论文部分内容阅读
【摘要】零件焊接成成品后的检验方法有破坏性检验方法和非破坏性检验方法，本文主要研究零件焊接非破坏性检验方法，外观检验，致密性检验，磁粉检验，X射线及γ射线检验等。
【关键词】外观检验；致密性检验；磁粉检验；射线检验
Inspection of parts welding quality
Han Jian-li，Li Ai-guo，Xing Bang-xue
（Army Corps of EngineersDalianLiaoning116000）
【Abstract】The non-destructive testing methods， appearance inspection， denseness test， magnetic particle inspection， X-ray and γ-ray inspection of the parts are mainly studied in this paper.
【Key words】Appearance inspection；Compactness test；Magnetic particle inspection；Ray inspection
在整个焊接结构生产中，检验工作占着相当重要的地位，尤其对电弧焊接来说，更具有重要的意义，这是因为目前使用电弧焊所得到的焊缝质量，尚未能达到足够的稳定性。如果焊缝是使用在重要的结构上，承受较大的外力时，焊缝质量的检验就显得更为重要，只有通过必要的焊缝检验，才能对焊缝作出可靠的结论，看其是否符合所规定的技术要求和保证结构使用的安全可靠。零件焊接成成品后的检验方法有破坏性检验方法和非破坏性检验方法，本文主要研究零件焊接非破坏性检验方法，外观检验，致密性检验，磁粉检验，X射线及γ射线检验等。
1. 外观检验
这种检验方法一般以肉眼观察为主，有时也可利用5～20倍的放大镜。采用这种检验方法的目的是为了发现焊缝的咬边、外部气孔、裂缝、弧坑、焊瘤等。采用这种检验方法的另一目的是测定焊缝的外表尺寸。
2. 致密性检验
各种贮存液体或气体用的容器及压力容器，如锅炉、管道等，要进行焊缝的致密性试验。根据对产品的具体要求有时除进行致密性试验外，还要进行水压强度试验。焊缝的致密性检验常采用水压试验、气压试验或煤油试验三种方法。
（1）水压试验。这种方法用来检验焊缝的致密性和强度。试验方法有两种：一种是用水把容器灌满，并堵塞好容器上的一切孔和眼，用水泵把容器内水压提高，根据有关的技术标准提高到工作压力的1.25～1.5倍进行强度试验。在此压力下持续一段时间，然后把压力降至容器工作压力，进行致密性试验。此时检验人员用重量为1～1.5公斤左右的圆头小锤在距焊缝15～20毫米处沿焊缝方向轻轻敲打。若发现焊缝上有水滴或细水纹出现，则表明焊缝不致密。另一种水压试验是用于容器的致密性试验，可用水将容器灌满或部分灌水，不附加压力来检验焊缝的致密性。
（2）气压试验。对于某些管子或小型受压容器，常采用气压试验。试验时将压缩空气通入容器内，在焊缝表面涂抹肥皂水，当焊缝中有穿透性缺陷时，容器内的气体就会从这些缺陷中逸出，使肥皂水起泡，此处即为缺陷所在。在气压试验中还有一种氨气试验，这种检验方法是在容器内通入含有10%氨的气体，并在容器的外壁焊缝处贴上一条比焊缝略宽的硝酸汞溶液的试纸，若该容器某处的焊缝有漏泄，则氨与酸汞溶液起化学反应，试纸即会呈现黑色斑点。
