閆剛

【摘? ?要】文章介紹了管材對(duì)接焊縫X光檢查線性顯示的形成研究的實(shí)驗(yàn)過程及判定方法。

【關(guān)鍵詞】管材;X射線檢測;線性顯示;裝配關(guān)系

引言

在某管材零部件對(duì)接焊接后，X光檢查經(jīng)常性出現(xiàn)線性顯示，根據(jù)焊接接頭檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，對(duì)于無損檢測人員來說，很難判斷出該線性顯示屬于哪一種典型缺陷，這為無損檢測人員判定焊接接頭是否合格造成了困難。對(duì)于焊接工藝來講，對(duì)于無法判斷該顯示產(chǎn)生的原因以及機(jī)理，對(duì)于以后判斷及處理該情況，造成了很大的難度。因此，考慮通過模擬試驗(yàn)件的形式完全模擬該焊接過程，通過對(duì)焊縫X光底片、低倍照片、拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)來分析該線性顯示的成因，以及該線性顯示對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響。

1.工藝過程

1.1試驗(yàn)件的制備

該試驗(yàn)件制備考慮制備三組（材料為30CrMnSiA），每組3件。

第一組：嚴(yán)格按照?qǐng)D紙工藝要求進(jìn)行焊前裝配，用于對(duì)比試驗(yàn)。

第二組：要求試驗(yàn)件模擬裝配間隙過大情況下的造成的X光線性顯示。

第三組：要求試驗(yàn)件模擬零件。在裝配過程中零件不同軸，帶夾角情況下造成的X光顯示。

按下列圖紙要求制備焊接試驗(yàn)件9件：

圖紙1：按該圖紙要求制備9件，編號(hào)一次為SY-1，SY-2……SY-9 。

圖紙2：按圖紙要求制備3件用于第一組試驗(yàn)件，做對(duì)比試驗(yàn)。編號(hào)為ZC-1，ZC-2，ZC-3。

圖紙3：按圖紙要求制備6件，分別用于第二組及第三組試驗(yàn)。

編號(hào)為JX-1，JX-2，JX-3，JD-1，JD-2 ，JD-3.

試驗(yàn)件分三組進(jìn)行裝配，每組兩件，選配情況如下：

2.工藝試驗(yàn)過程及結(jié)果

2.1焊接工序安排：

（1）鉗工：按工藝要求配套，清洗，復(fù)查試驗(yàn)件尺寸。

（2）定位焊：手工電弧焊定位。

（3）預(yù)熱：280℃±10℃ 保溫60分鐘。

（4）焊工：手工電弧焊焊接。第一層? HTJ-3，? Ф3? ?I=90-130A第二層? HTJ-3，? Ф4? ?I=120-160A。

（5）高溫回火：焊后立即進(jìn)行，650℃±10℃ 保溫70分鐘。

（6）鉗工：去除熔渣，飛濺，銼修打磨焊縫使其圓滑。

（7）X光檢驗(yàn)。

2.2焊接X光檢驗(yàn)結(jié)果及分析

初步分析：

從X光探傷原理來講，該線性顯示的產(chǎn)生原因是由于配合間隙導(dǎo)致零件厚度不同，X光透射后在底片的曝光量不同，反應(yīng)在底片上出現(xiàn)不同的厚度底片黑度不同，在不同黑度的交界處就會(huì)出現(xiàn)明顯的顏色變化，即線性顯示。

2.3零件焊縫斷面檢查結(jié)果及分析

為了驗(yàn)證以上X光底片的線性顯示現(xiàn)象及對(duì)其的分析，分別取1號(hào)件、8號(hào)件、5號(hào)件對(duì)焊縫處切斷進(jìn)行斷面檢查，來進(jìn)一步證實(shí)以上分析。結(jié)果如下：

（1） 1號(hào)件為正常配合，X光檢查合格未發(fā)現(xiàn)缺陷，焊縫斷面清晰，未發(fā)現(xiàn)配合間隙現(xiàn)象存在。

（2） 3號(hào)件為大配合間隙， X光檢查發(fā)現(xiàn)近整圈線性顯示，焊縫斷面清晰，發(fā)現(xiàn)整圈配合間隙現(xiàn)象存在。

（3）5號(hào)件為帶角度配合間隙， X光檢查發(fā)現(xiàn)近半圈線性顯示，焊縫斷面清晰，發(fā)現(xiàn)半圈配合間隙現(xiàn)象存在。

通過對(duì)以上三個(gè)試驗(yàn)件的焊縫處斷面檢查可以驗(yàn)證了之前的推斷及分析，并通過對(duì)各個(gè)試驗(yàn)件X光檢查底片及焊縫斷面宏觀形貌的對(duì)照總結(jié)。得到以下結(jié)論：

（1）無論帶角度配合間隙還是大配合間隙造成的線性顯示，其出現(xiàn)的位置均不在焊縫熔池部位，而是存在于墊板處。

（2）該線性顯示特點(diǎn)是長度較長，呈圓弧狀，黑度由中心向兩側(cè)漸弱。

2.4焊縫力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)及低倍實(shí)驗(yàn)

該配合間隙的存在是否對(duì)零件焊縫強(qiáng)度造成嚴(yán)重影響，卻是個(gè)未知數(shù)。因此對(duì)于剩余的5號(hào)件、6號(hào)件、7號(hào)件、8號(hào)件、9號(hào)件分別制取拉伸強(qiáng)度試片5片，低倍試塊5塊。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：

（1）抗拉強(qiáng)度：抗拉強(qiáng)度仍在1085～1095MPa之間，滿足對(duì)于30CrMnSiA材料手工電弧焊強(qiáng)度的要求（均大于880MP）。

（2）低倍實(shí)驗(yàn)結(jié)果：5件試件均無焊接缺陷。

（3）通過對(duì)以下試塊的觀察：

大配合間隙低倍試塊? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?帶角度低倍試塊

綜上所述：證明此兩種情況對(duì)于X光檢查有線性顯示，但是對(duì)于產(chǎn)品的力學(xué)性能及焊縫成型均沒有明顯的影響。

3. 結(jié)論

（1）通過該實(shí)驗(yàn)明確了管材零部件對(duì)接焊接后、X光檢查經(jīng)常性出現(xiàn)線性顯示的原因及形成機(jī)理。原因?yàn)楹盖傲慵浜祥g隙過大以及帶角度裝配造成的。

（2）考慮實(shí)際生產(chǎn)情況，該線性顯示不可能被完全消除。因此通過描述不同類型線性顯示的X光底片的顯示特點(diǎn)繪制以下對(duì)照表，X光檢測人員對(duì)缺陷類型的判斷提供一定的判定依據(jù)。

帶角度焊接線性顯示

X光形貌 形貌描述

形狀呈圓弧狀的黑線，一般長度在零件半圈左右，黑度從中心沿圓弧逐漸變淡。

斷口低倍形貌

大配合間隙焊接線性顯示

X光形貌 形貌描述

形狀呈圓弧狀的黑線，一般長度在零件整圈左右，黑度從中心沿圓弧逐漸變淡。

斷口低倍形貌

參考文獻(xiàn)

[1] HB.5299 航空工業(yè)手工熔焊焊工技術(shù)考核[S]