40鋼板焊縫無損檢測研究[摘要]無損檢測是以不損害被檢驗對象的使用性能為前提，應用多種物理原理和化學現(xiàn)象，對各種工程材料、零部件和結構進行有效的檢驗和測試，借以評價它們的完整性、連續(xù)性、安全可靠性及某些物理性能【1】。而磁粉檢測和滲透檢測是無損檢測中應用廣泛，操作最簡單的檢測方法，屬于無損檢測常規(guī)方法。本實驗根據(jù)要求，以磁粉檢測對焊縫進行無損檢測。首先選擇已經(jīng)標明缺陷的40鋼標準工件，進行磁粉及滲透探傷檢測，練習實驗操作方法，對比熟悉實驗現(xiàn)象，加深對檢測方法的了解。[關鍵詞]無損檢測；40鋼焊縫缺陷；磁粉探傷：滲透探傷目錄第一章緒論 第一章緒論1.1前言無損檢測技術起源于自然界存在的物理現(xiàn)象。隨著無損檢測技術的發(fā)展，至今已發(fā)明了許多檢測方法。常用的無損檢測方法有超聲檢測(UT)、磁粉檢測(MT)、渦流檢測(ECT)、射線照相檢驗（RT）和液體滲透檢測(PT)五種。而磁粉檢測是無損檢測中應用廣泛，操作最簡單的檢測方法，屬于無損檢測五大常規(guī)方法之一。當今科技的飛速發(fā)展，隨著工業(yè)生產(chǎn)過程中對改進制造工藝，提高產(chǎn)品性能越來越重視，由于無損檢測具有在不損壞檢測對象的前提下進行檢測和發(fā)現(xiàn)缺陷，檢測過程簡單效率高，可以降低工件返修率得以控制產(chǎn)品的質量，更能夠節(jié)約原材料，最終達到提高勞動生產(chǎn)率的效果，因此在許多行業(yè)中應用越來越廣。無損檢測在質量控制中越來越承擔著重要的作用。隨著現(xiàn)代科學技術的不斷更新和快速發(fā)展，對生產(chǎn)的產(chǎn)品做無損檢測以控制產(chǎn)品質量成了必須的過程，無損檢測技術也相應得到飛速發(fā)展。近年來工業(yè)無損檢測技術在生產(chǎn)中的缺陷檢測方面得到廣泛應用，無損檢測成為工業(yè)發(fā)展最重要的有效工具，可以在很大程度上體現(xiàn)一個國家的工業(yè)鑄造技術水平，無損檢測的重要性，已是國際公認的常識。我國改革開放以來，和國際間的貿易更加頻繁，與國際標準聯(lián)系日趨緊密，對產(chǎn)品的質量要求也在不斷提高，從而為無損檢測的發(fā)展提供了條件。焊接結構的材料和接頭形式繁多，若焊接處存在幾何形狀不連續(xù)性、焊接變形和殘余應力等,易形成各種裂紋缺陷,使焊接工件的焊接處成為事故的多發(fā)區(qū),所以國內外對焊接結構裂紋缺陷的檢測都給予了高度的重視。應用無損檢測技術檢測焊接結構的質量在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中有著非常重要的意義【2】。1.2無損檢測簡介大多數(shù)物質都具有聲、光、電和磁等物理特性，而無損檢測正是利用這些特性來對物質進行檢測，根據(jù)檢測結果，分析物質內部是否存在缺陷或其他問題，并且對被檢測的物質沒有破壞性。為了準確、有效地檢測出工件的表面或者近缺陷，其檢測工藝的選擇需要綜合的考慮多方面的因素，從而恰當?shù)剡x擇，而且選擇的每一種檢測方法的工藝過程都要受到嚴格控制。1.2.1無損檢測原理無損檢測是指在不損害或不影響被檢測對象使用性能,不傷害被檢測對象內部組織的前提下，利用材料內部結構異?；蛉毕荽嬖谝鸬臒帷⒙?、光、電、磁等反應的變化，以物理或化學方法為手段，借助現(xiàn)代化的技術和設備器材，對試件內部及表面的結構、性質、狀態(tài)及缺陷的類型、性質、數(shù)量、形狀、位置、尺寸、分布及其變化進行檢查和測試的方法【3】。