焊接检测

《焊接检测》配有Abook数字课程。

《焊接检测》由太原铁路机械学校王英杰（负责编写项目一和项目七）、核工业工程技术研究设计院冯英超（负责编写项目三和项目四）担任主编，杨会敏（负责编写项目五）担任副主编，参加编写工作的还有防灾科技学院陈蓉艳（负责编写项目六）、核工业工程技术研究设计院褚瑞（负责编写附录）和华北机电学校王丽宁（负责编写项目二）。

2015年7月，该书入选第二批“十二五”职业教育国家规划教材；同年11月，由高等教育出版社出版。

《焊接检测》主要内容有焊接质量体系基础知识、焊接检测过程及质量控制、射线检测、超声波检测、磁粉检测、渗透检测、焊接检测新技术和破坏性检测以及焊接检测实训指导等。

《焊接检测》以基础知识、操作步骤、结果分析为基本模式进行相关知识与技能的介绍，为焊接检测方法配置了典型案例分析。该书所介绍的知识通俗易懂、由浅入深、循序渐进、图文并茂、形象直观。

该书特点主要有以下几个方面：1.调整了知识结构；2.增加了典型检测实例介绍；3.采用最新标准（截至2015年），确保实用性；4.注重推广探究式和开放式教学形式。

王英杰：男，高级讲师、硕士研究生。主要研究方向：装备制造。

冯英超：现任核工业工程研究设计有限公司焊接与施工技术研究所所长，研究员级高级工程师，瑞典皇家理工学院访问学者。中国核工业建设股份有限公司高级技术专家（焊接工程技术），中国核工业二三建设有限公司高级技术专家（焊接工程技术），兼任中国安装协会焊接专委会秘书长。代表性研究包括核电站主管道自动焊、工艺管U-TIG焊、AP1000钢制安全壳（CV）自动焊、厚壁管道激光热丝焊、A-TIG活性剂等。

焊接检测方法很多，一般可以按以下方法分类：

（一） 按焊接检测数量分

1.抽检 在焊接质量比较稳定的情况下，如自动焊、摩擦焊、氩弧焊等，当工艺参数调整好之后，在焊接过程中质量变化不大，比较稳定，可以对焊接接头质量进行抽样检测。

2.全检 对所有焊缝或者产品进行100%的检测。

（二） 按焊接检验方法分

1.破坏性检测

（1）力学性能实验 包括拉伸试验、硬度试验、弯曲试验、疲劳试验、冲击试验等；

（2）化学分析试验 包括化学成分分析、腐蚀试验等；

（3）金相检验 包括宏观检验，微观检验等。

2.非破坏性检测

（1）外观检验 包括尺寸检验、几何形状检测、外表伤痕检测等；

（2）耐压试验 包括水压试验和气压试验等；

（3）密封性试验 包括气密试验、载水试验、氨气试验、沉水试验、煤油渗漏试验、氨检漏试验等。

(4)磁粉检验

(5)着色检验

(6)超声波探伤

(7)射线探伤

3.无损检测 无损检测包括射线探伤、超声波探伤、磁力探伤、渗透探伤等。

无损检测的常规方法有直接用肉眼检查的宏观检验和用射线照相探伤、超声探伤仪、磁粉探伤仪、渗透探伤、涡流探伤等仪器检测。肉眼宏观检测可以不使用任何仪器和设备，但肉眼不能穿透工件来检查工件内部缺陷，而射线照相等方法则可以通过各种各样的仪器或设备来进行检测，既可以检查肉眼不能检查的工件内部缺陷，也可以大大提高检测的准确性和可靠性。

超声波探伤在无损检测焊接质量中的作用

1、探测面的修整：应清除焊接工作表面飞溅物、氧化皮、凹坑及锈蚀等，光洁度一般低于▽4。焊缝两侧探伤面的修整宽度一般为大于等于2KT 50mm，（K:探头K值，T：工件厚度）。一般的根据焊件母材选择K值为2.5探头。例如：待测工件母材厚度为10mm,那么就应在焊缝两侧各修磨100mm。

2、耦合剂的选择应考虑到粘度、流动性、附着力、对工件表面无腐蚀、易清洗，而且经济，综合以上因素选择浆糊作为耦合剂。

3、由于母材厚度较薄因此探测方向采用单面双侧进行。

4、由于板厚小于20mm所以采用水平定位法来调节仪器的扫描速度。

5、在探伤操作过程中采用粗探伤和精探伤。为了大概了解缺陷的有无和分布状态、定量、定位就是精探伤。使用锯齿形扫查、左右扫查、前后扫查、转角扫查、环绕扫查等几种扫查方式以便于发现各种不同的缺陷并且判断缺陷性质。

