超声无损检测技术在金属材料焊接中的应用分析

刘增

【摘  要】超声无损检测技术本质是通过超声波与试件相互作用，就反射、透射和散射的波进行研究，对试件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征，并进而对其特定应用性进行评价的技术。众所周知，金属焊接在工业生产中十分常见，如果金属在焊接之后内部存在缺陷，后果将非常严重，不仅仅浪费了各种金属材料，同时也会对工业生产造成不良影响。为了避免这种情况的出现，通常情况下会运用超声无损检测技术来检测金属焊接是否达标。由于超声无损检测技术的原理简单，造价低，因此在金属材料焊接中无损检测技术得到了广泛应用。

【关键词】超声无损检测;金属材料;焊接;应用分析

1超声波无损检测技术概述

传统的无损检测方法包括：超声波检测、射线检测、涡流检测，磁粉检测和渗透检测，以及激光全息无损检测，微波无损检测，红外线无损检测等。超声具有传播能量大、方向性好的特点，在介质中传播过程中出现缺陷时，会引起界面反射或声速和能量衰减的变化。由于这种特性，因此超声波可被用来进行工件或焊缝的探伤并实现探伤的效果。在20世纪30年代，随着电子技术与材料加工的迅速发展，石英传感器得到了广泛的应用，在同时双探头超声波检测系统已经建立，并成功地运用材料缺陷的检测。超声波检测系统经过各个方面的完善，于1950年逐步在工业上实现应用。尤其是1982年，微机控制探伤仪的成功研制使超声波探伤系统的智能化、数字化成为一种必然趋势。早期的超声检测技术主要是用于探伤，但也有其不足之处，比如在缺陷定性、定位及定量方面其可靠性和灵敏度不高，限制了智能化的进一步发展。近年来，一些先进的技术如缺陷定量分析、信号处理、超声传感器、超声成像、检测可靠性等在超声检测领域得到了广泛的应用。随着超声波检测技术的不断发展，越来越多的学者致力于新技术的研发与探索。

2超声无损检测技术在金属材料焊接中应用的优点

通过对超声无损检测技术的原理的了解，可知超声无损检测技术原理简单，造价低。超声无损检测技术的运用促进了当代工业、机械以及各种金属制造的发展。首先，超声无损技术在检测过程中不会破坏金属的特性。换言之，在检测的过程中是自动的识别出金属内部存在的缺陷，从某种意义上来说，这种技术是不存在任何风险性的。其次，超声无损检测技术检测速度快。众多科学家在研究之后表明，在检测的过程，超声波会精确地检测出金属内部存在的问题，比如金属的接口处连接不齐、凹陷和松动等问题，这些问题在工业生产上都是绝对不允许出现。倘若出现这些生产上的失误后期就会变得很难完善。如果不利用超声波识别技术，仅选用人为识别，不仅降低了生产效率，而且还会严重影响生产质量。在运用了这种新型技术以后，它的识别效果精确、快速，大大提高了企业的生产能力和生产质量。与传统的检测技术相比，超声无损检测技术的优势充分体现出来。由此可见，运用超声无损检测技术在当代金属制造业发展中具有重大意义。

3超声无损检测技术在金属材料焊接中的应用

3.1超声无损检测应用于金属材料焊接的实施步骤

在进行金属材料焊接时，超声无损检测技术有多种应用形式，如何选取最佳的检测方案是影响检测效果的关键因素。受金属材质性能、工件形状、尺寸等因素的影响，在焊接过程中会存在各种形式的金属焊接缺陷。超声无损检测技术方案的确定，应结合金属材质自身缺陷特征和工件实际情况进行。金属材质焊接的过程中，会采用多种检测手段，超声无损检测是一种重要的补充检测手段，与其他检测手段一起得出最终的检测结论。检测过程中的数据通信与处理是同步完成的，首先测试人员之间应实时通信，进行数据信息汇总;其次，测试人员与后台信息处理系统实现实时通信，得到科学的分析结果;最后，通过对比检测的原始数据和分析数据，对焊缝进行及时处理，修正材料参数。