1.2.3焊縫的缺陷類型及無損檢測方法選擇在現(xiàn)代的工業(yè)制造領域中，焊接是一種被廣泛應用于的基礎工藝方法，而焊縫的質量直接決定了未來工件的使用周期。因此檢測工作者最急切關心的問題是如何準確可靠的對焊縫進行檢測和評價。在鋼結構的焊接過程中，如果焊接方法不正確，將會導致鋼結構出現(xiàn)缺陷。其中，最常見的六大缺陷有熱裂紋、冷裂紋、層狀撕裂、未熔合及未焊透、氣孔和夾渣。第一，熱裂紋。其基本特征是在焊縫的冷卻過程中產(chǎn)生。其產(chǎn)生的主要原因是鋼材或焊材中的硫、磷雜質與鋼形成多種脆、硬的低熔點共晶物，在焊縫的冷卻過程中，最后凝固的低熔點共晶物處于受拉狀態(tài)，極易開裂。第二，冷裂紋。由焊接而產(chǎn)生的冷裂紋又稱延遲裂紋，其所具有的主要特征為通常在200℃至室溫范圍內產(chǎn)生，有延遲特征，焊后幾分鐘至幾天出現(xiàn)。其產(chǎn)生的主要原因與鋼材的選擇、結構的設計、焊接材料的儲存與應用及焊接工藝有密切的關系。第三，層狀撕裂。其主要特征表現(xiàn)為當焊接溫度冷卻到400℃以下時，在一些板材厚度比較大，雜質含量較高，特別是硫含量較高，且具有較強沿板材軋制平行方向偏析的低合金高強鋼，當其在焊接過程中受到垂直于厚度方向的作用力時，會產(chǎn)生沿軋制方向呈階梯狀的裂紋。第四，未熔合及未焊透。兩者產(chǎn)生原因基本相同，主要是工藝參數(shù)、措施及坡口尺寸不當，坡口及焊道表面不夠清潔或有氧化皮及焊渣等雜物，焊工技術較差等。第五，氣孔。按其產(chǎn)生形式可分為兩類，既析出型氣孔和反應型氣孔。析出型氣孔主要為氫氣孔和氮氣孔，反應型氣孔在鋼材即非有色金屬的焊接中則以CO氣孔為主。析出型氣孔的主要特征是多為表面氣孔，而氫氣孔與氮氣孔的主要區(qū)別在于氫氣孔以單一氣孔為主，而氮氣孔則多為密集型氣孔。焊縫中氣孔產(chǎn)生的主要原因與焊材的選擇，保存與使用，焊接工藝參數(shù)的選擇，坡口母材的清潔程度及熔池的保護程度等有關系。第六，夾渣。非金屬夾雜物的種類、形態(tài)和分布主要與焊接方法、焊條和焊劑及焊縫金屬的化學成分有關。目前針對于焊縫檢測，為了判定焊接結構或焊件在成型后能否滿足使用要求,而又不進行大面積破壞性實驗的情況下,無損檢測的技術在目前國內外鋼焊縫檢測領域應用廣泛。主要用到的無損檢測方法有射線探傷，超聲波探傷，磁粉探傷，滲透探傷和全息探傷。在對焊縫的常規(guī)檢測方法中，磁粉檢測憑借具有高靈敏度、檢驗速度快、成本低、工藝簡單等諸多優(yōu)點，在檢測焊縫方面起著重要的作用[1]。滲透檢測所需設備簡單、成本低[1]，同時不受工件形狀和尺寸大小的限制，滲透探傷結果直觀可見，能檢測出多種缺陷[3]。目前磁粉檢測和滲透檢測是廣泛應用于焊縫缺陷探傷的兩種典型無損檢測方法。1.2.4磁粉檢測技術發(fā)展簡史20世紀50年代，部分大型國有企業(yè)設立無損檢測部門，新中國磁粉檢測和滲透檢測工作開始起步。20世紀60年代，在仿制的基礎上，研制出大型交流磁粉探傷機。設備與器材研制工作初露端倪。1978年，中國機械工程學會無損檢測分會磁粉、滲透檢測專業(yè)委員會成立，并首次召開全國性技術交流會。1982年，國內首次開辦磁粉、滲透檢測專業(yè)Ⅱ級人員培訓班，結束了檢測人員無證操作的歷史。20世紀80年代，隨著改革開放的深入開展，通過引進吸收和再創(chuàng)新，我國的磁粉、滲透檢測技術獲得快速發(fā)展，迅速縮短了與先進國家間的差距。