牛开金
身份证：53032619841106****
摘要：对于拉伸试验和金相检验，只有在对被焊接工件进行破坏的过程中或破坏后获得可量化的物理数据才能评估焊接质量，所以这些检测方法不能适应产业化的使用环境，不能用于量产产品的100%焊接质量检测；而射线探测，尽管可以不破坏被焊接工件就能检测焊接质量，但是由于使用到专用特殊装备，每检测一次耗时过长，效率低，且需要专业人员的操作和评判，同样也不能用于批量生产的100%质量检测。外观目视检查虽然简便易行，但是由于过多地依赖于人的个体感官和主观判断，导致对于焊接质量的评价标准缺乏足够的稳定性和一致性。
关键词：机械工程；焊接；无损检测技术
引言
对于无损检测技术，不论种类，也不论是成熟的常规技术，还是刚出现的先进技术，其都是需要由相关方法门类的无损检测人员去具体实施，这些无损检测人员是从事相关无损检测方法工作，并具有相应门类相应资格等级的人员。对于检测结果的可靠性，也取决无损检测人员的综合能力及对相应标准的掌握和使用。
1机械工程中焊接结构检测的重要性
焊接技术是金属加工中的重要技术，例如在汽车零部件生产中，焊接占据了20%的耗时及10%的耗费，但是由于焊接过程中出现的不均匀热战冷缩现象，导致加工工件中存在残余应力，导致工件的强度下降，甚至导致焊接部位由于应力作用而出现开裂的情况。这种焊接产生的应力被称为焊接应力，根据产生时间可以分为焊接瞬间应力与焊接残留应力，前者是指焊接过程中发生的应力，后者则是指焊机之后残留在工件上的应力。焊接残留应力的存在对于焊接结构会造成较大的影响，包括：①开裂：残余焊接应力与其他因素共同作用下导致焊接部位出现裂纹，且裂纹出现时间与残留焊接应力的大小有直接的相关性，残留应力越大，焊接部位开裂速度也越快；②强度下降：残留应力会使得荷载应力循环发生偏移，当应力集中部位出现残留应力时，工件的强度会下降；③结构刚度降低：当荷载重量对焊接结构产生应力与残余应力叠加达到极限时，机械工程会发生塑性变化，结构刚度也随之下降，尤其是一些脆性机械工程，随着荷载重量的增加，应力的不断增长会使得焊接结构逐渐达到极限，从而出现慢性的塑性变形，出现局部结构破坏并最终导致焊接结构断裂。
2机械工程中的焊接无损检测技术
2.1漏磁检测
漏磁检测技术其工作原理是利用磁感线对被检测物进行检测。鉴于大部分机械工程材料是铁磁性材料，管壁薄，采用漏磁检测操作简便。若出现表面质量缺陷问题会在表面形成电磁场，利用电磁信号发生器产生信号再利用滤波技术，放大处理技术获得清楚的缺陷位置和严重程度。漏磁检测可直观发现被检测物体的性能和缺陷，操作简单、成本较低、检测效率高，在机械工程检测中应用最为常见。但技术只能对表面缺陷和性能进行检测，无法再进一步深入检查。
2.2射线检测
数字化X射线照相(DＲ)技术的应用数字化X射线照相技术简称DＲ技术，该技术与传统的射线胶片技术或计算机射线照相(CＲ)技术的处理过程不同，DＲ技术可以实时成像，而且在两次照射过程中，不需要更换胶片和存储荧光板，只需要几秒钟的时间就可将数据采集，即可观察到相关图像，其检测速度和检测效率远远高于传统的射线胶片技术。另外DＲ技术的优点是成像质量比较高，而且只需要极低的X线量就得到高清晰的图像，其图像的空间分辨率、时间分辨率及密度分辨率都比CＲ技术还要高。DＲ技术系统在高速动车组重要焊接件车钩面板的检测加以应用，令该试件的检测速度相比之前大大提高，其数字底片可永久保存。
