1、第七章 焊接質量檢測,第7章 焊接質量檢測 7.1 外觀檢測、致密性檢測及水壓試驗 7.1.1外觀檢測 一、焊縫外形尺寸要求 焊縫外形應均勻，焊道與焊道、焊道與基本金屬之間應平滑過渡。 I形坡口對接焊縫，焊縫寬度cb2a。 非I形坡口對接焊縫其焊縫寬度c=g2a。,圖7-1 I形坡口,圖7-2 非I形坡口,焊縫最大寬度cmax和最小寬度cmin的差值，在任意50mm焊縫長度范圍內不得大于4mm，整個焊縫長度范圍內不得大于5mm。 在任意300mm連續(xù)焊縫長度內，焊縫邊緣沿焊縫軸向的直線度f如圖7-4所示。 焊縫表面凹凸，在焊縫任意25mm長度范圍內焊縫余高hmaxhmin的差值不得大于2mm見

2、圖7-5。,圖7-4 焊縫邊緣直線度 圖7-5 焊縫余高差,二、焊縫尺寸的測量 焊縫尺寸的測量是按圖樣標注尺寸或技術標準規(guī)定的尺寸對實物進行測量檢查。 1對接焊縫尺寸的測量 檢查對接焊縫尺寸的方法是用焊接檢測尺測余高h和寬度c。,圖7-6 用焊接檢測尺測量焊縫余高和寬度,當組裝工件存在錯邊時，測量焊縫的余高應以表面較高一側為基準進行計算。 當組裝工件厚度不同時，測量焊縫余高也應以表面較高一側母材為基準計算，或保證兩母材之間焊縫呈圓滑過渡。,圖7-7 對接錯邊時計算余高 圖7-8 工件厚度不同的對接焊縫 （a）計算余高h （b）焊縫圓滑過渡,2. 角焊縫尺寸的測量 （1）角焊縫尺寸的測量方法 1

3、）測量焊腳尺寸K1、K2 2）測量角焊縫厚度a 3）測量管接頭的角焊縫尺寸,圖7-9 角焊縫尺寸 （a）凹形角焊縫 （b）凸形角焊縫,7.1.2致密性試驗 貯存液體或氣體的焊接容器都有致密性要求。 常用致密性試驗來發(fā)現(xiàn)貫穿性裂紋、氣孔、夾渣、未焊透等缺陷。 7.1.3水壓試驗 一、試驗裝置及過程,圖714 水壓試驗示意圖 1水槽 2試壓泵 3壓力表 4安全閥 5直通閥； 6容器 7壓力表 8排氣閥 9排水閥,二、試驗介質及要求 供試驗用的液體一般為潔凈的水，需要時也可采用不會導致發(fā)生危險的其它液體。 三、試驗壓力 試驗壓力是進行水壓試驗時規(guī)定容器應達到的壓力，其值反映在容器頂部的壓力表上。 水

4、壓試驗時試驗壓力為,7.2 射線檢測 7.2.1射線的產(chǎn)生、性質及其衰減 射線檢測是利用X射線或射線具有的可穿透物質和在物質中有衰減的特性來發(fā)現(xiàn)缺陷的一種無損檢測方法。 一、X射線的產(chǎn)生及其性質 X射線是由X射線管產(chǎn)生。,圖7-15 X射線的產(chǎn)生示意圖 1高壓變壓器 2燈絲變壓器 3X射線 4陽極 5X射管 6電子 7陰極,二、射線的衰減 當射線穿透物質時，由于物質對射線有吸收和散射作用，從而引起射線能量的衰減。 7.2.2射線照相法 一、射線照相法的原理 射線照相法是根據(jù)被檢工件與其內部缺陷對射線能量衰減程度不同，而引起射線透過工件后的強度不同，使缺陷在射線底片上顯示出來。 二、焊縫透照方法

