)量中的作用

1、探測(cè)面的修整：應(yīng)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(cè)工件母材厚度為10mm,那么就應(yīng)在焊縫兩側(cè)各修磨100mm。

2、耦合劑的選擇應(yīng)考慮到粘度、流動(dòng)性、附著力、對(duì)工件表面無(wú)腐蝕、易清洗，而且經(jīng)濟(jì)，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(cè)方向采用單面雙側(cè)進(jìn)行。

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

5、在探傷操作過(guò)程中采用粗探傷和精探傷。為了大概了解缺陷的有無(wú)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(duì)探測(cè)結(jié)果進(jìn)行記錄，如發(fā)現(xiàn)內(nèi)部缺陷對(duì)其進(jìn)行評(píng)定分析。焊接對(duì)頭內(nèi)部缺陷分級(jí)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB11345-89《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》的規(guī)定，來(lái)評(píng)判該焊否合格。如果發(fā)現(xiàn)有超標(biāo)缺陷，向車(chē)間下達(dá)整改通知書(shū)，令其整改后進(jìn)行復(fù)驗(yàn)直至合格。

一般的焊縫中常見(jiàn)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(méi)有一個(gè)成熟的方法對(duì)缺陷的性質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)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(duì)缺陷進(jìn)行綜合估判。 2100433B