2.3激光检测技术
激光焊接质量体现在焊件内部。
如果要实现无损检测，则需要找到焊点外部可见特征与内部质量指标之间的关系，从而建立间接等效评价机制。通过观察焊点表面状态可以发现，金属表面在激光束的照射下被迅速加热，金属汽化形成的蒸汽将熔化的金属挤在熔池的周围，从而在金属表面形成一道隆起的焊缝（焊痕）。依据激光焊接工作机理及实际焊接试验结果的分析，对于材质均匀的金属焊件，焊缝面积越大，则对应的熔深、熔宽也会随之增大。如果能对焊缝面积进行有效的识别和测算，那么对于激光焊接质量就找到了等效评价方式。
2.4超声无损检测技术
在机械工程焊接缺陷探测中，由于焊缝与探测面形成一定的角度，因此需要将超声波按照一定的角度射入工件内，因此被称为横波斜探头法。目前机械工程焊接缺陷通常应用该方法进行探查，主要是始脉冲与低脉冲之间有无伤脉冲来确定有无焊接缺陷。在发现焊接缺陷之后，可通过显示屏中的高度来确定焊缝缺陷位置以及大小，机械工程焊接过程中由于各种因素的影响会出现残余应力，而残余应力对于焊接结构会造成较大的影响，引起开裂、强度下降以及稳定性降低等问题，更容易发生焊接结构断裂的情况，为了进一步确保焊接质量，提高工件的使用性能。因此需要使用无损检测技术来评估机械工程焊接结构的质量。超声无损检测技术在机械工程焊接中具有较好的应用效果，具有操作方便、准确度高且测量速度快，能够及时发现焊接缺陷，从而及时处理，预防各种质量问题的出现。
2.5远场涡流检测
涡流检测技术的工作原理是利用穿过式线圈探头进行涡流检测管材的通孔缺陷。在不同磁场强度条件下，铁磁性管材磁导率不同，对磁饱和装置进行设置，可在检测铁磁性材料时设置足够的磁场，可使导磁率与常数保持基本一致，可实现1~500MHz范围内的铁磁性钢管的涡流检测。在涡流检测时，采用对比试样的方式对涡流仪的灵敏度进行调整，以确保验收的水平和检测结果准确。机械工程的生产环境和构造不同，会对检测信号产生一定干扰，处理好以上问题，可提高该检测技术在机械工程中的检测能力。
3机械工程焊接施工中存在的问题和防范措施
3.1未焊透问题及其防范措施
焊接施工时须严格按照焊接规范和要求控制坡口的尺寸和钝边厚度，准确调整与控制运条的角度和速度，以保证电弧在正确的方向上。通过以上操作可有效减少未焊透的现象，以确保焊接的质量。
3.2裂纹问题及其防范措施
为防止裂纹的出现，首先，在焊接时应避免管件强制扭力，采取降低焊接应力的方式控制因外力因素引起的裂缝现象。其次，避免多次焊接和打磨，减少错边的量，以免在焊缝中心出现裂纹。最后，要求严格控制焊接的温度，采取适当的预热和保温措施避免冷裂纹的出现，还应做好杂质清理工作，以免杂质进入焊缝引起质量缺陷。
结束语
通过技术研发和实践应用，建立了一套“定期抽检+实时无损检测”的焊接质量控制方法：1）利用金相检验和拉伸试验等常规检测方式作为质量抽检，用于定期确认制造系统（包括设备、参数、物料等）的状态稳定无偏离；2）依托三维扫描技术和焊接电阻检测技术，实现量产条件下对激光焊接和超声波焊接质量的100%实时无损评价，对制造系统及产品制造质量进行实时有效的控制。基于三维扫描技术和焊接电阻检测技术所建立起的这一套高效、安全可靠、可工艺量化、适应于批量生产的电池产品电连接焊接质量的无损检测方法，具有较高的稳定性、可靠性和实用性。
参考文献
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