焊接工藝——焊接質量檢驗
時間：2022-09-04關注：
焊接質量檢驗是保證焊接產品質量的重要措施，是及時發現、消除缺陷并防止缺陷重復出現的重要手段。焊接質量檢驗自始至終貫穿于焊接結構的制造過程中。
一、焊接質量檢驗的過程和分類
焊接質量檢驗過程由焊前檢驗、焊接過程中的檢驗和焊后成品檢驗三個階段組成。完整的焊接質量檢驗能保證不合格的原材料不投產，不合格的零件不組裝，不合格的組裝不焊接，不合格的焊縫必返修，不合格的產品不出廠，層層把住質量關。
1.焊前檢驗
焊前檢驗是焊接質量檢驗的第一個階段，包括檢驗焊接產品圖樣和焊接工藝規程等技術文件是否齊備；檢驗母材及焊條、焊絲、焊劑、保護氣體等焊接材料是否符合設計及工藝規程的要求；檢驗焊接坡口的加工
質量和焊接接頭的裝配質量是否符合圖樣要求；檢驗焊接設備及其輔助工具是否完好，檢驗焊工是否具有上崗資格等內容。焊前檢驗的目的是預先防止和減少焊接時產生缺陷的可能性。
2.焊接過程中的檢驗
焊接過程中的檢驗是焊接質量檢驗的第二個階段，它包括檢驗在焊接過程中焊接設備的運行情況是否正常、焊接工藝參數是否正確；焊接夾具在焊接過程中的夾緊情況是否牢固以及多層焊過程中對夾渣、氣孔、未焊透等缺陷的自檢等。焊接過程中檢驗的目的是防止缺陷的形成和及時發現缺陷。
3.焊后成品檢驗
焊后成品檢驗是焊接質量檢驗的最后階段，它通常在全部焊接工作完畢（包括焊后熱處理）,將焊縫清理干凈后進行。
焊接檢驗的方法很多，可分為無損檢驗和破壞性檢驗兩類，其具體分類如圖1214所示。通常所指的焊接質量檢驗主要是指焊后成品檢驗。至于具體產品檢驗方法的選用，應根據產品的使用條件和圖樣的技術要求進行。
二、無損檢驗
無損檢驗是指不損壞被檢查材料或成品的性能和完整性而檢測缺陷的方法。它包括外觀檢驗、密封性檢驗、耐壓試驗、無損探傷（滲透探傷、磁粉探傷、超聲波探傷、射線探傷）等。
1.外觀檢驗
外觀檢驗是一種簡便而又實用的檢驗方法。
它是用肉眼或借助于標準樣板、焊縫檢驗尺、量具或用低倍（5倍）放大鏡觀察焊件，以發現焊縫表面缺陷的方法。外觀檢驗的主要目的是為了發現焊接接頭的表面缺陷，如焊縫的表面氣孔、表面裂紋、咬邊、焊瘤、燒穿及焊縫尺寸偏差、焊縫成形等。檢驗前須將焊縫附近10——20mm內的飛濺和污物清除干凈。焊縫檢驗尺用法舉例如圖12-15所示。
2.密封性檢驗
密封性檢驗是用來檢查有無漏水、漏氣和滲油、漏油等現象的試驗。密封性檢驗的方法很多，常用的方法有氣密性檢驗、煤油試驗等。主要用來檢驗焊接管道、盛器、密閉容器上焊縫或接頭是否存在不致密缺陷等。
(1)氣密性檢驗 常用的氣密性檢驗是將遠低于容器工作壓力的壓縮空氣壓入容器，利用容器內外氣體的壓力差來檢查有無泄漏的。檢驗時，在焊縫外表面涂上肥皂水，當焊接接頭有穿透性缺陷時，氣體就會逸出，肥皂水就有氣泡出現而顯示缺陷。這種檢驗方法常用于受壓容器接管、加強圈的焊縫。
若在被試容器中通入含1%(體積分數）氨氣的混合氣體來代替壓縮空氣效果更好。這時應在容器的外壁焊縫表面貼上一條比焊縫略寬、用含5%硝酸汞的水溶液浸過的紙帶。若焊縫或熱影響區有泄漏，氨氣就會透過這些地方與硝酸汞溶液起化學反應，交流處試驗紙呈現出黑色斑紋，從而顯示出表始所在。這種方法比較準確、迅速，同時在低溫下檢查焊縫的密封性。
