超声无损检测技术在金属焊接中的应用

来源:用户上传      作者:

　　摘 要：超声无损检测技术是一种新型的检测方法，这种方法可以实现在不影响检测对象有关性质的基础上检测出其中存在的问题。这种检测方法常用于对金属焊接的检测，目的是检测焊接质量是否达到标准，但是在实际情况中，这种检测技术的应用现状并不尽如人意，主要是因为此种检测技术对人员素质、检测标准等方面的要求较为严格。我们对此应该进行深入研究，然后制定出合理的措施来提高这种检测方法的实际作用，进而有效提高金属焊接的质量标准。
　　关键词：超声无损检测；金属焊接；质量标准
　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.14.033
　　金属焊接主要用于对金属材料的连接过程，这一过程中会由于金属材料的材质问题以及在金属焊接中温度的影响而导致最终的产品出现质量问题。但是随着现代工业水平的不断提高以及人们对金属材料需求的日益提升，这样的质量问题必须得到有效处理。在一般的检测技术中，由于检测手段的落后容易对金属焊接后的焊口等造成影响，导致检测过程成为影响质量的重要因素，在这样的形势下，人们亟需一种无损型检测技术来对金属焊接的质量进行检验。超声无损检测技术的出现极大地满足了这样的需求，但是这种技术的应用需要一定技术以及设备的支持，这对传统的检测流程提出了新的考验和要求。
　　1 超声无损检测技术的综合概述
　　超声无损检测技术在进行检测时主要是利用“超声”的特点，因为“超声”的频率可以达到20000Hz以上，并且在传播过程中具有良好的方向性与穿透性，这样就为此项检测技术提供了有效的探测介质。除此之外，超声无损检测技术中还利用了自动化技术、图像化技术、数字化技术以及智能化技术等，这些技术的发展水平也处于不断的变化中，尤其在新媒体技术得到广泛应用后，超声无损技术的检测能力得到了进一步的提升。这项技术的最大优点在于可以实现无损检测，这样可以保证检测对象的质量以及为后续的加工处理提供精確的指导。我国在这项技术的研究以及使用上处于较为落后的状态，但是随着与世界各国交流的增加我国在此项技术的研发方面取得了一定的成绩，目前“超声”的产生可以通过声、光、磁、电等途径来达到，应用领域也逐步扩大[1]。在研发过程中发现由多种因素会对这种技术的使用效果产生影响，其中最为重要的是检测对象材质的不同，通过研究表明，超声波在不同的介质中其传播速度会不同，一般在材质均匀、应力条件较好材质中超声波的传播速度会呈现适中状态，既能够对材质内存在的问题或缺陷进行明确显示，又可以减少因传播速度的不稳定而影响最终的检测结果。
　　2 超声无损检测技术在金属焊接中的应用方法
　　在金属焊接过程中，经常会由于温度、材质等因素而导致出现质量不达标的问题，如果这些问题不能得到及时发现和处理，则可能会在使用过程中出现不良状况甚至酿成重大安全事故。首先进行的是检测方法的选择，虽然超声无损检测技术是中心环节，但是在实际检测中也应该根据金属材料的材质以及检测位置的不同而使用不同的附加检测技术，这样的目的是为了进一步确保检测的精确性以及全面性；其次进行的是具体的检测过程，在此过程中应该对检测时机进行准确地判断，因为如果只是静态检测，检测对象中存在的一些问题很可能被忽略或者强度达不到后续加工的标准，所以在检测时需要以动态试验的方式来给检测对象施加外力，这样更能使内部存在的问题得以呈现；最后进行的是对检测结果的判断上[2]。使用超声无损检测技术得到的检测结果只是质量检测中的一个部分，有的检测需要采用破坏式的方法，但是破坏式方法并不能够用于每一个检测对象，这时就需要将这两方面结果进行统筹考量来确定金属焊接的质量情况。
　　3 超声无损检测技术在金属焊接中的具体作用
　　通过超声无损检测技术的检测，我们可以从中发现金属焊接在质量上存在的问题，其作用具体表现在以下三个方面。
　　3.1 能够检测出金属材料在材质方面的缺陷