20世紀90年代，標準化工作取得重要進展，磁粉、滲透檢測技術標準化體系基本形成。2000年以來，隨著數(shù)字化技術的發(fā)展，磁粉、滲透檢測技術開始進入半自動/自動化和圖像化時代。1.2.5滲透檢測技術發(fā)展簡史1949年新中國成立后，工業(yè)領域應用的滲透檢測是以煤油+滑油或機油+煤油為滲透劑，進行相應的產(chǎn)品檢測。1960年開始采用熒光黃作染料的熒光滲透檢測。1964年開始使用著色滲透劑進行相應的檢測。1970年以后開始使用自乳化型和后乳化型熒光滲透液，國產(chǎn)熒光染料YJP-15出現(xiàn)。之后不斷完善滲透檢測測試方法，現(xiàn)在已經(jīng)逐漸實現(xiàn)檢測智能化，生產(chǎn)出大型自動化無損檢測系統(tǒng)，并且不斷有新無損檢測技術和適應新領域的檢測設備投入應用。1.3本課題的目的和意義磁粉檢測和滲透檢測是無損檢測中應用廣泛，操作相對簡單的檢測方法，屬于無損檢測五大常規(guī)方法。都具有操作方便、工具簡單、易于觀察等優(yōu)點。但是只能檢測表面和近表面缺陷，難以檢測多孔工件且重復性較差等缺點，但磁粉和滲透探傷有各自的優(yōu)缺點，將使用兩種檢測方法分別進行檢測，對實驗結果綜合分析，相互補充。本次實驗通過磁粉檢測和滲透檢測實驗來檢測40鋼板工件的焊接缺陷，通過主動實踐實驗過程，對大學所學專業(yè)知識加以實踐應用，提高自己的獨立思考能力和實踐動手能力，做到理論與實踐相結合，全面提高自己的綜合能力。還可以通過實驗進一步了解磁粉檢測的相關知識，使自己的知識更加全面，更加深刻，融會貫通，從根本上提高解決問題的能力。

第二章磁粉與滲透檢測2.1磁粉檢測簡介磁粉檢測是指當被磁化的鐵磁性材料表面或近表面存在缺陷或組織狀態(tài)的變化，從而在材料表面空間形成漏磁場，主要用于探測鐵磁性材料表面或近表面的缺陷。如圖2-1所示，將磁粉施加在此表面上，漏磁場吸附磁粉形成磁痕，從而顯示出缺陷的存在及其形狀。磁粉檢測(MagneticParticleTesting,縮寫符號為MT），又稱磁粉檢驗或磁粉探傷，屬于無損檢測五大常規(guī)方法之一。圖2-1經(jīng)磁化的鐵磁性材料缺陷處漏磁場的形成2.1.1磁粉檢測原理磁粉檢測的基礎是缺陷處漏磁場與磁粉的磁相互作用。鐵磁性材料或工件被磁化后，由于不連續(xù)性的存在，使工件表面或近表面的磁力線發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合適光照下目視可見的磁痕，從而顯示出不連續(xù)性的位置、形狀和大小和嚴重程度。2.1.2檢測適用范圍(1)成品、半成品、未加工的原材料（如鋼坯）及在役與使用過的工件都可用磁粉檢測技術進行檢查。(2)板材、型材、管材、棒材和鍛鋼件、鑄鋼件及焊接件都可應用磁粉檢測技術來檢測缺陷。(3)被檢測的表面和近表面的尺寸很小，間隙極窄的鐵磁性材料，可檢測出長0.1mm、寬為微米級的裂紋和目測難以發(fā)現(xiàn)的缺陷。(4)可用于檢測馬氏體不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼材料，但不適用于檢測奧氏體不銹鋼和用奧氏體不銹鋼焊條焊接的焊縫，也不適用于檢測銅、鋁、鎂、鈦合金等非磁性材料。（5）可用于檢測工件近表面和表面的裂紋、折疊、冷隔、疏松、白點、發(fā)紋、氣孔和夾渣等缺陷，但不適于檢測工件表面淺而寬的劃傷、針孔狀缺陷、埋藏較深的內部缺陷和延伸方向與磁力線方向夾角小于20°的缺陷。