5、 1縱縫單壁透照法 射線源位于工件前側，膠片位于另一側。 2單壁外透法 射線源位于被檢工件外側，膠片位于內側。,3射線源中心法 射線源位于工件內側中心處，膠片位于外側。 4射線源偏心法 射線源位于被檢工件內側偏心處，膠片位于外側。 5橢圓透照法 射線源和膠片位于被檢工件外側，焊縫投影呈橢圓顯示。 6垂直透照法 射線源和膠片位于被檢工件外側，射線垂直入射。 7雙壁單影法 射線源位于被檢工件外側，膠片位于另一側。 8不等厚透照法 材料厚度差異較大，采用多張膠片透照。,三、射線檢測的基本操作 1工件檢查及清理 檢查工件上有無妨礙射線穿透或妨礙貼片的物體，如果有，應盡可能去除。檢查工件表面質量，經(jīng)外觀

6、檢測合格才能進行射線檢測。 2劃線 按照規(guī)定的檢查部位、比例、一次透照長度，在工件上劃線。 3像質計和標記擺放 按照標準擺放像質計和各種鉛標記。 4貼片 采用可靠的方法如磁鐵、繩帶等將膠片固定在被檢位置上，膠片應與工件表面緊密貼合。,5對焦 將射線源安放在適當位置，使射線束中心對準被檢區(qū)中心，并使焦距符合要求。 6散射線防護 按照有關規(guī)定進行散射線的防護。 7曝光 在以上各步驟完成后，并確定現(xiàn)場人員放射防護安全符合要求，方可按照所選擇的曝光參數(shù)操作儀器進行曝光。,7.2.3底片質量評定 一、焊接缺陷在底片上的影像 1裂紋 底片上裂紋的典型影像是輪廓分明的黑線。 2未焊透 未焊透的典型影像是細直

7、黑線，兩側輪廓都很整齊。 3夾渣 非金屬夾渣在底片上的影像是黑點，黑條或黑塊，形狀不規(guī)則，黑度變化無規(guī)律，輪廓不圓滑。 4氣孔 氣孔在底片上的影像是黑色圓點，氣孔的輪廓比較圓滑，其黑度中心較大，至邊緣減小。,5未熔合 根部未熔合的典型影像是一條細直黑線，線的一側輪廓整齊且黑度較大，另一側可能規(guī)則也可能不規(guī)則。 二、焊縫質量的分級規(guī)定 1級別劃分 焊縫質量分為四個等級。 2缺陷性質 分為五種：裂紋、未熔合、未焊透、夾渣、氣孔。 3缺陷性質的評級規(guī)定 、級焊接接頭。,7.3 超聲波檢測 7.3.1超聲波檢測設備 一、 超聲波探頭的種類 1直探頭（縱波探頭） 聲束垂直于被探工件表面入射的探頭稱為直探

8、頭。它可發(fā)射和接收縱波，故又稱為縱波探頭。,圖7-29直探頭結構,2斜探頭（橫波探頭） 利用透聲斜楔塊使聲束傾斜于工件表面射入工件的探頭稱為斜探頭。,圖7-30 斜探頭結構,3A型脈沖反射式超聲波檢測儀的工作原理 4. 耦合劑 在探頭與工件表面之間施加的一層透聲介質稱為耦合劑。,圖7-31 A型脈沖反射式超聲波檢測儀原理,7.3.2超聲波檢測方法 一、直探頭檢測法 直探頭檢測法是采用直探頭將聲束垂直入射工件檢測面進行檢測。由于該法是利用縱波進行檢測，故又稱縱波法。 二、斜探頭檢測法 斜探頭檢測法是采用斜探頭將聲束傾斜入射工件檢測面進行檢測。由于它是利用橫波進行檢測，故又稱橫波法。 三、掃查方法

9、 1鋸齒形掃查 探頭以鋸齒形軌跡作往復移動掃查，同時探頭還應在垂直于焊縫中心線位置上作1015的左右轉動，以便使聲束盡可能垂直于缺陷。 2平行掃查 探頭在焊縫邊緣或焊縫上（C級檢測，焊縫余高已磨平）作平行于焊縫的移動掃查。,3斜平行掃查 探頭與焊縫方向成一定夾角（1045）的平行掃查，該法有助于發(fā)現(xiàn)焊縫及熱影響區(qū)的橫向裂紋和與焊縫方向成傾角度的缺陷。 4基本掃查方法 當用鋸齒形掃查、平行掃查或斜平行掃查發(fā)現(xiàn)缺陷時，為進一步確定缺陷的位置、方向、形狀、觀察缺陷動態(tài)波形或區(qū)分缺陷信號的真?zhèn)危刹捎盟姆N基本掃查方式。,7.3.3焊縫質量評定 一、缺陷性質的判別 1氣孔 單個氣孔回波高度低，波形為單峰