　　金属材料是金属焊接过程中的操作对象，但是如果金属材料在材质上存在一定的问题，那么这样的焊接过程就会失去意义，所以必须在焊接前对金属材料的材质进行检测。虽然有些方面在使用金属材料时对其材质没有较高的要求，但是作为加工方应该对金属材质进行检测以确定材料的层次，进而在焊接过程中使用不熔的焊接方法，比如有的材料内部材质不够均匀，那么在焊接时必须增加焊料或者采用其它措施来确保焊口的质量。通过超声无损检测可以判断金属材料在材质方面的缺陷，其检测方向主要包括材料材质的均匀性、是否含有杂质以及是否存在气孔等方面，在调查中发现，一些金属材料生产商为了谋求更大的利益通常会在生产过程中减少金属材料的使用，但是由于检测手段的落后使这些不良产品进入了市场流通中，进而埋下了严重的安全隐患。超声无损检测技术可以在这一方面发挥重要的检测作用，使金属材料的等级、用途等获得明确标识。
　　3.2 能够检测出金属焊接中存在的宏观缺陷
　　金属焊接中的宏观缺陷主要指金属材料在物理方面的变化，比如材料厚度、长度以及材料平整度等方面，这些宏观缺陷在金属焊接中容易出现，因为金属焊接过程中金属材料会承受高温的影响，以至于一些熔点较低的材料发生融化而对厚度、长度等产生影响，或者焊接中的焊料会顺着焊缝进行流动，造成焊料附着在加工材料上，进而使材料的局部厚度增加。在一些粗加工中，这种现象一般不会被人们所重视，但是在精密加工中，金属材料发生的细小变化会对最终的运用结果产生较大的影响，因此必须通过某些检测技术来检测加工产品是否满足既定的产品标准[3]。超声无损检测技术在检测宏观缺陷方面具有一定的优势，因为在实际检测中操作者可以忽略金属材料的内部材质问题以及焊接手段的不同而产生不同的焊口形态，这样的检测过程比较容易实行，并且最终结果的显示也比较直观，有利于后续处理工序的展开。
　　3.3 能够检测出金属焊接中存在的微观缺陷
　　金属焊接中的微观缺陷比较难以检测，并且在进行检测时需要根据检测项目的不同使用不同的“超声”内容。在实际情况中，微观缺陷的出现主要与焊接工艺的技术水准有关联，因为在焊接工艺中，操作者需要对焊接温度以及所处环境等进行严格的控制，如果没有达到一定的标准，则可能出现以下几种情况：第一，在金属焊接中焊接温度必须控制在一定范围，虽然焊料的融化过程中所需的温度较高，但是如果超出融化标准则可能导致金属材料的局部温度过高，进而使金属材料的内部发生组织改变。这样会降低金属材料的材质水平，进而使加工结果受到不良影响而加工出不良产品；第二，金属焊接过程中尤其在精密加工中，焊接环境的变化会对焊接结果产生不同影响，比如有的焊接中需要对氧气含量进行控制，如果超出一定标准，则可能出现氧化反应而影响加工质量。通过超声无损检测技术检测出的微观缺陷在进行后续纠正时也需要根据加工标准进行，这样才能保证后续处理结果达到产品标准。 　　4 超声无损检测技术在金属焊接中的应用现状
　　超声无损检测技术的重要性虽然已经在加工领域得到了广泛承认，但是其实际应用现状却不尽如人意，具体表现在以下几点：
　　4.1 无损检测项目设计不够合理
　　在对金属焊接产品的检测中，首先会设计出对应的无损检测项目，这样才能保证检测过程按照一定的顺序以及规范来进行，但是在实际情况中，经常由于某些因素的影响，比如检测者主观上的不重视以及监督程序不严格等，造成无损检测项目的设计出现不合理的状况，这对后续的检测会产生直接的影响，比如不同的金属焊接产品会存在材质、焊接工艺等不同的情况，这就会使具体的检测过程出现不同，如果按照同一检测项目来进行检测的话，则会造成检测结果出现偏差或者不能发现其中存在的问题，这样的结果会让不合格的产品进入市场，进而产生一定的安全隐患。
　　4.2 技术操作人员的素质有待提高
　　超声无损检测技术是一项技术标准较高的技术类型，而且在实际运用中会涉及到其它的技术应用，比如计算机技术、“超声”产生技术以及收集和呈现检测结果的技术等，这样就会对技术操作人员有更高的要求。一般在实际检测中，检测人员并不会只是几个人来进行，而通常会成立专门的检测小组，其中的每个成员都会承担着相应的技术责任[4]。但是在实际情况中，检测技术操作人员却往往在技术的使用上存在一些问题，或者由于对检测的不重视而导致检测过程不能严格进行。无损检测的流程比较复杂，如果没有严谨的控制程序，则容易造成最后的结果失去研究意义。