2.1.3磁粉檢測的分類按檢測方法分，有連續(xù)法（附加磁場法）和剩磁法；按磁化電流性質分，有交流磁化法和直流磁化法；按磁化磁場的方向分，有周向磁化和縱向磁化；按顯示介質的狀態(tài)和性質分，有干粉法、濕粉法和熒光磁粉法；按磁化方法分，有直接通電法、局部磁化支桿法、芯桿法、線圈法、磁扼法、復合磁化法和旋轉磁場法等。（1）連續(xù)法和剩磁法連續(xù)法連續(xù)法又稱附件磁場法或現(xiàn)磁法，是在外加磁場作用下，將磁粉或磁懸液施加到工件上進行磁粉探傷。對工件的觀察和評價可在外磁場作用下進行，也可在中斷磁場后進行。剩磁法剩磁法是先將工件進行磁化，然后在工件上澆浸懸液，待磁粉聚集后在進行觀察。這是利用材料剩余磁性進行檢測的方法，故稱為剩磁法。

（2）濕法和干法磁粉懸浮在油、水或其他液體介質中使用稱為濕法，它是在檢測過程中，將磁懸液均勻分布在工件表面上，利用載液的流動和漏磁場對磁粉的吸引，顯示出缺陷的形狀和大小。濕法檢測中，由于磁懸液的分散作用及懸浮性能，可采用的磁粉顆粒較小。因此，它具有較高的檢測靈敏度。特別適用于檢測表面微小缺陷，例如疲勞裂紋、磨削裂紋等。濕法經(jīng)常與固定式設備配合使用，也與移動和便攜式設備并用。用于濕法的磁懸液可以循環(huán)使用。干法有稱干粉法，在一些特殊場合下，不能采用濕法進行檢測時，而采用特制的干磁粉按程序直接施加在磁化的工件上，工件的缺陷處即顯示出磁痕。干法檢測多用于大型鑄，鍛件毛坯及大型結構件、焊接件的局部區(qū)域檢查，通常與便攜式設備配合使用。（3）磁軛法、交叉磁軛法、觸頭法和線圈法交叉磁軛法在工件表面產(chǎn)生旋轉磁場，可以一次檢測多個方向的缺陷，便于操作，檢測效率高，是最常用的檢測方法。但其儀器體積較大，且只能用于連續(xù)法檢測，一般需要其他檢測方法的補充。磁軛法檢測只能發(fā)現(xiàn)相對磁場方向的橫向缺陷，但若兩次磁化方向90°，則大約可以發(fā)現(xiàn)各個方向的缺陷。磁軛法雖然設備簡單，且能檢測帶漆層。但檢測效率低，容易漏檢，只是一種輔助檢測方法。觸頭法又稱支桿法，通過直接通電形成磁場。如圖2-2這種方法裝置便攜，對于大型構件現(xiàn)場檢測較容易，而且對于表面下缺陷，這種方法靈敏度相比其他方法較好，不過這種方法所產(chǎn)生的磁場僅適用支桿觸頭之間的部分及支桿觸頭附近，所以要求檢測部分作為整個的檢測，而且因為兩個觸頭之間出現(xiàn)的外部場的干擾對于觀測有一定的影響，所以會限制所使用電流的強度，還有必須小心防止燒傷觸頭下的試件。 圖2-2支桿觸頭法示意圖適合用線圈法檢測圓管焊縫，是將試件放在通有電流的螺管線圈進行磁化的方法，如圖2-3對于大型試件不能放入固定的螺線圈，可以在試件外面纏繞電纜，電流從電纜中通過從而磁化試件，稱為繞線法。 圖2-3線圈法磁化示意圖（a）螺管線圈法磁化（b）繞線法縱向磁化（c）繞線法周向磁化2.2滲透檢測簡介滲透檢測,也稱為滲透探傷（PenetrantTesting,縮寫符號為PT）,是一種基于毛細管作用的原理的無損檢測方法。滲透檢測主要是通過識別染色燃料或其他燃料,然后展示了鋼結構的缺陷。這種技術不僅可以測試鋼結構的焊接結構,而且還可以檢測有色金屬。滲透檢測技術不會對于人體的結構造成巨大的傷害,成本低,操作簡單。2.2.1滲透檢測原理滲透檢測是無損檢測基本方法之一，主要應用滲透劑和顯像劑兩種試劑，滲透劑以毛細現(xiàn)象為基礎，在毛細作用下滲透劑滲入工件表面缺陷中，去除表面多余的滲透劑之后，施加顯像劑，缺陷中殘留的滲透液又在毛細作用下回滲到工件表面，從而顯示出表面缺陷的分布狀態(tài)和形態(tài)外貌。