搅拌摩擦焊接头缺陷检测与修复方法

中图分类号：T341 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）11-0048-01

1 缺陷的检测方法

铝合金搅拌摩擦焊接头缺陷具有紧贴、细微、取向复杂等特点，增加了缺陷无损检测的难度，目前的检测方法主要有：超声检测、射线探伤、涡流探伤、激光干涉等检测方法。

1.1 超声检测法

超声检测技术是基于声波在材料中的传播路径与材料的均匀性有关，当声波的传播路径上出现缺陷时，就会改变原来的传播特性，产生反射、折射和波形转换。超声检测技术是目前应用于搅拌摩擦焊接头缺陷检测的一种理想的无损检测方法，也是应用最广泛的一种方法，具有灵敏度和检出率高、缺陷定位准确等优点。超声波定性检测缺陷的方法主要有波形判别法、回波相位法、频谱分析法、超声C和B扫描法等[1]。

刘松平[2]等人研究了利用超声反射法检测搅拌摩擦焊缝区不同取向的缺陷。通过计算分析超声波在焊缝区的声波入射角、缺陷取向和缺陷紧贴性对声波反射的影响，确定入射声波的角度变化范围，通过改变入射角获取入射声波在缺陷处的最佳声学反射方向，提高入射声波对不同取向缺陷的检出能力。检测结果表明，该法可以有效地检出铝合金搅拌摩擦焊缝区不同取向焊接缺陷，是解决搅拌摩擦焊缝区微细和紧贴型缺陷无损检测的一种可行的方法。另外，利用高分辨率超声波在缺陷的反射回波信号波形（即频谱）的不同，还可以区分缺陷的性质或类型。

徐蒋明[3]等人通过超声波检测中的前后扫查和左右扫查获取缺陷的超声波回波动态波形，分别描述了铝合金搅拌摩擦焊焊缝的包铝陷入缺陷、隧道孔缺陷和未焊透缺陷的动态波形特点，并分析了各缺陷动态波形形成的原因。结果表明三种缺陷左右扫查的动态波形相似；隧道孔缺陷的前后扫查动态波形具有自身特征，而包铝陷入缺陷和未焊透缺陷的前后扫查动态波形具有光滑平面反射体的前后扫查的动态波形特征，需要辅助以其他手段来区分这两种缺陷并对其定性。

1.2 X射线检测法

X射线检测方法基于射线束穿过缺陷区引起的能量衰减原理，利用合理感光材料或用记录仪器记录这种能量衰减，以灰（黑）度变化来评定缺陷的存在。

刘松平[4]等人利用X射线成功的探测了3mm厚铝合金板内预制的孔洞缺陷，但是相比超声检测的方法，X射线的检测能力有限，特别是针对搅拌摩擦焊缝中的微细和紧贴型缺陷，利用超声检测能够得到更好的检测结果。

2 缺陷的修复方法

针对搅拌摩擦焊接过程中的沟槽、孔洞、未焊合和隧道型缺陷，哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室的刘会杰教授等人[5，6]提出了一种搅拌摩擦补焊方法，就是选择优化的焊接工艺参数和焊接工具对接头含有缺陷的试件沿反方向重新进行搅拌摩擦焊接。试验发现在优化的补焊工艺参数下，能够获得焊缝成形良好的补焊接头，焊接缺陷被消除，接头性能得到大幅提高，与优质原始接头的性能相当，可以达到工程对接头质量和力学性能的要求。

3 结论

总结了搅拌摩擦焊接过程中出现的缺陷类型，并分析了缺陷产生的原因及其危害，介绍了避免缺陷产生的方法和缺陷的检测与修复方法。但目前对搅拌摩擦焊焊接缺陷的研究都是从接头性能和焊缝组织的角度出发，对于搅拌摩擦焊焊接缺陷的产生机理还缺乏更为深入的研究，随着搅拌摩擦焊技术的推广和研究的不断深入，有关焊接缺陷的研究、分析、检测和修复技术也将迅速发展，这对提高接头质量和可靠性具有重要意义。

参考文献

[1] 夏纪真.超声检测技术中的缺陷定性方法[J].无损探伤，1988，4.

[2] 刘松平，刘菲菲，李乐刚等.搅拌摩擦焊缝变入射角超声检测方法研究[J].无损检测，2006，28（5）：225-228.

[3] 徐蒋明，柯黎明，邢丽等.搅拌摩擦焊焊缝缺陷的超声波动态波形分析[J].材料研究与应用，2008，2（1）：34-38.

[4] 刘松平，刘菲菲，李乐刚等.铝合金搅拌摩擦焊缝的无损检测方法[J]. 航空制造技术，2006，3：81-84.

[5] Liu Hui-jie，Zhang Hui-jie.Repair welding process of friction stir welding groove defect[J].Transactions of Nonferrous Metals Society of China，2009，19：563-567.

[6] ⒒峤埽张会杰，黄永宪等.搅拌摩擦焊接缺陷的补焊方法[J].焊接学报， 2009，30（1）：1-4.