焊接質量的超聲波無損檢測

張旭

摘要：飛機部附件修理中，對焊接質量要求十分嚴格。超聲波無損探傷檢測具有檢測距離大、檢測裝置小、便于攜帶以及檢測成本低等特點，因此超聲波無損檢測得到了廣泛應用。

關鍵詞：超聲波 ?無損探傷檢測 ?焊縫

對飛機部附件進行修理時，需要工作人員具有較高的焊接水平，并采用合適的焊接技術，有效解決附件焊接時出現的問題，包括裂縫、晶界開裂等。為提升附件的焊接質量，焊接人員應采用無損檢測技術，以快速高質量地檢測不同型號的附件。

1 超聲波探傷的運行方式和操作技術

對附件焊接質量進行檢測時，借助超聲波原理，將不同頻率的聲波發送到檢測位置。檢測位置反彈聲波后，會接收到不同振動信號的聲波，并根據聲學原理判斷附件結構內存在的質量問題。檢測過程中，由壓電晶片發出超聲波，附件受超聲波作用后，自身結構內部存在的缺陷會將超聲波形成反射波，將反射波以脈沖的形式出現在檢測設備上。此時，檢測人員可根據脈沖波形確定附件內存在缺陷的位置和規格。

目前，以超聲波為原理研制的檢測技術可分為四種。第一，穿透法。借助設備發出的脈沖波，形成持續的傳播信號作用在附件上，附件將傳播信號轉換成能量，工作人員根據能量的變化確定附件內的缺陷位置和規格。使用穿透法對附件進行檢測時，工作人員將兩個探頭放置在設備和附件上作為信號發射設備和信號接收設備。第二，脈沖反射法。工作人員通過產生的發射波檢測附件存在的缺陷。

檢測過程以缺陷回波法為主，工作人員通過儀器即可獲得相關信息。第三，共振法。通過共振法會在附件的內部形成聲波，聲波半波長為附件厚度整數倍時，儀器會顯示信號產生的共振頻率，以此確定附件內存在缺陷的位置和規格。第四，TOFD法。使用該方法，工作人員使用多個探頭將產生的聲波營造成一個檢測環境，將附件放置在該環境內，若附件結構內存在缺陷，會產生反射聲波和衍射波。

工作人員計算反射時間，并按照三角方程原理確定附件內缺陷的位置和規格。現階段，在飛機附件檢測過程中，通常會使用脈沖發射法。

2 常見缺陷波形和預防措施

2.1 氣孔缺陷的波形和預防措施

若附件出現單氣孔缺陷，此時缺陷位置產生的波形具有高度低、單縫且穩定性良好等特點。在檢測單氣孔缺陷時，需要固定探頭位置，并保證每個角度的探測方向都能獲得相同大小的發射波。若出現多個且密集的氣孔缺陷時，不同大小的氣孔會出現不同高度的發射波。此時將探頭進行定點旋轉時，反射波會出現規律性的波動情況。

引發附件出現氣孔缺陷的主要原因有三個方而。第一，工作人員使用未能充分烘干的焊接材料，且在焊接時出現藥皮脫落、焊芯銹蝕等情況。出現上述情況時，多數是由于工作人員未能精準控制焊接電流，導致電弧增長。第二，使用波動變化較大的電壓。第三，使用氣體對焊接過程進行保護時，保護氣體純度較低。

為避免附件焊接時出現氣孔缺陷，工作人員應實施以下預防措施。第一，使用未銹蝕且未出現藥皮開裂或者剝落情況的焊條。若使用生銹的焊條，需要工作人員對焊條充分除銹。第二，工作人員應充分烘干使用的焊條，并嚴格清理焊條的兩側以及坡口等位置后才能進行焊接操作。第三，工作人員應嚴格控制焊接時使用的電流、電壓，并保證焊接的速度符合焊接標準。

2.2 夾渣缺陷的波形和預防措施

附件焊接后出現點狀夾渣缺陷時，此時進行超聲波檢測，產生的回波信號會出現較低的鋸齒狀波幅。此外，在主峰附近還會出現小峰，若平移探頭，會使產生的波幅發生變化。

引發附件焊接產生夾渣的原因有：工作人員使用較小的電流，且電流通過速度較快，未能出現熔渣既完成焊接操作;工作人員未清理完成焊接的位置;使用的焊條與焊接材料接觸后，山于成分不同出現化學反應，導致焊接位置出現夾渣。

對夾渣缺陷實施的預防措施包括：工作人員應保證電流的大小保持在穩定狀態;適當提高焊接坡口角度;在焊接的準備階段，嚴格清理坡口;根據焊接材料的性質，工作人員選擇介適的焊條，并嚴格控制焊接速度。

2.3 未焊透缺陷的波形和預防措施

檢測未焊透位置時，產生的反射波幅較為穩定。若信號的反射率高，會增大波形的浮動。附件在焊接時一旦出現未焊透缺陷，會成為附件出現損壞問題的突破口，進而造成附件的整體性遭到破壞。附件在焊接時由于坡口位置預留的空間較小，且工作人員未能控制焊接速度和使用的電流，將導致焊接位置出現未焊透缺陷。工作人員應增加坡口的預留空間，選擇適合焊接的坡口角度，同時充分焊

接存在的間隙。

2.4 未熔合缺陷的波形和預防措施

對附件進行檢測時，若平移探頭，此時波形未出現較大的波動情況，而在多個角度檢測時出現不同波幅的反射信號，證明附件存在未熔合缺陷。引發焊接出現未熔合的原因主要是工作人員未能清理干凈坡口，且焊接速度較快。此外，工作人員未能精準控制焊接角度，同時未能將電流控制在穩定范圍內，也會造成焊接出現未熔合。為預防焊接出現未熔合缺陷，工作人員既要控制好電流大小，保證焊接角度，還應徹底清理坡口。

2.5 裂紋缺陷的波形和預防措施

第一，熱裂紋缺陷的波形和預防措施。引發焊接出現熱裂紋缺陷的原因主要是熔池溫度下降過快，此時焊縫整體受熱發生變化，在熱量作用下產生拉應力造成熱裂紋缺陷。工作人員實施預防措施時應按照順序進行焊接，并對焊接材料的偏折程度進行試驗，以避免熱裂縫缺陷的出現。第二，冷裂紋缺陷的波形和預防措施。焊接時出現冷裂紋，一方面是由于工作人員使用淬透性較高的焊接材料，導致材料在完成焊接后由于溫度下降產生的拉力出現冷裂紋。另一方而，工作人員未能控制焊接速度，在過快的焊接速度下，使用的氫氣滯留在焊縫中進而形成冷裂紋缺陷。工作人員實施預防措施時，應首先加熱材料，完成焊接后逐漸降低溫度。此外，有效處理縫隙中存在的氫，并且保證在正確的操作順序下完成焊接工作，以保證焊接位置的應力滿足使用標準。

3 結語

綜上所述，對于附件焊接時產生的缺陷，既需要通過嚴格的檢測處理存在的缺陷，由需要為避免缺陷再次出現，應實施有效的預防措施，以提升焊接質量。

參考文獻

[1]羅海湘.關于鋼結構探傷檢測的探討[J].城市建設理論研究（電子版），2012，（21）.