機械工程中的焊接無損檢測技術

劉琪

摘? 要： 由于機械工程的特殊性，在項目實施過程中必然使用焊接工藝。機械工程對于焊接質量有著較高標準，焊接不到位可能會造成嚴重的質量 和安全問題。為減少機械工程中焊接質量缺陷問題，工程企業往往會應用無損檢測技術來檢測焊接質量，評估焊接效果是否符合相應標準。分析在機械 工程焊接中無損檢測技術的具體應用，對于提高焊接質量具有一定指導意義。

關鍵詞： 無損檢測;方法;機械焊接結構

引言

在機械工程中，需要通過加熱、加壓等焊接操作對機械設備的相應部 位進行處理，使工件有效接合。雖然當前的焊接工藝技術已經十分成熟， 但是機械設備自身可能存在內部結構缺陷，在焊接操作中由于人員操作 不當也會產生質量缺陷，這些都必須借助焊接無損檢測技術對缺陷進行處 理，以提高焊接質量。

1 在機械工程中焊接無損檢測的重要意義

對于我國傳統的機械工程的焊接結構來說，相應的檢測人員主要是通 過肉眼觀察或者是破壞性的方式來對焊接結構進行質量檢測，這樣的檢測 方式不僅僅要求檢測人員有較強的專業檢測能力，同時還會導致一些焊接 結構在檢測過程中被破壞，特別是對于破壞性的驗證方式，會對整個焊接 結構造成較大的損傷，同時也需要較長時間來進行準備工作。

2 機械工程焊接操作中的常見缺陷

根據機械設備部件缺陷的大小和位置不同，可以分為宏觀缺陷、微 觀缺陷以及內部結構缺陷。宏觀缺陷是指機械部件表面肉眼可見的明顯缺 陷，無需借助專業的儀器設備就能發現問題，比如焊接穿孔、焊瘤、咬邊 問題等。焊接穿孔是由焊接人員操作不當引起的，如焊接工藝參數設置不 當，導致焊接深度和力度過大，在焊接部位直接穿孔;焊瘤是由于焊接母 材加熱不足，導致溶液流出，冷卻形成球狀固體，這大多是由于焊接人員 操作不當引起，也可能是設備部件接觸不良所導致;咬邊問題是由焊接操 作不當導致焊道與母材交接處形成不規則凹坑，不僅影響焊接結構的美觀 性，還會大大降低焊接強度。微觀缺陷是指需要借助專業儀器設備才能檢 測出的問題，由于焊接過程操作不當導致焊接結構不穩定。如果焊接過程 中過熱、過燒，會導致焊接溶液粒子過大，或焊接處與空氣發生氧化反 應，出現未焊透、未熔合、夾渣、裂紋等問題。如果焊接過程中沒有充分 熔化焊接材料且分布不均勻，可能出現小氣泡等。未焊透是焊接接頭根部 沒有完全熔透，引發的原因在于坡口鈍邊間隙太小，焊接電流過小，或運 條速度過快等。夾渣是在焊接過程中產生的殘留雜質，主要是由于焊接電 流過小、焊接速度過快、焊接材料成分不當、焊縫清理不干凈等原因造 成。除了焊接操作不當引起的缺陷外，機械設備本身的內部結構缺陷也不 容忽視。由于機械設備部件內部結構存在缺陷，可能在焊接操作中誘發很 多問題，如造成穿孔、焊瘤、夾渣、裂紋等缺陷。機械部件內部的缺陷無 法通過人工目測獲取，需要借助無損檢測技術在焊接操作前進行檢測分 析，了解待焊接部件的內部情況，便于焊接工藝參數的調整和優化，以保 障焊接質量[1]。

3 機械工程中焊接結構的無損檢測技術分析

3.1? 超聲波檢測技術的應用

超聲波檢測技術是一種常見的無損檢測技術，利用檢測設備探頭的高 速震動可以產生高達18 000 Hz以上的超聲波， 通過超聲波的投送和回收對 焊接結構進行系統化分析，可以準確探測出焊接點內部存在的缺陷。超聲 波具有直線傳播和回彈的特性，利用超聲波在設備內部的傳播和回彈，可 以對焊接結構進行全方位檢測，準確掌握焊接質量情況。超聲波檢測技術 的應用包括直接接觸法、液體浸潤法和電磁法等。直接接觸法是將超聲波 探頭與焊接表面直接接觸，通過分析反饋波形的不同來檢測焊接質量。使 用直接接觸法需要注意排凈接觸層上的空氣，確保焊接表面足夠平滑，可 以使用耦合劑來確保超聲波在金屬中能更好地傳遞。液體浸潤法是在焊接 件表面添加一定厚度的耦合液面，在耦合液保護下避免聲能的浪費，可以 提高超聲波發射和接收過程中的穩定性，提高檢測效率。電磁法是在超聲 波干擾因素過多的環境下，利用超聲傳感器的電磁耦合原理，激勵和接受 超聲波，和傳統的超聲波檢測方法相比，其探頭掃描能力更強，采用非接 觸式檢測方式，適用于高溫或低溫等傳統檢測方法難以發揮的特殊環境，降低測量誤差[2]。