（3）煤油试验。试验时在焊缝的一面涂抹上垩粉水溶液，而在焊缝的另一面涂煤油，若焊缝中有细微的裂缝或穿透性气孔等缺陷，炼油会渗过缝隙，在白粉的一面形成明显的油斑，由此即可确定焊缝的缺陷位置。为准确地确定缺陷的大小和位置，应在涂煤油后立即观察。应注意首先出现煤油斑点的地带，并及时标出缺陷区。若经过5分钟仍未发现煤油斑点，可认为此焊缝致密性合格。煤油试验适用于不受压容器的致密性试验。
3. 磁粉检验
（1）检验时首先将焊缝两侧局部充磁，焊缝中便 有磁力线通过。对于断面尺寸相同、内部材料均匀的焊缝，磁力线的分布是均匀的。而对于断面形状不同，或者内部有气孔、夹渣、裂纹等缺陷存在的焊缝，则磁力线因各段磁阻不同而产生弯曲，磁力线将绕过磁阻较大的缺陷。如果缺陷位于焊缝表面或接近于表面，则磁力线不但在焊缝内部弯曲，而且将穿过焊缝表面形成“漏磁”。这时在焊缝表面撒布细的针状铁粉，由于处“漏磁”的作用，铁粉就会被吸附在缺陷上，根据吸附铁粉的形状、多少、厚薄程度来判断缺陷的大小和位置。缺陷的显露和缺陷与磁力线的相对位置有关。与磁力线相垂直的缺陷，显现得最清楚。如果缺陷和磁力线平等则显露不出来。所以显露横向缺陷时，应使焊缝充磁后产生的磁力线是沿焊缝的轴向方向；显现纵向缺陷时，应使焊缝充磁后产生的磁力线与焊缝垂直。
（2）磁粉检验适用于薄壁件或焊缝表面裂缝的检验。它能很好地显露出焊缝和基本金属表面上的裂缝，也能显露出一定深度和大小的未焊透。但难于发现气孔和夹渣，以及隐藏在深处的缺陷。
（3）用磁粉法检验焊缝，有干法和湿法两种。用干法时，零件充磁后散上磁粉；湿法是在磁化的焊缝表面上涂上磁粉混浊液，这两种方法都能很好地显露缺陷。经磁粉检验后构件中有乘磁，这对于某些构件来说是不允许的。应采取去磁措施。磁性检验所用的设备有专用的磁力探伤机，也可用交流弧焊机的二次导线缠绕在工件上通电产生磁场进行检验。
4. 射线检验
4.1射线的产生和射线检验的原理。
（1）射线检验是检验焊缝内部缺陷准确而又可靠的方法之一，它可以非破坏性地显示出缺陷在焊缝内部的形状、位置和大小。射线检验有X检验和γ射线检验两种方法。X射线是在X光管的两极接上高电压（150～400千伏），使阴极放出的热电子获得很高的能量，撞击在阳极上而放出波长很短的X射线，这种射线的特性是能够透过很厚的金属及其它物体。γ射线是利用镭、铀或钴等放射性元素放射出的γ射线，它的波长比X射线更短，能够透出更厚的金属。γ射线是放在铅盒内，使用时将开口的面向着被检验的焊缝。 （2）X射线和γ射线都是电磁波，都能程度不同地透过不透明的物体，能使照相胶片感光和使某些化学元素和化合物产生萤光等等。射线检验主要是利用射线的上述性能。由于射线通过不同物质被吸收的程度不同，金属密度越大，厚度越大，射线被吸收的越多。因此射线通过被检查的焊缝时，在缺陷处和无缺陷处被吸收的程度不同，使得射线透过接头后，强度的衰减有显示的差异，作用在胶片上，使胶片感光程度也不一样。通过缺陷处的射线对胶片感光较强，冲洗后颜色较深，无缺陷处则底片感光弱，冲洗后颜色较淡，这样观察底片上的影像，就能发现焊缝内有无缺陷和缺陷的种类、大小与分布。
4.2射线检验时对缺陷的识别。
（1）用X射线和γ射线对焊缝进行检验，一般只使用在重要结构上。这种检验是由专业人员进行的，但作为焊工具备一定评定焊缝透视底片的知识，能够正确判定缺陷的种类和部位，对返修工作是有很大好处的。检验后所得到的照相胶片上较黑的斑点和线条即是缺陷，其尺寸、形状与焊缝所具有的内部缺陷相当。
（2）裂纹在胶片上多呈现略带曲折的、波浪状的黑色细条 纹，有时也成直线细纹，轮廓较为分明，两端较为尖细，中部稍宽，不大有分枝；两端黑度逐渐变浅，最后消失。