6、对探测结果进行记录，如发现内部缺陷对其进行评定分析。焊接对头内部缺陷分级应符合现行国家标准GB11345-89《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》的规定，来评判该焊否合格。如果发现有超标缺陷，向车间下达整改通知书，令其整改后进行复验直至合格。

一般的焊缝中常见的缺陷有：气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等。目前（2013年）为止，还没有一个成熟的方法对缺陷的性质进行准确的评判，只是根据荧光屏上得到的缺陷波的形状和反射波高度的变化结合缺陷的位置和焊接工艺对缺陷进行综合估判。

对于内部缺陷的性质的估判以及缺陷的产生的原因和防止措施大体总结了以下几点：

1、气孔：

单个气孔回波高度低，波形为单缝，较稳定。从各个方向探测，反射波大体相同，但稍一动探头就消失，密集气孔会出现一簇反射波，波高随气孔大小而不同，当探头作定点转动时，会出现此起彼落的现象。

产生这类缺陷的原因主要是焊材未按规定温度烘干，焊条药皮变质脱落、焊芯锈蚀，焊丝清理不干净，手工焊时电流过大，电弧过长；埋弧焊时电压过高或网络电压波动太大；气体保护焊时保护气体纯度低等。如果焊缝中存在着气孔，既破坏了焊缝金属的致密性，又使得焊缝有效截面积减少，降低了机械性能，特别是存链状气孔时，对弯曲和冲击韧性会有比较明显降低。防止

这类缺陷防止的措施有：不使用药皮开裂、剥落、变质及焊芯锈蚀的焊条，生锈的焊丝必须除锈后才能使用。所用焊接材料应按规定温度烘干，坡口及其两侧清理干净，并要选用合适的焊接电流、电弧电压和焊接速度等。

2、夹渣：

点状夹渣回波信号与点状气孔相似，条状夹渣回波信号多呈锯齿状波幅不高，波形多呈树枝状，主峰边上有小峰，探头平移波幅有变动，从各个方向探测时反射波幅不相同。

这类缺陷产生的原因有：焊接电流过小，速度过快，熔渣来不及浮起，被焊边缘和各层焊缝清理不干净，其本金属和焊接材料化学成分不当，含硫、磷较多等。

防止措施有：正确选用焊接电流，焊接件的坡口角度不要太小，焊前必须把坡口清理干净，多层焊时必须层层清除焊渣；并合理选择运条角度焊接速度等。

3、未焊透：

反射率高，波幅也较高，探头平移时，波形较稳定，在焊缝两侧探伤时均能得到大致相同的反射波幅。这类缺陷不仅降低了焊接接头的机械性能，而且在未焊透处的缺口和端部形成应力集中点，承载后往往会引起裂纹，是一种危险性缺陷。

超声波探伤在无损检测焊接质量中的作用

其产生原因一般是：坡口纯边间隙太小，焊接电流太小或运条速度过快，坡口角度小，运条角度不对以及电弧偏吹等。

防止措施有：合理选用坡口型式、装配间隙和采用正确的焊接工艺等。

4、未熔合：

探头平移时，波形较稳定，两侧探测时，反射波幅不同，有时只能从一侧探到。

其产生的原因：坡口不干净，焊速太快，电流过小或过大，焊条角度不对，电弧偏吹等。

防止措施：正确选用坡口和电流，坡口清理干净，正确操作防止焊偏等。

5、裂纹：

回波高度较大，波幅宽，会出现多峰，探头平移时反射波连续出现波幅有变动，探头转时，波峰有上下错动现象。裂纹是一种危险性最大的缺陷，它除降低焊接接头的强度外，还因裂纹的末端呈尖销的缺口，焊件承载后，引起应力集中，成为结构断裂的起源。裂纹分为热裂纹、冷裂纹和再热裂纹三种。

热裂纹产生的原因是：焊接时熔池的冷却速度很快，造成偏析；焊缝受热不均匀产生拉应力。

防止措施：限制母材和焊接材料中易偏析元素和有害杂质的含量，主要限制硫含量，提高锰含量；提高焊条或焊剂的碱度，以降低杂质含量，改善偏析程度；改进焊接结构形式，采用合理的焊接顺序，提高焊缝收缩时的自由度。