(2)煤油試驗 在焊縫表面（包括熱影將區部分）涂上石灰水溶液，干燥后便呈白色。再在焊縫的另一面涂上煤油。由于煤油滲透力較強，當焊縫及熱影響區存在貫穿性缺陷時，煤油就能透過去，使涂有石灰水的一面顯示出明顯的油斑，從而顯示缺陷所煤油試驗的持續時間與焊件板厚、缺陷大小及煤油量有關，一般為15-20min,如果在規定時間內，焊縫表面未顯現油班，可認為焊縫密封性合格。
3.耐壓檢驗
耐壓檢驗是將水、油、氣等充入容器內慢慢加壓，以檢查其泄漏、耐壓、破壞等的試驗。常用的耐壓試驗有水壓試驗、氣壓試
(1)水壓試驗 水壓試驗主要用來對鍋爐、壓力容器和管道的整體致密性和強度進行檢驗。
試驗時，將容器注滿水，密封各接管及開孔，并用試壓泵向容器內加壓，
試驗壓力一般為產品工作壓力的1.25——
1.5倍，試驗溫度一般高于5℃（低碳鋼）。在升壓過程中，應按規定逐級上升，中間作短暫停壓，當壓力達到試驗壓力后，應恒壓一定時間，一般為10——30min,隨后再將壓力緩慢降至產品的工作壓力。這時在沿焊縫
邊緣15——20mm的地方，用國頭小抽輕輕角擊檢查，當發現焊縫有水珠、水露或有溶濕現象時，應標記出來，待容器卻壓后作退修處理，直至產品水壓試驗合格為止。
(2)氣壓試驗、氣壓試驗和水壓試驗樣，是檢驗在壓力下工作的焊接容器和管道的焊建效密性和強度、氣壓試驗比水壓試驗更為靈敏和迅速，但氣壓試驗的危險性比水壓試驗大。試驗時，先將氣體（常用壓縮空氣）加壓至試驗壓力的10%,保持5-10min,并將肥皂水除至焊建上進行初次檢查，如無濃漏，繼續升壓至試驗壓力的50%,其后按10%的級差升壓至試驗壓力并保持10-30min,然后再降到工作壓力，至少保持30min并進行檢驗，直至合格。
由于氣體須經較大的壓縮比才能達到一定的高壓，如果一定高壓的氣體突然降壓，其體積將突然肺脹，其釋放出來的能量是很大的。若這種情況出現在進行氣壓試驗的容器上，實際上就是出現了非正常的爆破，后果是不堪設想的。因此，氣壓試驗時必須嚴格遵守安全技術操作規程。
4.無損探傷
無損探傷是檢驗焊縫質量的有效方法，主要包括滲透探傷、磁粉探傷、射線探傷、超聲波探傷等。其中射線探傷、超聲波探傷適合于焊縫內部缺陷的檢驗，滲透探傷、磁粉探傷則適合于焊縫表面缺陷的檢驗。無損探傷已在重要的焊接結構中得到了廣泛使用。
(1)滲透探傷 滲透探傷是利用帶有熒光染料（熒光法）或紅色染料（著色法）的滲透劑的滲透作用，顯示缺陷痕跡的無損檢驗法，它可用來檢驗鐵磁性和非鐵磁性材料的表面缺陷，但多用作非鐵磁性材料焊件的檢驗，滲透探傷有熒光探傷和著色探傷兩種方法。
1)熒光探傷 檢驗時，先將被檢驗的
焊件浸漬在具有很強滲透能力的有熒光粉的
邊緣15——20mm的地方，用國頭小抽輕輕角擊檢查，當發現焊縫有水珠、水露或有溶濕現象時，應標記出來，待容器卻壓后作退修處理，直至產品水壓試驗合格為止。
(2)氣壓試驗、氣壓試驗和水壓試驗樣，是檢驗在壓力下工作的焊接容器和管道的焊建效密性和強度、氣壓試驗比水壓試驗更為靈敏和迅速，但氣壓試驗的危險性比水壓試驗大。試驗時，先將氣體（常用壓縮空氣）加壓至試驗壓力的10%,保持5-10min,并將肥皂水除至焊建上進行初次檢查，如無濃漏，繼續升壓至試驗壓力的50%,其后按10%的級差升壓至試驗壓力并保持10-30min,然后再降到工作壓力，至少保持30min并進行檢驗，直至合格。