3.2? 射線檢測技術的應用

在機械工程焊接作業中，機械設備焊接結構十分復雜，需要對內部情 況進行全方位的檢測。射線檢測技術的原理是利用激光等射線的特點和優 勢，能夠對焊接點的內部結構進行直觀成像，從而對焊接情況進行系統化 分析計算。借助射線檢測技術，可以了解焊接點的整體質量情況，確定焊 接點位置、形狀等，保障焊接質量滿足作業要求。較難以記錄檢測數據， 因此很難控制對以往檢測結果的追溯性。

3.3? 全息檢測

對于機械工程焊接檢測，全息檢測同樣是一種有效的檢測技術。在具 體應用過程中，主要是通過激光、回聲，對機械設備內部加以全息成像， 全面進行焊接部位的掃描。在掃描過程中，會直接呈現三維立體場景圖， 相關檢測人員從中能夠及時發現焊接缺陷。全息技術在焊接檢測方面具有 技術先進性，能夠對焊接結構開展全方位、系統化的檢測。三維立體場景 圖的呈現，更是大大提高了檢測的嚴謹性，不僅保障了焊接檢測的效率， 還使得檢測結果可以直接作為機械工程質量控制的依據[5]。但是，全息技 術在我國機械工程焊接檢測方面未得到推廣與普及，主要是在實際檢測過 程中，檢測步驟相對較多，檢測設備投入非常大，整體焊接檢測成本過 高，這些嚴重制約了該技術的應用。未來，需要加強技術改進，降低全息 檢測技術應用時的成本投入[3]。

3.4? 金屬磁記憶檢測技術

在進行機械工程焊接時，主要通過應用金屬磁記憶檢測技術來處理磁 場中的變形問題。應用金屬磁記憶檢測技術不僅可以處理機械焊接表面的 缺陷問題，還可解決焊接結構內部的各類問題，對焊接結構的各類缺陷及 時解決處理。另一方面，我國經濟不斷發展和進步在很大程度上促進了該 行業技術方面的發展，因此有關的儀器裝置也在不斷的改革和創新，使得 在進行無損檢測過程中所用的技術有了多種的選擇。

3.5? 滲透檢測

滲透檢測與其他焊接檢測技術相比，操作更為便捷。在具體焊接檢測 過程中，在焊接部位涂抹一定的滲透液，隨后根據滲透的方式進行焊接部 位滲透性、密度等分析，根據結果綜合評估焊接質量。但是，在滲透檢測 技術應用過程中，極易受到外部條件的干擾。當一些外部環境出現明顯變 化后，滲透檢測工作就難以順利進行，檢測結果也與實際存在較大差異。 在特定的檢測場景與條件下，滲透檢測技術具有靈活性與便捷性。例如， 如果焊接工作受到外部條件的影響，存在裂紋或者縫隙，涂抹滲透液后就 能夠明顯地表現出質量缺陷，對于焊接氣密性的檢測十分方便。

結語： 綜上所述，機械工程中的焊接作業質量需要借助無損檢測技術 確保其焊接質量達到預期目標。通過合理運用各種無損檢測技術，可以解 決機械工程焊接作業中的諸多難題，提高焊接作業質量，保障機械設備的 穩定運行。在無損檢測技術的應用過程中，需要結合實際工作需要，準確 把握不同檢測技術的優缺點，綜合考量適用范圍、精確度、經濟性、便捷 性等方面因素，合理選擇，科學運用，以便及時發現和處理焊接缺陷，提升焊接質量。

參考文獻：

[1]方雁. 淺析無損檢測技術在機械焊接結構中的運用[J].山東工業技術， 2021（15）：13.

[2]梁海松.無損檢測技術在機械焊接結構件缺陷檢測中的應用分析[J].商品 與質量，2019（1）：23.

[3]韓海軍.無損檢測技術在機械焊接結構中的應用[J].山西冶金，2020（4）：76-77.

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