冷裂纹产生的原因：被焊材料淬透性较大在冷却过程中受到人的焊接拉力作用时易裂开；焊接时冷却速度很快氢来不及逸出而残留在焊缝中，氢原子结合成氢分子，以气体状态进到金属的细微孔隙中，并造成很大的压力，使局部金属产生很大的压力而形成冷裂纹；焊接应力拉应力并与氢的析集中和淬火脆化同时发生时易形成冷裂纹。

防止措施：焊前预热，焊后缓慢冷却，使热影响区的奥氏体分解能在足够的温度区间内进行，避免淬硬组织的产生，同时有减少焊接应力的作用；焊接后及时进行低温退火，去氢处理，消除焊接时产生的应力，并使氢及时扩散到外界去；选用低氢型焊条和碱性焊剂或奥氏体不锈钢焊条焊丝等，焊材按规定烘干，并严格清理坡口；加强焊接时的保护和被焊处表面的清理，避免氢的侵入；选用合理的焊接规范，采用合理的装焊顺序，以改善焊件的应力状态。

（一） 焊接质量检测的一般步骤如下：

1.明确质量要求

2.进行项目检测

3.评定测试结果

4.报告检验结果

（二）焊接质量检测的职能有以下三方面：

1.质量保证的职能

2.缺陷预防的职能

3.结果报告的职能

焊接检测方法很多，一般可以按一下方法分类：

（一） 按焊接检测数量分

1.抽检 在焊接质量比较稳定的情况下，如自动焊、摩擦焊、氩弧焊等，当工艺参数调整好之后，在焊接过程中质量变化不大，比较稳定，可以对焊接接头质量进行抽样检测。

2.全检 对所有焊缝或者产进行100%的检测。

（二） 按焊接检验方法分

1.破坏性检测

（1）力学性能实验 包括拉伸试验、硬度试验、弯曲试验、疲劳试验、冲击试验等；

（2）化学分析试验 包括化学成分分析、腐蚀试验等；

（3）金相检验 包括宏观检验，微观检验等。

2.非破坏性检测

（1）外观检验 包括尺寸检验、几何形状检测、外表伤痕检测等；

（2）耐压试验 包括水压试验和气压试验等；

（3）密封性试验 包括气密试验、载水试验、氨气试验、沉水试验、煤油渗漏试验、氨检漏试验等。

(4)磁粉检验

(5)着色检验

(6)超声波探伤

(7)射线探伤

3.无损检测 无损检测包括射线探伤、超声波探伤、磁力探伤、渗透探伤等。

无损检测的常规方法有直接用肉眼检查的宏观检验和用射线照相探伤、超声探伤仪、磁粉探伤仪、渗透探伤、涡流探伤等仪器检测。肉眼宏观检测可以不使用任何仪器和设备，但肉眼不能穿透工件来检查工件内部缺陷，而射线照相等方法则可以通过各种各样的仪器或设备来进行检测，既可以检查肉眼不能检查的工件内部缺陷，也可以大大提高检测的准确性和可靠性。

超声波探伤在无损检测焊接质量中的作用

1、探测面的修整：应清除焊接工作表面飞溅物、氧化皮、凹坑及锈蚀等，光洁度一般低于▽4。焊缝两侧探伤面的修整宽度一般为大于等于2KT 50mm，（K:探头K值，T：工件厚度）。一般的根据焊件母材选择K值为2.5探头。例如：待测工件母材厚度为10mm,那么就应在焊缝两侧各修磨100mm。

2、耦合剂的选择应考虑到粘度、流动性、附着力、对工件表面无腐蚀、易清洗，而且经济，综合以上因素选择浆糊作为耦合剂。

3、由于母材厚度较薄因此探测方向采用单面双侧进行。

4、由于板厚小于20mm所以采用水平定位法来调节仪器的扫描速度。

5、在探伤操作过程中采用粗探伤和精探伤。为了大概了解缺陷的有无和分布状态、定量、定位就是精探伤。使用锯齿形扫查、左右扫查、前后扫查、转角扫查、环绕扫查等几种扫查方式以便于发现各种不同的缺陷并且判断缺陷性质。

6、对探测结果进行记录，如发现内部缺陷对其进行评定分析。焊接对头内部缺陷分级应符合现行国家标准GB11345-89《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》的规定，来评判该焊否合格。如果发现有超标缺陷，向车间下达整改通知书，令其整改后进行复验直至合格。

一般的焊缝中常见的缺陷有：气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等。到目前为止还没有一个成熟的方法对缺陷的性质进行准确的评判，只是根据荧光屏上得到的缺陷波的形状和反射波高度的变化结合缺陷的位置和焊接工艺对缺陷进行综合估判。 2100433B