毛細作用是指浸潤液體在細管里升高和不浸潤液體在細管里降低的現(xiàn)象，是液體表面對固體表面的吸引力，究其根本原因，在于曲面內外壓強差和液體表面張力的作用。一般情況下，滲透檢測分析時使用光的波長范圍為450--750nm，本次實驗使用太陽光作為光源，若選擇紫外光，其波長范圍一般選擇330--390nm，這是使用著色滲透檢測時所使用的光源；若選擇熒光滲透檢測時，一般選擇熒光波長為510~550的黃綠色熒光。2.2.2檢測適用范圍適用于檢查金屬和非金屬零件或材料表面開口缺陷，例如：裂紋、疏松、氣孔、夾渣、冷隔、折疊和氧化斑疤等。不適用表面是吸收性的零件或材料，例如：粉末冶金零件；外來因素造成的開口被堵塞的缺陷，例如零件經(jīng)噴丸處理或噴砂，則可能堵塞表面缺陷的開口。2.2.3滲透檢測的分類目前，滲透檢測分為熒光法、著色法以及熒光著色法[2]，其他的滲透檢測方法都是在此基礎上的延伸發(fā)展。熒光法是因滲透劑中含有熒光物質，然后在毛細作用下發(fā)生滲透，后在顯像劑作用下經(jīng)紫外線的照射激發(fā)熒光劑，使缺陷顯像。而著色法是在同樣的原理下在白光或日光下顯色。熒光著色法兼?zhèn)錈晒夂椭珒煞N方法的特點，既能在紫外線下顯像也可以在白光或日光下顯像。三種方法都遵循滲透、去除、顯像、觀察、后清洗和防護等操作步驟。第三章40鋼板焊縫檢測實驗3.1磁粉檢測的實驗3.1.1磁粉實驗儀器和工具（1）磁粉探傷儀、探頭；（如圖3-1,3-2所示）（2）反差增強劑，磁膏（如圖3-3,3-5所示）；（3）砂紙、放大鏡、擦布；（4）被測焊接件。圖3-1實驗室磁粉探傷儀圖3-2實驗室磁粉探傷探頭圖3-3實驗室磁粉探傷試劑圖3-4實驗室磁粉探傷試片圖3-5實驗室磁粉探傷磁膏3.1.2磁粉檢測實驗流程（1）工件表面預處理，用砂紙清除掉工件表面的防銹漆，使待檢工件表面平整光滑，以使探頭能和工件表面接觸良好；（2）準備好磁粉懸浮液：磁膏充分溶化于適量水中，并且攪拌均勻，形成磁性溶液，裝入噴撒壺待用；（普通磁粉：20-30g/升油或水；熒光磁粉：3-5g/升油或水）接通儀器電源開關，已接通電網(wǎng)則紅色指示燈亮；（如圖3-7所示）（4）估算工作電流，將工作選擇開關SA2置于“充磁”位置，并使“電流調節(jié)”電位器處于合適位置；(電流的選擇：使用連續(xù)法時，I=（10-12）D，使用剩磁法時，I=（20-30）D，I為對工件磁化應選擇的電流，安培；D為工件的直徑，非圓形面按周長/3.14，單位為毫米)圖3-6觸頭法磁化的有效磁化區(qū)（陰影部分）圖3-7磁粉檢測儀接入電源圖3-8利用探頭探傷（5）連續(xù)法探傷：將探頭和工件表面接觸好（應保證觸頭與工件緊密結合，以防止打火燒傷工件，觸頭接觸面打火后會產(chǎn)生氧化層，引起再次打火，應用砂皮去除氧化層后再使用），并將磁粉懸浮液向兩磁頭間噴灑少許，按下沖磁按鈕，充磁指示燈亮，表示工件正在磁化，應當磁懸浮液在工件表面正在流動時，對工件充磁。剩磁法探傷：對工件先充磁再施加懸浮液。每次充磁時間應掌握在1-2秒，對于同一種工件可多次短時間充磁。每次充磁時間不應大于3秒，更不允許長時間對工件連續(xù)大電流通電。（如圖3-8所示）（6）注意調整通電時間，仔細觀察下缺陷位置、形狀；沿工件表面拖動探頭，重復上述方法，進行一段距離后，用放大鏡在已檢工件表面仔細檢查，尋找是否有磁痕堆積，從而評判缺陷是否存在；（7）填寫磁粉探傷實驗報告，初步評估缺陷性質尺寸，分析實驗結果。（8）若需對工件退磁，將SA2調節(jié)在“退磁”位置，接工作按鈕，電纜內即有逐漸衰減的退磁電流輸出。