（3）未焊透在胶片上是一条断续或连续的黑直线状。在不开坡口对接焊缝中，宽度常是较均匀的；“V”形坡口焊缝中的未焊透在胶片上的位置多是偏离焊道中心呈断续的线状，即使连续也不会太长，宽度不一致，黑度不太均匀，线状条 纹一边较直而黑；“V”、“X”形坡口双面焊中的中部或底部未焊透，在胶片上呈现为黑色的较规则的线状。角缝、T字接头、搭接接头中的未焊透呈断续线状。
（4）气孔在胶片上多呈现圆形或椭圆形黑点，其黑点一般是中心处较大而均匀地向边缘减小。分布不一致，有稠密的，也有稀疏的。
（5）夹渣在胶片上呈现为不同形状的点或条 状。点状夹渣呈单独黑点，外观不太规则，带有棱角，黑度均匀；条 状夹渣呈宽而短的粗线条状；长条形的夹渣，线条较宽，宽度不太一致。
（6）射线评定质量标准，按一机部颁布的标准“JB-928-67”（该标准适用于射线照相法检验的对接焊缝，焊接方法包括电弧焊、气焊、气体保护焊。材料包括碳钢、合金钢、不锈钢。钢板厚度为2～200毫米）进行。焊缝在透视检验之前，必须进行表面检查，表面不规则程度应不妨碍底片上缺陷的辨认，否则应事先加以修整。质量标准按规定分为五级。一级焊缝内，缺陷最少，质量最高。二、三、四、五级焊缝的内部缺陷依次增多，质量逐次下降。各种产品的射线检验要求达到哪一等级是由产品设计部门规定的。
4.3X、γ射线检验的比较。
X射线透照时间短，速度快；被检查的焊缝厚度小于30毫米时，其显示缺陷的灵敏度高；但设备复杂，费用大，穿透能力较γ射线小。而γ射线设备轻便，操作简便，有可能在X射线装置不可能达到 的地方应用它；穿透力大，能透照300毫米厚的钢板；透视时不需要电源，野外工作比较方便；在检查环焊缝时，可采用一次曝光；但透视时间较长，透视大于50毫米的焊缝时，显示缺陷的灵敏度小。
【关键词】外观检验；致密性检验；磁粉检验；射线检验
Inspection of parts welding quality
Han Jian-li，Li Ai-guo，Xing Bang-xue
（Army Corps of EngineersDalianLiaoning116000）
【Abstract】The non-destructive testing methods， appearance inspection， denseness test， magnetic particle inspection， X-ray and γ-ray inspection of the parts are mainly studied in this paper.
【Key words】Appearance inspection；Compactness test；Magnetic particle inspection；Ray inspection
在整个焊接结构生产中，检验工作占着相当重要的地位，尤其对电弧焊接来说，更具有重要的意义，这是因为目前使用电弧焊所得到的焊缝质量，尚未能达到足够的稳定性。如果焊缝是使用在重要的结构上，承受较大的外力时，焊缝质量的检验就显得更为重要，只有通过必要的焊缝检验，才能对焊缝作出可靠的结论，看其是否符合所规定的技术要求和保证结构使用的安全可靠。零件焊接成成品后的检验方法有破坏性检验方法和非破坏性检验方法，本文主要研究零件焊接非破坏性检验方法，外观检验，致密性检验，磁粉检验，X射线及γ射线检验等。
1. 外观检验