10、，較穩(wěn)定。 密集氣孔會出現(xiàn)一簇反射波，其波高隨氣孔大小而不同。 2裂紋 缺陷回波高度大，波幅寬，常出現(xiàn)多峰。 3夾渣 點狀夾渣的回波信號類似于點狀氣孔。條形缺陷回波信號呈鋸齒狀。 4未焊透 未焊透一般位于焊縫中心線上，有一定得長度。,5未熔合 當聲波垂直入射該缺陷表面時，回波高度大。 6咬邊 一般情況下咬邊反射波的位置出現(xiàn)在直射波和一次波的前邊。 二、焊縫質量的評定 （1）最大反射波幅位于區(qū)的缺陷 （2） 最大反射波幅不超過評定線的缺陷，均評為級。 （3） 最大反射波幅超過評定線的缺陷,檢測者判定為裂紋等危害性缺陷時，無論其波幅和尺寸如何，均評為級。 （4） 反射波幅位于區(qū)的非裂紋性缺陷，均評

11、為級。 （5） 反射波幅超過判廢線進入?yún)^(qū)的缺陷，無論其指示長度如何，均評定為級。,7.4 磁粉檢測 7.4.1磁粉檢測原理及其特點 一、 磁粉檢測原理 鐵磁性材料制成的工件被磁化，工件就有磁力線通過。沒有缺陷，磁力線在其內部是均勻連續(xù)分布的。存在缺陷時，必將引起磁力線的分布發(fā)生變化。 通過磁痕就可將漏磁場檢測出來，并能確定缺陷的位置（有時包括缺陷的大小、形狀和性質等）。磁痕的大小是實際缺陷的幾倍或幾十倍，從而容易被肉眼察覺。,磁粉檢測的優(yōu)點： （1）能直觀顯示缺陷的形狀、位置、大小，并可大致確定其性質； （2）具有高的靈敏度，可檢出缺陷最小寬度可為1m； （3）幾乎不受試件大小和形狀限制； （

12、4）檢測速度快，工藝簡單，費用低廉。 磁粉檢測的局限性： （1）只能用于鐵磁性材料； （2）只能發(fā)現(xiàn)表面和近表面缺陷，可探測的深度一般在12mm； （3）不能確定缺陷的埋深和自身高度； （4）寬而淺的缺陷難以檢出； （5）檢測后常需退磁和清洗； （6）試件表面不得有油脂或其他能粘附磁粉的物質。,7.4.2磁化方法 一、直接通電磁化法 直接通電磁化法是將工件直接通以電流，使工件周圍和內部產(chǎn)生周向磁場，適合于檢測長條形如棒材或管材等工件。 直接通電磁化法也是一種周向磁化法，常用來檢測與工件（軸線平行的缺陷。,圖7-39 直接通電磁化法 1工件 2電流 3磁力線 4電極,二、交流線圈法 用交流線圈法

13、對工件進行磁化后，所產(chǎn)生的磁力線與工件的軸線平行，常用來檢測與工件或焊縫軸線垂直的缺陷。,圖7-40 交流線圈磁化法,三、復合磁化法 復合磁化法是縱向和周向磁化同時作用在工件上，使工件得到由兩個互相垂直的磁力線作用而產(chǎn)生的合成磁場，以檢查各種不同角度的缺陷。,圖7-41 復合磁化法,四、中心導體法 是用非鐵磁性的導電材料（如銅棒）作芯棒，穿過環(huán)形工件，電流從芯棒上通過，在其周圍產(chǎn)生周向磁場，用來檢測工件的縱向缺陷。 五、觸頭法和磁軛法 觸頭法是一種局部磁化法，常用于檢測壓力容器等焊縫的縱向缺陷。,圖7-44 觸頭法,六、旋轉磁化法 旋轉磁場磁化法是采用相位不同的交流電對工件進行周向和縱向磁化,

