超聲無損檢測技術在金屬材料焊接的應用

曲靈智（大唐長山熱電廠，吉林松原，131109）

超聲無損檢測技術在金屬材料焊接的應用

曲靈智
（大唐長山熱電廠，吉林松原，131109）

利用超聲無損檢測技術檢測金屬材料焊接的隱藏缺陷，有效保證金屬材料的使用性能。

超聲無損檢測技術；金屬材料；焊接

0 引言

隨著社會的發展，超聲無損檢測技術在工業領域應用日益廣泛，它能夠對被測對象的內部損傷進行檢測，操作簡單、性能良好。金屬材料焊接過程中很容易產生不同損傷，為了保證生產安全，對于金屬材料的焊接點要進行嚴格的無損檢測。

1 超聲波檢測相關技術理論

1.1 超聲缺陷檢測的基本方法

目前最常使用的超聲無損檢測方法有脈沖反射法和衍射時間傳播技術。脈沖反射法的檢測原理是，通過探頭對需檢測部件內部發射脈沖波，對反射波進行觀察，分析內部缺陷，這種方法發射和接收聲波采用的是同一個超聲探頭。如果待檢測部件沒有缺陷，那么得到的圖形顯示只有兩個信號，發射脈沖與底面回波。如果待測件中存在缺陷，那么還將存在缺陷回波，對其進行分析就能完成對缺陷的評估，利用高度判斷缺陷大小，利用回波與發射脈沖的間距判斷缺陷深度。如果選擇適宜的探頭，通過脈沖反射法能夠對焊接缺陷做出靈敏的檢測。

衍射時間傳播技術在待測缺陷與檢測面呈現較大角度時非常適用。在檢測過程中，所使用的是寬聲束探頭，探頭相對焊縫對稱的成對分布，檢測區域被聲束完全覆蓋。當遇到缺陷時候，會有衍射波或反射波產生，探頭對其進行接收，通過分析確定缺陷的位置以及大小。衍射波的距離和傳播時間都由缺陷的具體情況決定，所以確定波束的延時時間就能夠計算缺陷的具體位置和尺寸。

1.2 超聲無損檢測技術的優勢

在無損檢測技術中，超聲無損檢測的地位非常重要，得到非常廣泛的應用，它能夠有效保證產品質量，為安全生產做出貢獻。超聲無損檢測技術的適用范圍較廣，在金屬、非金屬等材料檢測上都表現良好，能夠進行深層次的檢測，發現部件內部缺陷，同時對其進行準確定位，避免人力、物力的不必要浪費。超聲無損檢測技術成本較低，檢測效率高。這些優勢都是其他技術不能達到的，這項技術科技含量較高，能夠保證金屬焊接的質量，讓金屬具有更安全的使用性能。

隨著我國經濟迅速發展，石油、核電、鐵路等都發展迅猛，這些工業中所使用的大多為金屬材料，所以超聲無損檢測技術在金屬材料焊接上的應用對于這些行業都有著重要作用，金屬材料焊接情況的好壞，對產品質量起到決定性作用。在航天事業中，金屬材料焊接技術得到大量應用，如果沒有完善的檢測體系，就不能保證材料的安全性能，這不僅會影響到航天事業的發展，還會讓宇航員的生命安全受到威脅。

2 超聲無損檢測的局限性

2.1 受材料影響

目前，在金屬材料焊接檢測上沒有完美的技術，盡管超聲無損技術具有很明顯的優勢，但是它也有一定的局限性。充分認識到超聲無損檢測的局限性，能夠幫我們了解超聲無損檢測技術在金屬材料焊接中的應用，以此為根據來找到最有效的檢測方法。這項技術的應用原理就是對固體中的回聲加以利用，根據回聲的情況對缺陷進行有效判斷。但是如果金屬材料的結構較為復雜，形狀不規則，那么利用超聲無損檢測技術就不能做出準確的判斷，從而對后期的修復產生巨大影響。超聲無損檢測技術的應用對金屬材料的材質以及晶體要求都較為嚴格，有些材料用超聲監測技術不能有效檢測出其缺陷的詳細情況。如果在檢測時候不能了解具體的損傷情況，就不能制定出科學合理的解決方案。

2.2 受檢測方式影響

超聲無損檢測技術在面積檢測與體積檢測中差異較大，通過大量實踐證明，體積檢測率要低于面積檢測率，這說明在面積檢測上，超聲無損檢測技術局限性非常明顯。但是，如果面積體的裂縫隱藏較深，或者存在融合不完全的地方，超聲無損檢測的應用也會受到影響。

