浅谈机械焊接结构的无损检测技术

浅谈机械焊接结构的无损检测技术
工业生产的过程必然需要各类机械的参与，而机械是通过将各类零部件连接在一起形成的，焊接作为一种常见的连接方式其质量的好坏直接关系到机械是否能够安全、稳定运行，因此对机械焊接结构的检测就显得格外重要，随着科技的发展，各种无损检测技术逐渐替代传统的检测技术，成为主流技术。

文章介绍了机械焊接结构的几种典型缺陷，分析了机械焊接结构采用无损检测的重要性，并探讨几种常见的焊接无损检测方法。

标签：机械焊接结构；无损检测；方法；超声波；磁粉
前言
焊接作为一种典型的连接技术，在机械加工制造中得到广泛的应用，相对于铆接、螺纹连接等而言，焊接后的两部分具有更好的整体性，同时如果焊接工艺掌握不当就会导致焊接结构出现缺陷，这些缺陷的存在会影响机械结构的承载能力和使用寿命，因此焊接质量好坏直接影响机械的安全、稳定运行，为保证焊接质量，应对焊接结构进行缺陷检测，主要检测方式分为有损检测和无损检测两种，其区别在于无损检测可在保证机械结构完整性的前提下完成，相对于有损检测来说更具先进性。

1 机械焊接结构的典型缺陷
1.1 宏观缺陷
焊接结构的宏观缺陷是指不用借助任何仪器设备，仅凭肉眼观察即可发现的焊接缺陷，例如烧穿、咬边、焊瘤、凹陷等等，这类缺陷一般来说需要拆除重新焊接。

1.2 内部缺陷
焊接结构的内部缺陷是指一般在焊接结构的内部，经肉眼观察不能或不易分辨出来，需要借助一些专用的仪器设备进行检测的缺陷类型，包括裂纹、气孔、内部未熔合等等。

1.3 微观缺陷
微观缺陷指在焊接过程中由于热循环不均匀导致内部微观组织的分布出现异常以及化学成分的非均匀性熔合等，常见的有过烧、过热、组织成分不均匀等。

2 机械焊接结构采用无损检测的重要性
2.1 有效提高了设备焊接结构检测的先进性
对于焊接结构而言，采用传统的检测方式，一方面需要凭经验而行，另一方面检测过程需要对焊接结构进行破坏，不但劳动强度高，而且还可能造成不必要的损失。

而采用无损检测技术可以在不破坏结构和使用功能的前提下完成探伤工作，操作简便且结果可靠性高，因此更先进。

2.2 可显著降低机械设备维护成本
在工业现代化的进程中，机械设备的运行时间越来越长，导致设备损耗程度进一步增加，为保证机械设备的高效和安全运转，就必须对其进行日常维护，应用无损检测技术，可对机械设备的焊接处进行随时的检测，以便及时发现问题及时处理，另外，在对机械设备修理后也要进行无损检测，以确保机械设备能满足使用要求。

无损检测技术简便易行，不需要过多的投入人力物力，因此有助于降低企业机械设备的维护成本。

3 机械焊接结构常用无损检测方法
3.1 超声波检测
超声波检测是利用超声波在统一均匀介质中的传播是匀速直线的这一原理，利用超声波探头向机械焊接结构内部发射高频机械振动声波，通过收集内部回声并通过计算机模拟软件来分析焊接结构内部缺陷情况。

超声波无损检测的优点是灵敏度高、可操作性好，而且成本低廉，在发达国家的机械制造业得到广泛的应用。

其缺点在于超声波检测作为定性分析较为方便，但若对焊接缺陷做数据定量分析就需要操作人员必须具备较高的专业水平，并且由于系统误差的存在使得结果精确度很难保证。

3.2 射线探伤技术
射线探伤技术是利用射线对机械焊接结构部分进行照射和扫描，其信号和数据信息反映到成像设备上，通过定量的分析可得出是否存在缺陷、缺陷的形状、大小、数量等信息，由于射线的透射性好，故此方法的精度较高、数据可靠性高，并且数据信息可长期保存，有助于日后用来比对分析。

但由于射线本身对人体是有害的，因此检测过程中必须穿戴专业的防护设备，这就导致了检测成本较高，只有在其他检查方法无法达到要求时才会采用射线探伤技术。

3.3 渗透检测
渗透检测是通过向机械焊接结构表面涂抹配置好的具有高渗透性的渗透液，当焊接结构表面存在微裂缝、微型孔洞等缺陷时，渗透液就会渗入其中使缺陷显示出来，不仅能够显示缺陷的位置，而且还可显示出缺陷的形状，因此检测结果较为准确，其优势还在于操作比较简单，容易上手。

但渗透检测的工作量较大，需要人手多，因此经济效益较差，而且如果焊接缺陷位于结构内部而表面完好的情况就不适用渗透检测方法。

3.4 磁粉检测
磁粉检测是将钢铁制品的机械焊接结构进行磁化后，其焊接缺陷处的磁导率与周围零部件的磁导率是有差异的，表现为缺陷处在磁化后其磁场会产生畸变，从而产生漏磁场，存在漏磁场的部位就会吸引磁粉引起磁粉堆积的现象，使缺陷处产生磁痕，这个磁痕反映出缺陷的位置和形状，结果可靠准确，并且方法简单易行，具有较大的应用空间。

3.5 涡流检测技术
涡流检测是利用电磁感应原理，将一个通入交流电的线圈靠近待检测工件，线圈通过的电流在条件一定时是不发生变化的，而当焊接结构处存在缺陷时工件内就会产生涡流，受其影响线圈通过的电流就会发生变化，根据线圈电流的变化来判断缺陷是否存在，检测效率较高，实际应用效果较好。

3.6 全息探测检测
全息探测检测是利用射线、激光、升学全息成像的方式对待测机械焊接结构进行三维立体的分析和检测，由于集成了多种检测技术，因此对焊接结构表面和内部结构的缺陷都能精确地检测出来，与此同时，全息探测检测法还能够将焊接缺陷的全方位信息数据反映出来，为检测人员分析焊接质量提供客观依据。

全息探测检测法是一种科技含量较高的无损检测技术，其代表着未来无损检测技术发展的方向，但同时此技术也还处于初始应用阶段，还有很多待完善之处，例如检测成本高、检测时间太长等，这也是全息探测检测技术尚未得到广泛应用的原因。

4 结束语
综上所述，无损检测对于机械焊接结构的探伤具有重要意义，当前国内外主要的无损检测技术包括超声波检测、射线探伤、磁粉检测、渗透检测等，随着科技水平的不断提高，人们对机械焊接结构的无损检测要求也向着精度更高、成本更低、自动化程度更高、检测持续时间更少的方向发展。

参考文献
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