退磁時間小于6秒。3.1.3磁粉檢測實驗注意事項焊接裂紋可能在焊接過程中產(chǎn)生，也可能在焊后一段時間產(chǎn)生。因此一般情況下要求在焊接完成24h后才進行無損檢測。（1）工件表面必須清除干凈，務必保證工件無毛刺、無銹斑、光滑平整；（2）磁痕檢查必須仔細，防止錯判、漏判或誤判；（3）磁膏溶解充分。磁粉檢測有三個必須的步驟：（1）被檢驗的工件必須得到磁化；（2）必須在磁化的工件上施加合適的磁粉：（3）對任何磁粉的堆積必須加以觀察和解釋。在實際工作中，會經(jīng)常出現(xiàn)一些常見問題，例如磁懸度偏高、偏低，導致漏檢、誤判，被檢面光照度不足，導致已檢出的缺陷磁痕觀察不到，造成漏檢。這些問題易造成檢測結果不可靠、效率低、加大成本和增加檢測勞動強度等不利影響。在檢測時要按照磁粉檢測質量控制的要求認真的進行操作，就可以避免或減少一些常見問題的發(fā)生。在環(huán)境較暗地方進行磁粉檢測時，對被檢測部位施加反差劑可以增強背景與磁痕的對比度，提高檢測靈敏度。3.1.4磁粉檢測的實驗結果分析在實驗室標準工件進行磁粉檢測，進一步熟悉磁粉檢測的流程和注意事項，觀察檢測現(xiàn)象。磁粉檢測實踐實驗時主要是焊縫的裂紋缺陷篩選，裂紋缺陷篩選是根據(jù)缺陷的形態(tài)特征，觀察工件表面，裂紋缺陷具有形狀如下特點：在局部范圍內亮度較高，即灰度值較大；呈細條狀，長寬比較大；一般不會表現(xiàn)為直線狀，會一定的彎曲度；平滑性較好，具有自然的連續(xù)性.焊縫磁粉檢測的主要目的是檢查焊縫及熱影響區(qū)有無裂紋、未熔合、未焊透和夾渣。裂紋的磁痕一般呈現(xiàn)的很清晰，較濃密，有的呈直線狀，有的則呈彎曲狀，有的呈樹枝狀，而焊接弧口裂紋多呈放射狀，對在用鋼結構來說，很有可能有在制造過程中出現(xiàn)焊接裂紋和熱處理裂紋，同時也會在使用過程中產(chǎn)生的應力腐蝕裂紋、疲勞裂紋和脆性裂紋等。未熔合是一種僅次于裂紋的危險性缺陷，未焊透也是一種比較危險的缺陷，它們的磁痕一般較寬、較淺，且比較圓順。夾渣常以條狀或點狀出現(xiàn)。點狀夾渣存在于焊縫金屬中，位置不固定；條狀夾渣和間斷夾渣在焊縫的層間或熔合線上。此種缺陷往往與未熔合同時存在，其磁痕是點狀或條狀。3.2滲透檢測的實驗3.2.1滲透實驗儀器和工具（1）清洗劑；（如圖3-9所示）（2）滲透劑；（如圖3-10所示）（3）顯像劑；（如圖3-11所示）（4）被測焊接件。圖3-9噴灌式清洗劑圖3-10噴灌式滲透劑圖3-11噴灌式顯像劑3.2.2滲透檢測實驗過程（1）預處理：預處理是進行滲透檢測分析的重點工序，必須徹底清除妨礙滲透劑滲入缺陷的鐵銹、油脂、氧化皮及其他雜質，要把焊縫缺陷檢測清理至焊縫兩側的各25mm的范圍，清洗前還要了解被檢測焊縫的焊接工藝和檢測的工藝環(huán)境，以及預測可能出現(xiàn)的缺陷性質和大小，清理主要是用砂紙打磨焊縫的兩側，同時進行酸洗和堿洗，酸洗主要能夠有效地去除被檢工件表面上的氧化物、銹蝕物、涂料及銹等；堿洗主要作用是降低表面和界面張力，對工件表面的污物起到懸浮和乳化作用，酸堿的浸蝕也可使一些閉塞的焊縫缺陷重新打開。酸洗和堿洗時，還需要考慮酸、堿對實驗工件可能有有強烈的侵蝕作用，所以在使用時對溶液的濃度、清洗的時間都要嚴格控制。本次實驗工件如下圖3-12圖3-12預處理（2）滲透：預處理完成之后，需要等待被檢工件干燥后，才能進行施加滲透劑，這里主要在于盡量控制環(huán)境溫度在10~50℃范圍內，滲透劑主要以噴灑方式噴灑于受檢表面，噴灑前需要搖勻滲透劑，噴灑時距離被檢工件表面要保持約150mm左右，必須保證濕潤時間在10min以上，同時保證檢測部位完全濕潤覆蓋，滲透過程中還要注意滲透劑的流失、風干，以及無法回滲，盡量避免缺陷檢漏。