由于氣體須經較大的壓縮比才能達到一定的高壓，如果一定高壓的氣體突然降壓，其體積將突然肺脹，其釋放出來的能量是很大的。若這種情況出現在進行氣壓試驗的容器上，實際上就是出現了非正常的爆破，后果是不堪設想的。因此，氣壓試驗時必須嚴格遵守安全技術操作規程。
4.無損探傷
無損探傷是檢驗焊縫質量的有效方法，主要包括滲透探傷、磁粉探傷、射線探傷、超聲波探傷等。其中射線探傷、超聲波探傷適合于焊縫內部缺陷的檢驗，滲透探傷、磁粉探傷則適合于焊縫表面缺陷的檢驗。無損探傷已在重要的焊接結構中得到了廣泛使用。
(1)滲透探傷 滲透探傷是利用帶有熒光染料（熒光法）或紅色染料（著色法）的滲透劑的滲透作用，顯示缺陷痕跡的無損檢驗法，它可用來檢驗鐵磁性和非鐵磁性材料的表面缺陷，但多用作非鐵磁性材料焊件的檢驗，滲透探傷有熒光探傷和著色探傷兩種方法。
1)熒光探傷 檢驗時，先將被檢驗的
焊件浸漬在具有很強滲透能力的有熒光粉的
油液中，使油液能滲入細微的表面缺陷，然后將焊件表面清除干凈，再微上顯像粉(MgO)。此時，在暗室內的紫外線照射下，殘留在表面缺陷內的熒光液就會發光（顯像粉本身不發光，可增強熒光液發光）,從而顯示了缺陷的痕跡，熒光探傷示意圖如圖12-17所示。
圖12-17 熒光探傷
1一蒙外線元源 2-鍵光板 ）一緊外線4一被檢驗件件 5-充滿炎光物質的缺角2)著色探傷 著色探傷的原理與熒光
探傷相似，不同之處只是著色探傷是用著色劑來取代熒光液而顯現缺陷。
檢驗時，將擦干凈的焊件表面涂上一層紅色的流動性和滲透性良好的著色劑，使其滲入到焊鍵表面的細微缺陷中，隨后將焊件表面擦凈并涂以顯像粉，浸入缺陷的著色劑遇到顯像粉，便會顯現出缺陷的痕跡，從而確定缺陷的位置和形狀。
著色探傷的靈敏度較熒光探傷高，操作也較方便。
(2)磁粉探傷 磁粉探傷是利用在強磁場中，鐵磁性材料表面缺陷產生的漏磁場吸附磁粉的現象而進行的無損檢驗方法。磁粉探傷僅使用于檢驗鐵磁性材料的表面和近表面缺陷。
檢驗時，首先將焊縫兩側充磁，焊縫中便有磁感應線通過。若焊縫中沒有缺陷，材料分布均勻，則磁感應線的分布是均勻的。當焊縫中有氣孔、夾渣、裂紋等缺陷時，則磁感應線因各段磁阻不同而產生彎曲，磁感應線將繞過磁阻較大的缺陷。如果缺陷位于得建去面或接近表面，則磁感應線不僅在焊鍵內厚彎曲，而且將穿過焊鍵表面形成漏誠，在缺陷兩端形成新的S極、N極產生漏磁場，如圖12-18所示，當焊建表面微有甜性粉末時，漏磁場就會吸引磁粉，在有缺箱的地方形成磁粉堆積，探傷時就可根據磁粉堆積的圖形情況等來判斷缺陷的形狀、大小和位置。避粉探傷時，磁感應線的方向與缺陷的相對位置十分重要。如果缺陷長度方向與磁感應線平行則缺陷不易顯露，如果磁感應線方向與缺陷長度方向垂直時，則缺陷最易顯露。因此，磁粉探傷時，必須從兩個以上不同的方向進行充磁檢測
磁粉探傷有干法和濕法兩種。干法是當焊縫充磁后，在焊縫處撒上干燥的磁粉；濕法則是在充磁的焊縫表面涂上磁粉的混濁液。
(3)超聲波探傷 利用超聲波探測材料內部缺陷的無損檢驗法稱超聲波探傷。它是利用超聲波（即頻率超過20kHz,人耳聽不見的高頻率聲波）在金屬內部直線傳播時，遇到兩種介質的界面會發生反射和折射的原理來檢驗焊縫缺陷的。
