超聲檢測技術在金屬材料焊接成型中的應用

陳文瑋

（濱州學院， 山東 濱州 256600）

在社會發展需求不斷升級的今天，各種各樣的高新科技如同雨后春筍般紛紛涌現，超聲無損檢測技術正是其中比較具有代表性的一種技術，它能夠在許多特殊結構的內部質量檢測當中發揮作用。而金屬材料焊接成型技術更是在人們的日常生活中以及工業化生產中占據著重要地位，保證了我國金屬加工業的順利發展。利用超聲無損檢測技術對金屬材料焊接成型進行檢測，具有一定的積極作用。

1 超聲無損檢測技術概述

目前，世界經濟一體化已經成為必然趨勢，中國也逐漸參與到世界經濟發展過程中，而為了保證我國經濟實體及產品服務的競爭力，技術人員始終走在技術研發、技術應用的探索之路上，確實也取得了許多意料之外的成果，超聲無損檢測技術正是在這種情況下出現，并迅速得到人們的認可和關注。從實際情況來看，超聲無損檢測技術具有一定的應用價值，能夠在準確、無傷的條件下確定被檢測結構是否存在質量缺陷，經過一段時間的發展以后，已經與金屬材料焊接成型技術緊密融合，在保證金屬材料焊接成型質量方面發揮了積極作用[1]。具體來說，其擁有以下優勢:首先，應用超聲無損檢測技術對金屬材料焊接情況進行檢查，不會導致金屬材料的損壞，即所有檢測過程都可以在無傷情況下進行，設備可自動識別金屬焊接成型部位是否存在質量缺陷等，這就解決了過去只能破拆后進行檢查的問題。其次，超聲無損檢測技術的應用價值還在于其擁有十分突出的檢測效率，根據技術人員實際應用情況來看，利用超聲無損檢測技術檢查金屬材料焊接成型部位是否存在質量問題，往往能取得比較可觀的應用效果，該位置存在的松動、塌陷等質量問題，都能第一時間被識別出來，避免這些質量隱患給材料的后續應用帶來嚴重負面影響。最后，超聲無損檢測技術應用還具有普適性非常高的優勢，它能夠在金屬材料焊接成型的病害檢測中發揮作用，而不受到環境、時間的限制，因此實際應用價值值得關注。

2 超聲檢測技術在金屬材料焊接成型中的應用

2.1 檢測金屬材料的材質缺陷

金屬焊接成型的主要對象是金屬材料，而金屬材料本身的材質是否符合焊接標準，直接決定了焊接成型的結果以及金屬部件后續的實用性能等，在正式進行金屬材料焊接成型之前，工作人員可借助超聲無損檢測技術檢查金屬材料的材質等，判斷其是否符合本次焊接施工的要求，確定其中是否存在肉眼不可察的質量隱患，確保焊接后的金屬部件能夠長時間保持應用價值[2]。另外，在借助超聲無損檢測技術確定金屬材料性能職能上，還可以據此選擇最佳的金屬焊接工藝，從而達到保障金屬焊接的操作效率以及焊接質量的效果。根據實際工作經驗來看，超聲無損檢測技術還能夠有效檢出金屬材料的均勻性問題和內部雜質等，工作人員可在發現金屬材料不均勻的情況下，在焊接操作中適當增加焊料，從而確保焊接位置能夠牢固地結合在一起，降低發生銜接不嚴密等問題的幾率。除此之外，目前有一小部分金屬材料的供貨商為了獲得更多利潤，會刻意將不合格的金屬材料和合格的金屬材料交替混合出售，這使得金屬構件加工后的質量高低不一，不符合工業化生產和日常生活需求，甚至可能給加工企業帶來巨大的經濟損失，而利用超聲無損檢測技術對金屬材料的材質進行細致檢查，則能夠徹底規避這一風險，避免因材料材質問題而導致的加工效果問題[3]。

2.2 檢測金屬焊接中存在的宏觀缺陷

金屬焊接成型工藝有一定的復雜性，金屬材料在高溫條件下會發生物理變化，但是在工藝技術不到位的情況下，金屬材料焊接位置的厚度、結構形狀等就可能發生意料之外的變化，而這些質量問題可以稱之為宏觀缺陷（見下頁圖1—圖3），如果不能及時發展并有效地解決這些宏觀缺陷，就可能導致金屬構件在后續使用中出現質量問題，造成安全事故和經濟損失。在實際的金屬材料焊接成型中，受到高溫條件的影響，一些金屬材料會融化并影響到金屬構件的預計尺寸，同時還有一些焊料可能會從焊縫位置流向其他位置，給金屬材料的加工帶來不利影響。利用超聲無損檢測技術對這種宏觀缺陷進行檢查，能夠取得比人工檢查更加可觀的檢測效果，檢測的速度也更快，工作人員可以在超聲無損檢測技術的支持下，第一時間發現焊接成型部位的質量問題，并對不能修復病害的金屬構件作報廢處理，從根本上規避不必要的質量風險。特別需要提到的是，相比于傳統的檢測技術而言，超聲無損檢測技術往往具有更加直觀的檢測效果，工作人員可直接確定焊接病害所在位置，并及時采取措施進行處理[4]。

圖1 金屬焊接缺陷

圖2 金屬焊接缺陷

圖3 金屬焊接缺陷

2.3 檢測金屬焊接中存在的微觀缺陷

超聲無損檢測技術的應用價值不容忽視，除了在金屬材料材質檢測、金屬材料宏觀缺陷檢測方面能夠發揮作用之外，它還能在一些不容易被發現的、比較細微的微觀缺陷檢測中扮演重要角色。結合金屬材料焊接成型的實際經驗來看，所謂的微觀缺陷一般是焊接工藝不到位、技術人員操作不合理等造成的，一些焊接人員由于缺乏豐富的工作經驗、沒有專業化培訓背景等原因，并不能在進行金屬材料焊接成型的過程中合理控制溫度以及環境狀態等，這就可能會給金屬材料焊接效果造成影響[5]。如在進行金屬材料焊接成型的過程中，工作人員需要利用高溫對焊接位置進行加熱并利用焊料等進行連接，但是這并不意味著可以無限升高焊接溫度，過高的溫度可能會讓金屬材料除焊縫以外的位置發生融化，進而影響到焊接成型的效果。因此工作人員需要在保證焊接效果的基礎上，對焊接位置溫度進行合理控制，但是在控制不當的情況下，就可能導致細微的微觀缺陷。目前我國的金屬材料焊接成型技術已經比較完善，精密金屬加工業也越來越成熟，在加工精密的金屬零部件的時候，工作人員往往需要通過對氧氣的供應量進行控制等方法，確保焊接位置的成型效果，一旦氧氣量控制不到位，就可能出現微觀質量缺陷，進而給金屬材料精密加工效果造成不利影響。利用超聲無損檢測技術對上述兩方面原因導致的微觀缺陷進行檢測，往往能夠及時發現其中存在的細小質量問題，第一時間進行修復和調整，在保證檢測準確度的基礎上，確保金屬材料焊接成型效果。

3 結語

超聲無損檢測技術是高新技術不斷更新換代的產物，經過一段時間的探索和研究之后發現，超聲無損檢測技術和金屬材料焊接成型工藝的結合，能夠切實提升金屬材料焊接成型的質量水平。工作人員可通過超聲無損檢測技術及時識別金屬材料材質上的問題、焊接位置的宏觀及微觀缺陷等，相比于傳統的檢測技術，超聲無損檢測技術的檢測準確度顯然更加可觀，檢測效率也更加突出，因此在今后的發展中應進一步加強對超聲檢測技術與金屬材料焊接成型的研究。