本次滲透過程如下圖3-13圖3-13滲透過程（3）清洗本次實驗使用的是溶劑清洗型滲透劑，清洗時為了保證被檢工件表面滲透劑清洗徹底，沒有殘余的滲透劑影響下一步的顯像效果，又不能清洗過度，一般采取的方法是用吸濕性較好的并且不脫毛的干凈的布把焊縫上多余的明顯的滲透劑去除，之后再用蘸有清洗劑的布進行擦拭，擦拭過程中要按照同一個方向擦拭，不可胡亂擦拭，還需要注意的一點是必須把清洗劑噴灑在干凈的布上，不可直接噴灑在工件焊縫表面，以免對滲透劑造成稀釋，影響檢測結果，造成焊縫缺陷檢漏。清洗過程如下圖3-14圖3-14清洗過程（4）顯像清洗完工件之后，等待工件被檢表面干燥，顯像劑噴灑前與滲透劑一樣，需要充分搖勻，使得顯像劑在罐內均勻懸浮，噴灑時噴嘴距離被檢工件表面大約300~400mm，噴嘴與被檢工件表面的夾角保持30°~40°。為避免失誤，可在其他工件表面試噴，再過度到被檢工件表面，噴涂得顯像劑不能過厚，只需要把表面覆蓋即可，以免噴涂過厚使得回滲的滲透劑無法顯現(xiàn)出來，造成缺陷漏檢，顯像時間大約需要7min以上。本實驗顯像過程如下圖3-15圖3-15顯像過程（5）觀察觀察被檢工件表面缺陷一般在顯像劑施加后7min~60min之內進行，但要注意一下如氣泡夾渣類的焊縫缺陷，需要在施加顯像劑后2min~3min之后就能觀察出來，此時要注意一下缺陷的變化情況，可借助5~10倍的放大鏡輔助觀察，可見光亮度≥1000lx，可用照明燈光源進行補充照明，同時用記號筆標記處缺陷并用鋼尺測量其長度大小。（6）后清洗實驗完成后，需再次進行清洗被檢工件，使用濕抹布清除工件表面的滲透劑、顯像劑等，并使其干燥，同時若對實驗結果有異議，或者實驗過程中存在操作失誤、處理不當?shù)瓤梢詫嶒炦M行再次實驗，即復實驗。（7）評定實驗結束后整理實驗結果，再根據(jù)得到的實驗結果確定缺陷的尺寸與性質，對比JB/T6062進行等級評定并記錄。第四章40鋼板焊縫檢測結果分析4.1磁粉檢測結果分析4.1.1對40鋼板焊件進行磁粉檢測結果分析首先對其他幾塊對照焊接鋼板進行磁粉檢測，檢測結果如下圖所示：圖4-1為表面裂紋，圖4-2為氣孔，圖4-3為未焊透，圖4-4為未熔合。圖4-1磁粉檢測表面裂紋圖4-2磁粉檢測氣孔圖4-3磁粉檢測未焊透圖4-4磁粉檢測未熔合4.1.2對40鋼板焊件進行磁粉檢測裂紋判定經(jīng)放大鏡放大觀察，可以比較清楚看到缺陷。圖4-5所示缺陷在焊縫邊緣位置呈橢圓狀，應為未熔合缺陷。圖4-6所示缺陷在焊縫中呈點狀分布，應為夾渣缺陷。圖4-5未熔合缺陷圖4-6夾渣針對本實驗中40鋼板焊縫進行磁粉檢測，圖4-7所示缺陷呈星狀，應為熱裂紋缺陷 圖4-7熱裂紋缺陷4.2滲透檢測結果的分析4.2.1對40鋼板焊件進行滲透檢測結果分析滲透檢測結果如圖4-8圖4-8弧坑滲透探傷Figure3-1Cratercrackdetection本實驗測得焊縫表面存在弧坑裂紋，長度為10mm，根據(jù)焊接接頭的質量分級評定得出焊縫表面存在的為線性缺陷，其質量等級為Ⅳ級。4.2.2對40鋼板焊件進行滲透檢測裂紋判定焊接裂縫按其產(chǎn)生的時間和溫度的不同，可以分為冷裂紋和熱裂紋[5]。熱烈紋一般產(chǎn)生在焊縫金屬凝固末期，焊縫產(chǎn)生的原因是焊縫金屬在凝固過程中，低熔點的雜質呈液態(tài)被排擠并富集在金屬內部晶界上，形成所謂的“液態(tài)薄膜”。