这种检验方法一般以肉眼观察为主，有时也可利用5～20倍的放大镜。采用这种检验方法的目的是为了发现焊缝的咬边、外部气孔、裂缝、弧坑、焊瘤等。采用这种检验方法的另一目的是测定焊缝的外表尺寸。
2. 致密性检验
各种贮存液体或气体用的容器及压力容器，如锅炉、管道等，要进行焊缝的致密性试验。根据对产品的具体要求有时除进行致密性试验外，还要进行水压强度试验。焊缝的致密性检验常采用水压试验、气压试验或煤油试验三种方法。
（1）水压试验。这种方法用来检验焊缝的致密性和强度。试验方法有两种：一种是用水把容器灌满，并堵塞好容器上的一切孔和眼，用水泵把容器内水压提高，根据有关的技术标准提高到工作压力的1.25～1.5倍进行强度试验。在此压力下持续一段时间，然后把压力降至容器工作压力，进行致密性试验。此时检验人员用重量为1～1.5公斤左右的圆头小锤在距焊缝15～20毫米处沿焊缝方向轻轻敲打。若发现焊缝上有水滴或细水纹出现，则表明焊缝不致密。另一种水压试验是用于容器的致密性试验，可用水将容器灌满或部分灌水，不附加压力来检验焊缝的致密性。
（2）气压试验。对于某些管子或小型受压容器，常采用气压试验。试验时将压缩空气通入容器内，在焊缝表面涂抹肥皂水，当焊缝中有穿透性缺陷时，容器内的气体就会从这些缺陷中逸出，使肥皂水起泡，此处即为缺陷所在。在气压试验中还有一种氨气试验，这种检验方法是在容器内通入含有10%氨的气体，并在容器的外壁焊缝处贴上一条比焊缝略宽的硝酸汞溶液的试纸，若该容器某处的焊缝有漏泄，则氨与酸汞溶液起化学反应，试纸即会呈现黑色斑点。
（3）煤油试验。试验时在焊缝的一面涂抹上垩粉水溶液，而在焊缝的另一面涂煤油，若焊缝中有细微的裂缝或穿透性气孔等缺陷，炼油会渗过缝隙，在白粉的一面形成明显的油斑，由此即可确定焊缝的缺陷位置。为准确地确定缺陷的大小和位置，应在涂煤油后立即观察。应注意首先出现煤油斑点的地带，并及时标出缺陷区。若经过5分钟仍未发现煤油斑点，可认为此焊缝致密性合格。煤油试验适用于不受压容器的致密性试验。
3. 磁粉检验
（1）检验时首先将焊缝两侧局部充磁，焊缝中便 有磁力线通过。对于断面尺寸相同、内部材料均匀的焊缝，磁力线的分布是均匀的。而对于断面形状不同，或者内部有气孔、夹渣、裂纹等缺陷存在的焊缝，则磁力线因各段磁阻不同而产生弯曲，磁力线将绕过磁阻较大的缺陷。如果缺陷位于焊缝表面或接近于表面，则磁力线不但在焊缝内部弯曲，而且将穿过焊缝表面形成“漏磁”。这时在焊缝表面撒布细的针状铁粉，由于处“漏磁”的作用，铁粉就会被吸附在缺陷上，根据吸附铁粉的形状、多少、厚薄程度来判断缺陷的大小和位置。缺陷的显露和缺陷与磁力线的相对位置有关。与磁力线相垂直的缺陷，显现得最清楚。如果缺陷和磁力线平等则显露不出来。所以显露横向缺陷时，应使焊缝充磁后产生的磁力线是沿焊缝的轴向方向；显现纵向缺陷时，应使焊缝充磁后产生的磁力线与焊缝垂直。
（2）磁粉检验适用于薄壁件或焊缝表面裂缝的检验。它能很好地显露出焊缝和基本金属表面上的裂缝，也能显露出一定深度和大小的未焊透。但难于发现气孔和夹渣，以及隐藏在深处的缺陷。
（3）用磁粉法检验焊缝，有干法和湿法两种。用干法时，零件充磁后散上磁粉；湿法是在磁化的焊缝表面上涂上磁粉混浊液，这两种方法都能很好地显露缺陷。经磁粉检验后构件中有乘磁，这对于某些构件来说是不允许的。应采取去磁措施。磁性检验所用的设备有专用的磁力探伤机，也可用交流弧焊机的二次导线缠绕在工件上通电产生磁场进行检验。
4. 射线检验
4.1射线的产生和射线检验的原理。