14、圖7-46 旋轉磁化法 a）交叉磁軛的結構 b）旋轉磁場的方向變化,7.4.3磁粉檢測介質 一、磁粉 （一）磁粉的種類 1. 非熒光磁粉 非熒光磁粉是在白光下能觀察到磁痕的磁粉。 2. 熒光磁粉 熒光磁粉是以磁性氧化鐵粉、工業(yè)純鐵粉、或羰基鐵粉等為核心，外面包覆一層熒光染料所制成，可明顯提高磁痕的可見度和對比度。,二、磁懸液 將磁粉混合在液體介質中形成磁粉的懸浮液稱為磁懸液。 7.4.4 磁粉檢測過程 一、預處理及工作安排 1. 預處理 （1）清除 （2）打磨 （3）分解 （4）封堵 （5）涂敷,2.工序安排 （1）磁粉檢測的工序應安排在容易產(chǎn)生缺陷的各道工序之后進行。 （2）對于有產(chǎn)生延遲裂

15、紋傾向的材料，磁粉檢測應安排在焊接后24h進行。 （3）磁粉檢測工序應安排在涂漆、發(fā)藍、磷化和電鍍等表面處理之前進行。 二、工件磁化 選擇適當?shù)拇呕椒按呕?guī)范，利用磁粉檢測設備使工件帶有磁性，產(chǎn)生漏磁場進行磁粉檢測。 三、施加磁粉 （一）連續(xù)法和剩磁法,1. 連續(xù)法 在外加磁場磁化的同時，將磁粉或磁懸液施加到工件上進行磁粉檢測的方法。 2. 剩磁法 剩磁法是停止磁化后，將磁懸液施加到工件上進行磁粉檢測的方法。 四、檢測 對磁痕進行觀察和分析，非熒光磁粉在明亮的光線下觀察，熒光磁粉在柴外線燈照射下觀察。 1.缺陷的磁痕 裂紋、發(fā)紋、條狀夾雜物、氣孔和點狀夾雜物 2.非缺陷的磁痕,五、退磁 常

16、用的退磁方法有交流退磁法和直流退磁法。 六、磁痕觀察 磁痕的觀察和評定一般應在磁痕形成后立即進行。 七、后處理,7.4.5焊縫質量評定,表7-7 焊接接頭的磁粉檢測質量分級,7.5 滲透檢測 7.5.1滲透檢測原理 一、滲透檢測原理 由于毛細現(xiàn)象的作用，滲透液滲入到各類開口于表面的細小缺陷中，清除附著于試件表面上多余的滲透液，經(jīng)干燥后再施加顯像劑，缺陷中的滲透液重新被吸附到零件表面上，形成放大了的缺陷顯示，在黑光下或白光下觀察，缺陷處可分別相應地發(fā)出黃綠色的熒光或呈現(xiàn)紅色顯示，作出缺陷的評定。 二、滲透液 滲透液是一種含有著色染料或熒光染料且具有很強的滲透能力的溶液 能滲入表面開口的缺陷并被顯像劑吸附出來，從而顯示缺陷的痕跡。,三、去除劑 滲透檢測中，用來除去被檢工件表面多余滲透液的溶劑稱為去除劑。 四、乳化劑 乳化劑用于乳化不溶于水的滲透液，使其便于用水清洗。 五、顯像劑 顯像劑的作用是把滲入到工件缺陷內部的滲透液利用其毛細作用，使殘留在缺陷內部的滲透液吸附到表面成為肉眼可以分辨的缺陷圖像。,7.5.2滲透檢測工藝 一、前處理的方法 滲透檢測開始前先除去試件表面異物，這種操作稱為前處理。 二、滲透方法及滲透時間要求 （一）滲透方法 1浸涂法 2噴涂法 3刷涂法 4澆涂法 （二）滲透時間要求 滲透時間是指滲透液施加到