隨后的結晶過程中，在特定的敏感溫度區(qū)，強度較小，由于收縮使其受拉力，當拉伸變形超過了晶界之間層間的變形能力，又得不到新的液相補充時，便可在此薄弱帶開裂形成晶間裂紋。滲透檢測時，熱烈紋一般顯示為略帶曲折的波浪狀或鋸齒狀紅色細條紋。火口熱烈紋呈星狀，較深的火口裂紋有時因滲透劑回滲較多使顯示擴展而成圓形，但如果用沾有清洗劑的濕布擦去顯示劑后，裂紋的特征便可非常清晰的觀察出來。冷裂紋一般是在相變溫度以下的冷卻過程中和冷卻以后出現(xiàn)的裂紋。多是由于應力太大或強行組對焊接后，導致焊縫中含氫太多而產(chǎn)生的。此類裂紋多出現(xiàn)在有淬硬傾向的高強鋼中。一般情況都產(chǎn)生在焊縫熱影響區(qū)，有時也會出現(xiàn)在焊縫金屬中，這種情況比較少見。冷裂紋的主要特征是穿晶開裂。滲透檢測時，冷裂紋一般表現(xiàn)為直線狀紅色細條紋，中部稍寬，兩端尖細，顏色逐漸減淡，最后消失。本實驗檢測到的焊縫弧坑裂紋為熱裂紋。4.3磁粉檢測與滲透檢測的優(yōu)缺點滲透檢測主要是操作簡便，攜帶方便，不需要大型設備，同時對于出了疏松多孔性材料之外的大多數(shù)材料中存在的各種形狀的表面缺陷，比如點狀或線狀缺陷均能檢測出較準確的結果[7]。對裂縫、氣孔等非連續(xù)性焊縫而言也是一種高靈敏度的檢測方法，形狀復雜的部件也可以用滲透檢測，并且一次操作可以大致做出全面檢測；其局限性是對被檢工件表面的光潔度需求較大，務必保證焊縫缺陷開口，檢測時工序較多，速度較慢，其靈敏度比磁粉檢測低，使用的滲透劑大部分是易燃且有毒，操作時務必保證安全。磁粉檢測操作也比較簡便，結果比較準確，成本較低，應用十分廣泛，主要用于檢測鐵磁性材料表面或者近表面尺寸較小，間隙極窄，目視難以看出的缺陷。其靈敏度極高，能檢測出極為細小的缺陷，其局限性在于只適用于鐵磁性材料，靈敏度與磁化方向和缺陷方向有很大的關系，檢測后部分工件需要退磁。檢測時還需要注意磁化時易產(chǎn)生打火燒傷。4.4結論綜上所述，本次滲透檢測實驗顯示出被檢工件表面存在較為多的焊縫缺陷，諸如裂紋、氣孔等在工件表面都有顯示，在與磁粉檢測實驗結果的對比中，了解到滲透檢測的優(yōu)點和局限，它的應用方便；易學；廉價使得滲透檢測方法開始普遍應用，但是滲透檢測過程中需要的部分滲透劑含有有毒物質且含有易燃物質，在操作時必須要做好防護措施，同時需要知道滲透檢測雖然操作簡單，但是其實際操作每一步都需要認真完成，其滲透檢測劑的性能、被檢工件的表面狀況、檢測環(huán)境、滲透劑的清洗狀況、顯像劑的噴涂情況等等，都會影響到滲透檢測結果以及對其檢測的靈敏度。焊縫的滲透檢測基本上都是由檢測人員的手動操作完成，所以人為因素也影響很大。因此滲透檢測雖然簡單便捷，但要使檢測結果有較高的準確性，必須要控制每一個步驟的準確性。

對比磁粉檢測與滲透檢的優(yōu)點與局限性

磁粉探傷與滲透探傷都是無損檢測材料表面裂紋缺陷的方法。

磁粉檢測適用范圍：

1.

適用于檢測鐵磁性材料表面和近表面尺寸很小、間隙極窄（如長0.1mm、寬為微米級的裂紋）、目視難以看出的缺陷。

2.

適用于檢測工件表面和近表面的裂紋、白點、發(fā)紋、折疊、疏松、冷隔氣孔和夾雜等缺陷，但不適用于檢測工件表面淺而寬的劃傷、針孔狀缺陷、埋藏較深的內部缺陷和延伸方向與磁感應線方向夾角小于20°的缺陷。

3.

適用于檢測未加工的原材料和加工的半成品、成品件和使用過的工件及特種設備。

4.

適用于檢測板材、型材、管材、棒材、焊接件、鑄鋼件及鍛鋼件。

磁粉檢測的局限性：