檢驗時，超聲波由工件表面傳入，并在工件內部傳播。超聲波在遇到工件表面、內部缺陷和工件的底面時，均會反射回到探頭，由探頭將超聲波轉變成電信號，并在示
發器炎光屏上出現三個脈沖信號：始脈沖(工件表面反射波信號）、缺陷脈沖、底脈中（工件底面反射波信號）,如圖12-19a所示。由缺陷脈沖與始脈沖及底脈沖間的距離，可知缺陷的深度，并由缺陷脈沖信號的高度可確定缺陷的大小。由于焊縫表面不平，不能用直探頭探傷，一般采用斜探頭探傷。圖12-19b是用斜探頭探傷的原理圖，當探頭在M位置時，超聲波沒有遇到缺陷，傳播到工件底面K處后，引起反射，但不能反射回來，探頭接收不到反射波，所以熒光屏上，只有始脈沖a,但探頭移到N處后，超聲波碰到缺陷c就被反射回來，探頭接收后，在熒光屏上就出現缺陷脈沖c。
超聲波探傷具有靈敏度高，操作靈活方便，探傷周期短、成本低、安全等優點。缺點是要求焊件表面粗糙度低（光滑）,對缺陷性質的辨別能力差，且沒有直觀性，較難測量缺陷真實尺寸，判斷不夠準確，對操作人員要求較高。
(4)射線探傷 射線探傷是采用X射線
或y射線照射焊接接頭，檢查內部缺陷的種無損檢測法。它可以顯示出缺陷在焊縫內部的種類、形狀、位置和大小，并可作永久記錄。目前X射線探傷應用較多，一般只應用在重要焊接結構上。
1)射線探傷的原理 它是利用射線透
過物體并使照相底片感光的性能來進行焊接檢驗。當射線通過被檢驗焊縫時，在缺陷處和無缺陷處被吸收的程度不同，使得射線透過接頭后，射線強度的衰減有明顯差異，在膠片上相應部位的感光程度也不一樣。圖12-20所示為X射線探傷的示意圖，當射線通過缺陷時，由于被吸收較少，穿出缺陷的射線強度大（J.>J.),對軟片（底片）感光較強，沖洗后的底片，在缺陷處顏色就較深。無缺陷處則底片感光較弱，沖洗后顏色較淡。通過對底片上影像的觀察、分析，便能發現焊縫內有無缺陷及缺陷的種類、大小與分布。
焊縫在進行射線檢驗之前，必須進行表面檢查，表面上存在的不規則程度，應不妨礙對底片上缺陷的辨認，否則事先應加以整修。
2)射線探傷時缺陷的識別與評定 用
X射線和y射線對焊縫進行檢驗，一般只應用在重要結構上。這種檢驗由專業人員進行，但作為焊工應具備一定的評定焊縫底片的知識，以及能夠正確判定缺陷的種類和部位，做好返修工作。經射線照射后，在底片上一條淡色影像即是焊縫，在焊縫部位中顯示的深色條紋或斑點就是焊接缺陷，其尺寸、形狀與焊縫內部實際存在的缺陷相當。圖12-21所示為幾種常見焊接缺陷在底片中顯示的典型影像。表12-1為常見焊接缺陷的影像特征。
射線探傷焊縫質量的評定，可按國家標準GB3323-87的規定進行。按此標準，焊縫質量分為四級：I級焊縫內不應有裂紋、
未熔合、未焊透、條狀夾渣；Ⅱ級焊縫內不應有裂紋、未熔合、未焊透；Ⅲ級焊縫內不應有裂紋、未熔合及雙面焊和加墊板的單面焊中的未焊透，不加墊板的單面焊中的未焊透允許長度與條狀夾渣Ⅲ級評定長度相同。焊縫缺陷超過Ⅲ級者為Ⅳ級。同時，在標準中，將缺陷長寬比小于或等于3的缺陷定義為圓形缺陷，包括氣孔、夾渣和夾鴿。圓形缺陷用評定區進行評定，將缺陷換算成計算點數，再按點數確定缺陷分級，評定區應選在缺陷最嚴重的部位。將焊縫缺陷長寬比大于3的夾渣定義為條狀夾渣，圓形缺陷分級和條狀夾渣分級詳見國標GB3323-87。表2-2對常用無損探傷檢驗方法進行了對比。
滇ICP備2020008993號