2.3 受人為因素影響

超聲波無損檢測技術在記錄上也存在制約性，其檢測結果無法進行真實可靠的記錄。超聲無損檢測技術的結果受人為因素影響較大，檢測人員的專業素養、專業知識等都會對檢測結果產生影響，檢測結果具有不定性。

3 金屬材料焊接中超聲無損檢測技術有效應用的具體方法

3.1 選擇合理的檢測方法

金屬材料因其晶體不同，所以金屬的材質各不相同，所以在進行金屬材料檢測工作時，要根據其特點選擇適宜的檢測方法，不能對所有的金屬材料都一概而論。在具體的檢測工作中，檢測人員要對金屬特性做深入了解，依照不同屬性的金屬設計最有效的方法來檢測金屬焊接情況。

3.2 綜合運用各種檢測方法

在對金屬焊接進行檢測時候可以采取多種檢測方法，在具體檢測工作中，可以把超聲無損檢測技術作為最主要技術，再輔以其他檢測技術。不同的檢測方法都有各自的優勢，所以對各種方法綜合使用能夠達到最佳的檢測效果。這與人類的團隊合作有異曲同工之處，每位成員發揮出自己的優勢，才能讓工作順利完成。在對檢測金屬焊接時候，檢測人員要對各種檢測方法進行分析，選擇最合適的搭配方法。超聲無損檢測技術在有些情況靈敏性較差，如果金屬中存在裂縫，或者焊接點融合不完全，利用超聲無損檢測技術很難進行檢測，這時就需要在檢測時融入其他有效檢測技術。超聲無損檢測技術的優勢顯著，具有很好的穿透性，同時又具有很高的識別性，能夠對損傷處進行準確定位，但是這項技術中存在的缺陷就需要通過其他檢測技術進行補償。所以，在金屬材料焊接檢測過程中，一定要綜合運用各種檢測技術，以達到最佳的檢測效果。

3.3 把握無損檢測的時間

金屬材料的性質都存在較大差異，同種金屬材料在不同時間進行檢測也會得到不同效果，所以在進行金屬材料焊接無損檢測時候要選擇最佳時機。根據金屬材料各自的焊接工序，在適宜的工序之后完成檢測，不能對檢測時間進行簡單的固定規定。檢測人員要想順利完成檢測工作，讓檢測能夠反映出焊接的真實情況，就一定要結合實際，根據不同材料的性能選擇最有利的檢測時間。

3.4 研究超聲無損檢測的缺陷

超聲無損檢測技術的局限性是客觀存在的，對于這一現象我們不能回避，要積極的面對，對其規律進行總結。對于缺點發生的情況，不同缺點所對應的金屬材料，這些缺點只有通過相關檢測人員在實際工作中不斷積累、摸索，才能總結出相關規律。在掌握所有超聲無損檢測技術的缺陷后才能在金屬材料焊接中有更好的使用效果，同時還能優化超聲無損檢測技術。

3.5 創新超聲無損檢測技術

隨著科技的發展，數字信號處理技術、電子技術、計算機技術都讓超聲無損檢測技術向著更完善的方向發展，使其精度、檢測效率、準確率都得到提升。在明確了如何攻克存在問題之后，就需要加緊研發腳步，對超聲無損檢測技術進行優化。這就需要我們在對超聲無損檢測技術進行理解運用的基礎上對其進行技術革新，正面對待其技術缺陷，讓超聲無損檢測技術得到更有效的運用。

3.6 加強檢測人員之間的相互交流

檢測人員在擁有一定經驗的基礎上都需要增加與從業人員的交流，對別人的既有經驗進行學習，取長補短來完善自身技能。檢測人員通過相互交流能夠對檢測方法進行總結，集各家所長，得到最有效的檢測措施，讓進行檢測的人員提高檢測正確率，得到更好的檢測效果。

4 結束語

超聲無損檢測技術在金屬材料焊接中有良好應用，它能夠發現金屬材料的內在損傷，保證產品質量，進而讓金屬產品具有更好的安全性能。由于這項技術成本低廉、使用方便，所以受到各行各業的歡迎。不斷完善超聲無損檢測技術對于行業的發展、社會的發展，都有重要意義。

[1]宋宇.基于無損探傷的超聲系統研究[D].北京交通大學，2011.

[2]沈毅.超聲無損檢測裝置的研究與設計[D].南京郵電大學，2011.

Maxim Mbed開發平臺MAX32625MBED登錄貿澤

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The application of ultrasonic nondestructive testing technique in metal material welding

Qu Lingzhi
(Datang Changshan Thermal Power Plant,Songyuan Jilin, 131109)

Using ultrasonic nondestructive testing technology to detect the hidden defects of metal welding, effectively guarantee the performance of metal materials.

Ultrasonic nondestructive testing; metal materials; welding