張平

德陽天元重工股份有限公司 四川德陽 618000

金屬材料具有強度高、材質(zhì)均勻、塑性韌性好、制造方面等特點，廣泛的應用在電力、交通、建筑、航空航天等各行各業(yè)中。焊接是金屬材料重要的加工工藝，通用采用局部加熱或者加壓的方式，借助金屬材料內(nèi)部原子之間的擴散運動與結合，將兩個分離的工件連接成為一個整體。但是，金屬材料的焊接過程中，非常容易產(chǎn)生焊接變形及殘余應力，造成焊接后的工件出現(xiàn)裂紋、氣孔、夾渣以及未熔合等缺陷。金屬材料的焊接缺陷往往會降低工件的加工精度和承載能力，嚴重影響了工件的使用性能。無損檢測技術可以在不破壞工件的基礎上，對材料和零部件的內(nèi)部和表面進行缺陷檢測，對缺陷進行定性分析與定量評價?；诔暡ǖ臒o損檢測技術在金屬焊縫缺陷檢測領域有著巨大的優(yōu)勢，利用從待檢測工件內(nèi)部結構的“端角”和“端點”處得到的衍射能量來對內(nèi)部缺陷進行定性和定量分析。本文采用超聲TOFD方法檢測金屬材料焊接內(nèi)部缺陷，在分析金屬材料焊接缺陷常用無損檢測技術的基礎上，分析超聲TOFD方法的優(yōu)勢，并結合實例驗證該方法的有效性。

1 超聲無損檢測的優(yōu)點

通過對超聲無損檢測技術的原理的了解，可知超聲無損檢測技術原理簡單，造價低。超聲無損檢測技術的運用促進了當代工業(yè)、機械以及各種金屬制造的發(fā)展。首先，超聲無損技術在檢測過程中不會破壞金屬的特性。換言之，在檢測的過程中是自動的識別出金屬內(nèi)部存在的缺陷，從某種意義上來說，這種技術是不存在任何風險性的。其次，超聲無損檢測技術檢測速度快。眾多科學家在研究之后表明，在檢測的過程，超聲波會精確地檢測出金屬內(nèi)部存在的問題，比如金屬的接口處連接不齊、凹陷和松動等問題，這些問題在工業(yè)生產(chǎn)上都是絕對不允許出現(xiàn)。倘若出現(xiàn)這些生產(chǎn)上的失誤后期就會變得很難完善。如果不利用超聲波識別技術，僅選用人為識別，不僅降低了生產(chǎn)效率，而且還會嚴重影響生產(chǎn)質(zhì)量。在運用了這種新型技術以后，它的識別效果精確、快速，大大提高了企業(yè)的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)質(zhì)量。與傳統(tǒng)的檢測技術相比，超聲無損檢測技術的優(yōu)勢充分體現(xiàn)出來。由此可見，運用超聲無損檢測技術在當代金屬制造業(yè)發(fā)展中具有重大意義[1]。

2 超聲無損檢測技術在金屬焊接中的具體作用

2.1 能夠檢測出金屬材料在材質(zhì)方面的缺陷

金屬材料是金屬焊接過程中的操作對象，但是如果金屬材料在材質(zhì)上存在一定的問題，那么這樣的焊接過程就會失去意義，所以必須在焊接前對金屬材料的材質(zhì)進行檢測。雖然有些方面在使用金屬材料時對其材質(zhì)沒有較高的要求，但是作為加工方應該對金屬材質(zhì)進行檢測以確定材料的層次，進而在焊接過程中使用不熔的焊接方法，比如有的材料內(nèi)部材質(zhì)不夠均勻，那么在焊接時必須增加焊料或者采用其它措施來確保焊口的質(zhì)量。通過超聲無損檢測可以判斷金屬材料在材質(zhì)方面的缺陷，其檢測方向主要包括材料材質(zhì)的均勻性、是否含有雜質(zhì)以及是否存在氣孔等方面，在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，一些金屬材料生產(chǎn)商為了謀求更大的利益通常會在生產(chǎn)過程中減少金屬材料的使用，但是由于檢測手段的落后使這些不良產(chǎn)品進入了市場流通中，進而埋下了嚴重的安全隱患。超聲無損檢測技術可以在這一方面發(fā)揮重要的檢測作用，使金屬材料的等級、用途等獲得明確標識。

2.2 靈活選擇合理超聲無損檢測技術方法

金屬材料焊接過程當中都可能會產(chǎn)生各種各樣缺陷問題，工作人員運用超聲波無損檢測技術進行檢測過程中應當根據(jù)金屬材料缺陷問題，要根據(jù)金屬材質(zhì)尺寸形狀，以及性質(zhì)差異等等靈活以及合理選擇超聲無損方法，其次，金屬材料進行焊接之后，應當切實保障超聲波檢測技術人員通信暢通性，檢測技術人員之間可以進行即時交流與溝通，同時可以進行數(shù)據(jù)交換或者交流測試結果，這樣對于提升超聲檢測技術應用質(zhì)量以及效果具有重要意義。另外，要及時對于金屬材料進行修正，有效處理焊縫問題，保障焊接總體質(zhì)量。除此之外，金屬材料焊接過程當中，要結合材料選擇合適焊接時間[2]。

2.3 電磁超聲無損檢測技術的應用

在溫度較高或較低的檢測環(huán)境當中，對超聲波檢測的干擾因素也會隨之增多，并且在這種特殊環(huán)境下，往往都需要使用非接觸式檢測，在這種情況下電磁超聲無損檢測技術受到了越來越多業(yè)內(nèi)人士的重視。電磁超聲無損檢測技術與傳統(tǒng)超聲無損檢測技術的最大區(qū)別就在于超聲傳感器對超聲波的激發(fā)手段。傳統(tǒng)的超聲無損檢測技術是通過壓電晶片來激發(fā)超聲波的，超聲波在壓電晶片當中產(chǎn)生，之后通過液體耦合劑的保護作用傳遞到待檢測焊接處中。而電磁超聲無損檢測技術是通過EMAT線圈和渦流磁場的作用，進而產(chǎn)生出一種洛倫茲力，利用這種電磁耦合的原理來激勵和接收超聲波。電磁超聲無損檢測技術能夠提升探頭的掃描能力，實現(xiàn)非接觸式檢測，尤其在高溫或低溫環(huán)境下，耦合劑會發(fā)生揮發(fā)現(xiàn)象，電磁超聲無損檢測技術能夠忽視這些干擾因素，對測量誤差進行最大限度的排除[3]。

3 結語

金屬材料焊接過程中因為材料原因和人為因素會造成各種類型的缺陷，超聲波無損檢測技術可以實現(xiàn)金屬材料焊接缺陷的無損檢測。本文在分析金屬材料焊接缺陷無損檢測技術的基礎上，重點闡述超聲波檢測技術原理，探究基于超聲TOFD技術焊縫缺陷檢測，并結合金屬焊接中不同的缺陷驗證超聲TOFD檢測技術的有效性。