机械工程中的焊接无损检测技术 袁宝帅

发表时间:2021/7/6   来源:《基层建设》2021年第10期   作者:袁宝帅1 徐帅2
[导读] 摘要:近年来,随着我国机械工程技术的不断发展,焊接技术的要求越来越高。
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        摘要:近年来,随着我国机械工程技术的不断发展,焊接技术的要求越来越高。在机械工程中,焊接操作是最重要的操作过程,机械设备的正常运行能力直接关系到焊接质量。一般而言,熔接结构会对机械工程产生以下影响:在熔接作业期间,熔接结构会因熔接技术不完善而有问题,这会影响所有机械设备的正常作业。在此基础上,下文讨论了机械工程中的焊缝无损检测技术,以供参考。
        关键词:机械工程;焊接无损检测;技术分析
        引言
        在机械工程中,机械设备的相应部分必须通过加热、加压等焊接操作进行处理。以便工件可以有效连接。尽管目前的焊接技术非常成熟,但机械设备本身即使由于人员操作不当,在焊接操作中也可能存在内部结构缺陷和质量缺陷,必须使用焊接无损检测技术来处理这些缺陷,以提高质量。
        1.在机械工程中焊接无损检测的重要意义
        对于中国的传统机械工程焊接结构,相关检查员主要通过肉眼观察或破坏性方法对焊接结构进行质量检查,这不仅要求检查员具备较强的专业检查能力,而且还导致在检查过程中某些焊接结构遭到破坏,具体如下,对于破坏性的验证方式,会对整个焊接结构造成较大的损伤,同时也需要较长时间来进行准备工作。
        2.机械工程焊接操作中的常见缺陷
        根据机械设备零件缺陷的大小和位置,可分为宏观缺陷、微电路和内部结构缺陷。宏观缺陷是机械部件表面肉眼可见的缺陷,无需专业设备(如焊接穿孔、纤维瘤、裂纹等)即可检测到。焊接穿孔是由于焊机故障造成的,例如,如果焊接工艺参数设置不正确,可能导致焊接深度和强度过大,以及焊接部分的直接穿孔;凹形是由于焊接基体加热不足,导致熔体流动和冷却形成球形固体,主要是由于焊机运转不良,也可能是由于设备零件接触不良;焊接边的问题是,不正确的焊接操作会导致焊道和主材料之间的接合处出现不规则的裂纹,这不仅影响焊接结构的外观,而且会显着降低焊接强度。微观缺陷是需要使用专业仪器检测的问题,焊接结构因焊接工艺不良而不稳定。在焊接过程中发生过热和燃烧时,焊接熔胶颗粒过大,或者焊接点与空气发生氧化反应,存在未焊接、未熔化、紧固渣、裂纹等问题。如果焊接材料在焊接过程中没有足够的熔胶和均匀分布,则可能会出现小气泡等。缺少熔接是由于熔接联珠的根部未完全融化,这可能是由于松边间隙太小、熔接电流太低或传输带速度太快所致。夹紧渣是焊接过程中产生的残馀杂质,主要是由于焊接电流太小、焊接速度太快、焊接材料组成不当、焊接清洗不干净等原因造成的。除了焊接操作不当造成的缺陷外,机械设备本身的内部结构缺陷也不容忽视。由于机械设备零件内部结构存在缺陷,焊接操作过程中可能会出现许多问题,例如机械部件内部的缺陷不能通过手动视觉检测得到,必须使用无损检测技术进行焊接操作前检测分析,了解焊接部件的内部情况,便于调整和优化焊接工艺参数,以保障焊接质量。
        3.无损检测技术在机械工程焊接中的应用
        3.1射线检测
        射线检测是焊接质量检测中的一种常用技术,属于新型检测技术。在具体检测过程中,主要是通过对射线特点与优势的利用来实现的。机械工程焊接检测时若采用射线检测技术,检测人员需根据激光或扫描等射线方式检测焊接点的内部结构。通过直观成像,专业人员可以根据系统化、科学化的计算方式,进行焊接结构的准确评估。但是,现实的机械工程项目中,一些机械设备的构成极为复杂,在焊接过程中的技术难度相对较大。要实现焊接结构的完整、准确检测,掌握焊接点内部结构的形状、大小与性质特征,就必须要严格加强对射线检测技术的综合应用,充分发挥射线检测技术的优势。从焊接检测的实践经验来看,射线检测在封闭环境的焊接检测中最为有效。
        3.2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。鉴于大部分压力管道材料是铁磁性材料,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,在压力管道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。
        3.3超声波检测技术的应用
        超声波检测技术是一种常见的无损检测技术。超声波具有直线传播和回弹特性,可利用设备内传播和回弹对焊接结构进行综合检测,准确掌握焊接质量。超声波检测技术包括直接接触、液体浸渍和电磁。直接接触方法是使超声波探头直接接触焊接表面,并通过分析不同形式的反馈波来测试焊接质量。使用直接接触方法需要特别注意接触层上的空气排出,以确保焊接表面足够平滑,并确保超声波可以通过偶联剂更好地传递到金属中。液体浸渍法是在焊接施工表面添加一定厚度的耦合液面,避免在耦合液面保护下浪费声波能量,提高超声波发射和接收时的稳定性,提高探测效率。电磁法采用超声波传感器电磁耦合原理,在超声波干扰过多的环境中刺激和接受超声波,其探针扫描能力优于传统超声波检测方法。
        3.4全息检测
        对于机械工程焊接检测,全息检测同样是一种有效的检测技术。在具体应用过程中,主要是通过激光、回声,对机械设备内部加以全息成像,全面进行焊接部位的扫描。在扫描过程中,会直接呈现三维立体场景图,相关检测人员从中能够及时发现焊接缺陷。全息技术在焊接检测方面具有技术先进性,能够对焊接结构开展全方位、系统化的检测。三维立体场景图的呈现,更是大大提高了检测的严谨性,不仅保障了焊接检测的效率,还使得检测结果可以直接作为机械工程质量控制的依据。但是,全息技术在我国机械工程焊接检测方面未得到推广与普及,主要是在实际检测过程中,检测步骤相对较多,检测设备投入非常大,整体焊接检测成本过高,这些严重制约了该技术的应用。未来,需要加强技术改进,降低全息检测技术应用时的成本投入。
        3.5金属磁记忆检测技术
        机械工程焊接时,磁场变形问题主要通过金属磁记忆检测技术的应用来解决。金属磁记忆检测技术的应用不仅能处理机械焊接表面的缺陷,还能解决焊接结构内的各种问题,及时处理各种焊接结构的缺陷。此外,我国经济的持续发展和进步极大地促进了该部门的技术发展,导致了仪器设备的不断改革和创新,为无损检测提供了广泛的技术选择。
        3.6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。压力管道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压力管道中的检测能力。
        4.结束语
        综上所述,随着焊接检测技术的日益发展,在机械工程焊接质量的控制方面,可选择的检测技术日益增多。为提高检测结果的精准性,在检测过程中,需要结合机械工程焊接的具体情况,选择最佳的无损检测技术。从操作的经济性、便捷性等方面着手,实现焊接质量的全面评估,加强对机械工程焊接的质量控制。
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