超聲方法鑒別鍛件與焊接構(gòu)件一例

黃婷婷，陳 磊，蘇 寧

（上海山宏實業(yè)發(fā)展有限公司，上海 201102）

某公司生產(chǎn)印刷機，印刷機輥筒為組裝件，外包加工，其中筒身兩端的兩個半軸設(shè)計為低合金鋼鍛造結(jié)構(gòu)（圖1）。后來該公司的印刷機輥筒半軸在運轉(zhuǎn)中出現(xiàn)了斷裂，從斷裂件看出，斷裂的半軸不是鍛件，而是焊接構(gòu)件（圖2），且熱套配合面較為粗糙。外包方承認，半軸不全是鍛件，而是混入了一部分焊接構(gòu)件，且有些焊接構(gòu)件與設(shè)計并不完全相同，裝配好后再精加工，使其外觀與圖紙尺寸相符。在這種情況下，印刷機制造公司委托筆者所在檢測公司對已組裝并精加工好的輥筒部件作檢測，要求查明輥筒半軸的結(jié)構(gòu)屬性。

1 構(gòu)件的超聲特征分析

待檢部件已裝配完成，不允許把半軸拆下檢測，也不允許從輥筒圓周上檢測。

從焊接結(jié)構(gòu)看，超聲檢測方法是適用的，圖2可見，有三個位置可以采集信息：① 焊接結(jié)構(gòu)的角焊縫位于（位置1），因為是非全焊透結(jié)構(gòu)，里面肯定存在未焊透缺陷，應(yīng)能檢測到，而鍛造結(jié)構(gòu)件在這里不應(yīng)有反射信號。② 焊接結(jié)構(gòu)的插入軸端存在端角反射（位置2），鍛造結(jié)構(gòu)在這里不存在端角反射。③ 如果是鍛造結(jié)構(gòu)，位置3的端角反射必定強烈，如果是焊接結(jié)構(gòu)，此處的端角反射情況有待試驗。筆者擬用檢測方法見圖3。

表1 檢測數(shù)據(jù)和結(jié)論

圖3 超聲波在二界面間傾斜往復(fù)透射

在試塊1，2間涂上耦合劑，如果在深度55 mm處能檢測到反射信號，則說明焊接構(gòu)件位置3的端角有可能提供鑒別信息。試驗表明：耦合良好的試塊1，2之界面對傾斜透射的超聲波的聲壓往復(fù)透射率影響不大，深度55 mm處的端角反射明顯。

一般來說，規(guī)范的熱套件之間應(yīng)該是過盈配合或過渡配合，軸與套之間沒有間隙或沒有明顯的間隙，局部的間隙中有熱套時殘存的油膜，超聲波是能從兩者間通過的。但若熱套操作不規(guī)范的話，熱套件之間存在較大的間隙，間隙中存在的是空氣，則超聲波不能通過。

2 檢測參數(shù)、檢測數(shù)據(jù)及結(jié)論

選用K1探頭（注：在檢測位置1，因K1探頭恰好落在R區(qū)，不好操作，故將探頭前端磨低，使實際K 值變?yōu)?.9），超聲波儀器采用PXUT－3300。時基線調(diào)節(jié)為深度1∶1，試塊為CSK－ⅡA。檢測深度范圍在90～115 mm，借用JB/T 4730.3—2005判廢線φ2 mm×40 mm＋2dB作為衡量反射信號大小的判據(jù)。檢測數(shù)據(jù)和結(jié)論見表1。

圖4 另類焊接構(gòu)件示意

檢測結(jié)論報告給委托方后，他們對部分半軸作了解剖，對我方出具的報告未提出疑義。

3 總結(jié)

（1）若檢測無未焊透反射波，無插入軸端角反射波，有位置3處端角反射波，則判定為鍛件。

（2）只要在未焊透位置上有反射波，當量在φ2 mm×40 mm＋2 dB以上，就可認定是焊接結(jié)構(gòu)。此時，若還存在插入軸端角反射波、不存在外端角反射波，則證據(jù)更為充分。

（3）不存在位置3的外端角反射可判為焊接結(jié)構(gòu)；反之，存在位置3的外端角反射時，不可就此認定是鍛件。因為配合間隙小的焊接結(jié)構(gòu)也存在外端角反射。

（4）不能以焊縫位置是否存在一般焊接缺陷作為鑒別判據(jù)，因為焊接缺陷不一定產(chǎn)生，缺陷當量也不一定大。