浅谈焊后成品检测

【摘要】焊接产品虽然在焊前和焊接过程中进行了检查，但由于制造过程中外界因素的变化，如操作规范的不稳定、能源的波动等都有可能引起缺陷的产生。为了保证产品的质量，对成品必须进行质量检验。钢结构构件一般用外观检测法检测表面缺陷，内部缺陷用超声波探伤和射线探伤检测。下面先介绍外观检测方法，其它探伤原理和方法将作专门介绍。

【关键词】焊后成品 检测

焊接接头的外观检测是一种手续简便而应用广泛的经验方法，是成品检验的一项重要内容。这种方法有时亦使用于焊接过程中，如厚壁焊件作多层焊时，每焊完一层焊道便采用这种方法进行检查，以防止前道焊层的缺陷被带到下一层焊道中去。外观检查主要是发现焊缝表面的缺陷和尺寸上的偏差。这种检查一般是通过肉眼观察，借助标准样板、量规和放大镜等工具进行检测的。故有肉眼观察法或目视法之称。检查之前，必须将焊缝附近10～20mm基本金属上所有飞溅及其它污物清除干净。在清除焊渣时，要注意焊渣覆盖的情况。一般来说，根据熔渣覆盖的特征和飞溅的分布情况，可粗略地预料在该处会出现什么缺陷。例如，贴焊缝面的熔渣表面有裂纹痕迹，往往在焊缝中也有裂纹；若发现有飞溅成线状集结在一起，则可能因电流产生磁场磁化工件后，金属微粒堆积在裂纹上。因此，应在该处仔细地检查是否有裂纹。

对合金钢的焊接产品作外部检查，必须进行两次，即紧接着焊接之后和经过15～30d以后。这是因为有些合金钢内产生的裂纹形成得很慢，以致在第二次检查时才发现裂缝。对未填满的弧坑应特别仔细检查，因该处可能会有星形散射状裂纹。若焊缝表面出现缺陷，焊缝内部便有存在缺陷的可能。如焊缝表面出现咬边或满溢，则内部可能存在未焊透或未熔合；焊缝表面多孔，则焊缝内部亦可能会有气孔或非金属夹杂物存在。焊缝尺寸的检查可采用前面介绍的量规和样板进行。

一、超声波探伤

（一）探伤原理

人耳可听见的声波的频率范围大约是20HZ至20KHZ。频率比20KHZ更高的声波叫超声波。超声波脉冲（通常为1.5MHZ）从探头射入被检测物体，如果其内部有缺陷，缺陷与材料之间便存在界面，则一部分入射的超声波在缺陷处被反射或折射，则原来单方向传播的超声能量有一部分被反射，通过此界面的能量就相应减少。这时，在反射方向可以接到此缺陷处在反射波；在传播方向接收到的超声能量会小于正常值，这两种情况的出现都能证明缺陷的存在。在探伤中，利用探头接收脉冲信号的性能也可检查出缺陷的位置及大小。前者称为反射法，后者称为穿透法。

（二）探伤方法

（1）脉冲反射法：脉冲发生器所产生的高频电脉冲激励探头的压电晶片振动，使之产生超声波反射回来，这些反射波各自经历了不同的往返路程回到探头上，探头又重新将其转变为电脉冲，经接收放大器放大后，即可在荧光屏上显现出来。其对应各点的波型分别称为始波（A`）、波（F`）和底波（B`）。当被测工作中无缺陷存在时，则在荧光屏上只能见到始波A`和底波B`。缺陷的位置（深度AF）可根据各波型之间的间距之比等于所对应的工件中的长度之比求出，其中AB是工作的厚度，可以测出；A`B`和A`F`可从荧光屏上读出。缺陷的大小可用当量法确定。这种探伤方法叫纵波探伤或直探头探伤。振动方向与传播方向相同的波称纵波；振动方向与传播方向相垂直的波称横波。

横波脉冲反射法：当入射角不等于零的超声波入射到固体介质中，且超声波在此介质中的纵波和横波的传播速度均大于在入射介质中的传播速度时，则同时产生纵波和横波。又由于材料的弹性模量E总是大于剪切模量G，因而纵波传播速度总是大于横波的传播速度。根据几何光学的折射规律，纵波折射角也总是大于横波折射角。当入射角取得足够大时，可以使纵波折射角等于或大于90，从而使纵波在工作中消失，这时工件中就得到了单一的横波。横波探伤的定位在生产中采用标准试块调节或三角试块比较法。缺陷的大小同样用当量法确定。钢结构构件焊缝的超声波探伤必须由持证专业人员按GB1152进行，并根据图纸技术要求和行业标准确定验收。

（2）穿透法：穿透法是根据超声波能量变化情况来判断工件内部状况的，它是将发射探头和接收探头分别置于工件的两相对表面。发射探头发射的超声波能量也一定的。而工件存在缺陷时，由于缺陷的反射使接受到的能量减小，从而断定工件存在缺陷。

根据发射波的不同种类，穿透法有脉冲波探伤法和连续波探伤法两种，如图1和图2所示：

穿透法探伤的灵敏度不如脉冲反射法高，且受工件形状的影响较大，但较适宜检查成批生产的工件。如板材一类的工件，可以通过接收能量的精确对比而得到高的精度，宜实现自动化。

二、射线探伤

射线探伤是利用射线可穿透物质和在物质中有衰减的特性来发现缺陷的一种探伤方法。按探伤所用的射线不同，射线探伤可以分为X射线、γ射线和高能射线探伤三种。由于显示缺陷的方法不同，每种射线探伤又有电离法、荧光屏观察照相法和工业电视法几种。运用最广的是X射线照相法，照相法探伤是利用射线在物质中的衰减规律和对某些物质产生的光化及荧光作用为基础进行探伤的。