3.2具体应用

3.2.1內部缺陷

针对金属材料内部的缺陷问题，超声无损检测技术在使用的过程中能有效的检测出来。例如，金属材料在焊接的过程中受到不同外力的作用，使得内部出现大小不同、形状不同的缺陷问题，造成该金属材料的质量受到严重影响。在此情况下，利用超声无损检测技术，能有效检测出金属材料的内部问题，如裂纹、气泡、夹渣和未焊透等缺陷问题，进而保障了金属材料的内部质量安全性。

3.2.2宏观缺陷

金属焊接工作中产生的宏观缺陷问题，主要针对的是金属材料在物理方面所产生的变化，比如金属材料的实际厚度长度以及材料表面的平整度等，在这些宏观缺陷问题中金属焊接工作很容易产生不良的影响。由于在金属的焊接过程中，金属的材质会受到外部环境温度的影响，造成了一些熔点相对较低的材料在焊接过程中出现融化，进而对金属材料的整体厚度长度等产生不良的影响，或者是在焊接过程中焊料会顺着焊接缝向下流动造成了焊料附着在加工材料的表面上，使得整个材料的局部厚度增加。在一些金属的初加工过程中，这种现象通常情况下不会被人们所重视，但是这些金属的精密加工流程中，金属材料会发生一些比较细小的变化，最终对整个金属的焊接质量产生了不良的影响。因此，针对这一问题必须使用超声无损检测技术，对金属表面的焊接质量来进行有效的检测，由此可以看出超声部分检测技术，在检测金属表面宏观焊接质量方面具有较大的优势，在实际的检测工作中，相关检测工作人员可以直接忽略金属材料内部的材质问题，通过不同的焊接方式来对焊接口的形态进行有效的调整，这样可以保证后续的超声无损检测工作的顺利开展，最终的结果显示也更加直观，有利于后续工作的顺利开展。

3.2.3微观缺陷

由于金属材料的焊接技术及工艺的不同，针对不同的技术标准会有不同的焊接微观缺陷存在。尤其是在局部高温、焊接表面缺氧、冷却环境与冷却速度等的情况下，会造成金属材料表面发生微观变化，进而影响金属材料的焊接成果。因此，利用超声无损检测技术能通过超声波来对金属材料的焊接指标进行必要检测，及时反应焊接过程中的微观缺陷，保证纠正措施及时进行，促进金属材料的质量稳定和可靠。

3.3应用举措

第一，科学把控检测时间与时机。虽然超声无损检测技术能够为金属材料的焊接带来更加精准的把控和监督，但是这也并不意味着要全程都进行超声检测，否则也会间接加重检测带来的能源消耗和成本的提高。所以有效的超声检测一定是适时的。检测人员要学会观察焊接的进度和需求，找准时机在关键的焊接节点上进行超声检测，尤其是根据经验对容易出现问题的高危时段利用超声检测进行实时跟进。第二，及时更新检测的技术与内容。随着科学技术的发展与进步，超声无损检测技术也在不断的进行着革新和拓展，其精确性和稳定性也在相关领域研究人员的探究和支持下不断提高，为了更好的在金属材料焊接中使用超声无损检测技术，以适应和覆盖更多种类的建筑材料，就需要相关人员具备先进的思想和开放的思维，紧跟超声检测发展的节奏，定期接受培训与再教育，为金属材料焊接引进更加先进的技术与内容。

4结束语

总之，超声检测作为一种重要的无损检测技术，已成为安全检查的首选方案，近年来也被应用于金属材质自身缺陷和焊接接头平面缺陷的检测中。在实际生产过程中金属焊接工艺不断发生变化，超声无损探伤技术自身也在不断完善和创新，目前已经可以实现对缺陷位置、大小和尺寸的精确检测。超声无损检测技术在工业领域的应用，在保证焊接质量的同时，提升了企业的生产效率。

参考文献：

[1]王先政，武文亮.浅析超声无损检测技术在金属材料焊接中的应用[J].民营科技，2018，04：41.

（作者单位：河北华建检测试验有限责任公司）