（1）射线检验是检验焊缝内部缺陷准确而又可靠的方法之一，它可以非破坏性地显示出缺陷在焊缝内部的形状、位置和大小。射线检验有X检验和γ射线检验两种方法。X射线是在X光管的两极接上高电压（150～400千伏），使阴极放出的热电子获得很高的能量，撞击在阳极上而放出波长很短的X射线，这种射线的特性是能够透过很厚的金属及其它物体。γ射线是利用镭、铀或钴等放射性元素放射出的γ射线，它的波长比X射线更短，能够透出更厚的金属。γ射线是放在铅盒内，使用时将开口的面向着被检验的焊缝。 （2）X射线和γ射线都是电磁波，都能程度不同地透过不透明的物体，能使照相胶片感光和使某些化学元素和化合物产生萤光等等。射线检验主要是利用射线的上述性能。由于射线通过不同物质被吸收的程度不同，金属密度越大，厚度越大，射线被吸收的越多。因此射线通过被检查的焊缝时，在缺陷处和无缺陷处被吸收的程度不同，使得射线透过接头后，强度的衰减有显示的差异，作用在胶片上，使胶片感光程度也不一样。通过缺陷处的射线对胶片感光较强，冲洗后颜色较深，无缺陷处则底片感光弱，冲洗后颜色较淡，这样观察底片上的影像，就能发现焊缝内有无缺陷和缺陷的种类、大小与分布。
4.2射线检验时对缺陷的识别。
（1）用X射线和γ射线对焊缝进行检验，一般只使用在重要结构上。这种检验是由专业人员进行的，但作为焊工具备一定评定焊缝透视底片的知识，能够正确判定缺陷的种类和部位，对返修工作是有很大好处的。检验后所得到的照相胶片上较黑的斑点和线条即是缺陷，其尺寸、形状与焊缝所具有的内部缺陷相当。
（2）裂纹在胶片上多呈现略带曲折的、波浪状的黑色细条 纹，有时也成直线细纹，轮廓较为分明，两端较为尖细，中部稍宽，不大有分枝；两端黑度逐渐变浅，最后消失。
（3）未焊透在胶片上是一条断续或连续的黑直线状。在不开坡口对接焊缝中，宽度常是较均匀的；“V”形坡口焊缝中的未焊透在胶片上的位置多是偏离焊道中心呈断续的线状，即使连续也不会太长，宽度不一致，黑度不太均匀，线状条 纹一边较直而黑；“V”、“X”形坡口双面焊中的中部或底部未焊透，在胶片上呈现为黑色的较规则的线状。角缝、T字接头、搭接接头中的未焊透呈断续线状。
（4）气孔在胶片上多呈现圆形或椭圆形黑点，其黑点一般是中心处较大而均匀地向边缘减小。分布不一致，有稠密的，也有稀疏的。
（5）夹渣在胶片上呈现为不同形状的点或条 状。点状夹渣呈单独黑点，外观不太规则，带有棱角，黑度均匀；条 状夹渣呈宽而短的粗线条状；长条形的夹渣，线条较宽，宽度不太一致。
（6）射线评定质量标准，按一机部颁布的标准“JB-928-67”（该标准适用于射线照相法检验的对接焊缝，焊接方法包括电弧焊、气焊、气体保护焊。材料包括碳钢、合金钢、不锈钢。钢板厚度为2～200毫米）进行。焊缝在透视检验之前，必须进行表面检查，表面不规则程度应不妨碍底片上缺陷的辨认，否则应事先加以修整。质量标准按规定分为五级。一级焊缝内，缺陷最少，质量最高。二、三、四、五级焊缝的内部缺陷依次增多，质量逐次下降。各种产品的射线检验要求达到哪一等级是由产品设计部门规定的。
4.3X、γ射线检验的比较。
X射线透照时间短，速度快；被检查的焊缝厚度小于30毫米时，其显示缺陷的灵敏度高；但设备复杂，费用大，穿透能力较γ射线小。而γ射线设备轻便，操作简便，有可能在X射线装置不可能达到 的地方应用它；穿透力大，能透照300毫米厚的钢板；透视时不需要电源，野外工作比较方便；在检查环焊缝时，可采用一次曝光；但透视时间较长，透视大于50毫米的焊缝时，显示缺陷的灵敏度小。