　　4.3 当前超声无损检测技术中存在一定的缺陷
　　超声无损检测技术处于不断地发展中，导致某些技术细节与现实检测情况存在一定的差异，这样就会造成检测结果的偏差。这样的情况在当前是无法完全避免的，只有通过技术的不断创新和发展才能尽可能弥补当前检测中存在的缺陷。比如在检测过程中，金属材料的缺陷超出了检测范围或者与其它缺陷比较类似而导致后续的校正手段采用了相同的类型而导致处理效果的下降，这个过程中主要涉及到缺陷鉴别技术的发展，当前的超声范围以光、声、电等为超声来源，导致检测范围受到了一定的限制。当然在目前情况下，检测者会通过其他检测技术来对超声无损检测进行印证，以便于总结检测规律而降低误差的出现。
　　5 提升超声无损检测技术在金属焊接中应用效果的措施研究
　　通过对超声无损检测技术应用现状的了解和研究，我们需要采取积极措施来进行改变，进而使这种检测技术在得到提升的同时被广泛应用。
　　5.1 从实际出发改善无损检测项目，进而保证检测时机
　　在无损检测项目的涉及过程中，设计者首先应该端正自己的设计态度，认识到检测的重要性以及必须性，然后设计者应该从实际出发来设计检测项目，比如在对不同的金属焊接产品进行检测时，必须根据产品的不同而设计出不同的检测项目，这样才能尽可能满足每种产品的检测要求。由于不同产品在焊接工艺以及外部环境的差异而导致检测时机不尽相同，比如有的产品在焊接之后的一定时间内必须得到检测，如果时间控制达不到要求，则会导致某些缺陷很难再被检测出来[5]。无损检测项目的设计并不是同一而定的，所以参与设计的人员或者团队必须在保证工作效率的同时，力求检测项目的实际可行性。
　　5.2 加强技术操作者的培训，促进检测结果的准确性
　　检测技术操作者必须得到较为完善的培训，其培训项目主要包括两个方面，一个是对多种检测技術的使用能力及水平的培训，另一个是对操作者对待技术检测态度的转变。通过这样的培训主要目的是提高检测的工作效率，而且操作者严谨的工作态度会减少很多误差的出现，比如在检测中需要对检测对象进行拍照测量，但是由于拍照工具的光线影响会使检测对象的清晰度受到影响，而严谨的操作中会主动调整拍摄角度或者根据反射范围进行补偿性曝光。加强技术操作者的培训需要得到一定的监督，这样才能提升培训质量，进而促进检测结果的准确性。
　　5.3 创新超声无损检测技术，克服目前缺陷
　　超声无损检测技术会随着科学技术的日益更新和发展而呈现不断完善的状态，但是这需要相关的研究者在技术层面加强研究，并且与当前的最新技术进行结合，比如可以通过试验来验证某些技术的使用效果，进而最大程度的克服目前存在的缺陷。创新超声无损检测技术并不是容易的事情，不仅需要研究者的大力关注，而且实际操作者也应该成为创新过程中不可缺少的一部分，因为有的缺陷需要在实际应用中才能被发现，进而以其为目标来进行创新发展。
　　参考文献：
　　[1]郑柚龙.金属材料焊接中超声无损检测技术的有效应用探究[J].科技风，2019（06）：125-126.
　　[2]吴蝶.超声无损检测技术在金属材料焊接中的应用[J].科技经济导刊，2019（01）：69.
　　[3]王先政，武文亮.浅析超声无损检测技术在金属材料焊接中的应用[J].民营科技，2018（04）：41.
　　[4]苏雨露.超声无损检测技术在金属材料焊接的应用研究[J].建筑与预算，2018（02）：33-35.
　　[5]庞聪.试论金属材料焊接中超声无损检测技术的应用[J].世界有色金属，2017（11）：258-259.
　　作者简介：聂祺昀（1999-），男，河南郑州人，本科在读，研究方向：金属材料工程。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14697082.htm