焊接检验讲义精选文档.ppt

焊接检验讲义本讲稿第一页，共九十三页（一）焊接检验的概念 焊接检验是以近代物理学、化学、力学、电子学和材料科学为基础的焊接学科之一，是全面质量管理科学与无损评定技术紧密结合的一个崭新领域。其先进的检测方法及仪器设备、严密的组织管理制度和较高素质的焊接检验人员，是实现现代化焊接工业生产产品质量控制、安全运行的重要保证。第一节第一节 焊接检验焊接检验/无损检测概述无损检测概述焊焊 接接 检检 验验一、焊接检验意义及必要性一、焊接检验意义及必要性本讲稿第二页，共九十三页 （二）焊接检验的必要性 1、确保焊接结构（件）制造质量，保证其安全运行，用焊接检验控制焊接缺陷和防止废品产生，避免不合格品出厂。2、改进焊接技术，提高产品质量 焊接检验可以评定制造工艺正确与否。3、降低产品成本，正确进行安全评定。4、由于有焊接检验的可靠保证，可使焊接技术得到更广泛的应用。本讲稿第三页，共九十三页（三）无损检测概述 无损检测广泛应用于机械制造、航空、航天、电力、石油、化工、汽车、建筑、造船、水利、安全检查等行业受力部件的内部质量检测,特别是锅炉、压力容器、压力管道、特种设备行业。随着现代工业的发展，无损检测在制造、安装、检验、修理和改造过程中的地位越来越重要，是控制内部质量的重要手段,也是确保锅炉、压力容器、压力管道、特种设备安全运行,必须履行的检测程序。本讲稿第四页，共九十三页无损检测的含义：所谓的无损检测是指以不损及其将来使用和使用可靠性的方式，对材料或制件或此两者进行宏观缺陷检测，几何特性测量，化学成分、组织结构和力学性能变化的评定，并进而就材料或制件对特定应用的适用性进行评价的一门学科。本讲稿第五页，共九十三页 目前，我们在工程应用上，无损检测主要是对焊缝及材料进行检测，就是平时所说的焊接检验及材料检验，无损检测是焊接检验重要部分之一，它主要对焊缝的内部缺陷进行控制。本讲稿第六页，共九十三页 二、二、焊接检验分类及依据焊接检验分类及依据（一）焊接检验分类 非破坏性检验：外观、致密性、无损检测 破坏性检验：力学性能、金相、化学分析本讲稿第七页，共九十三页（二）焊接检验的依据 、施工图样 、技术标准 、检验文件 、订货合同 5、相关法律法规 本讲稿第八页，共九十三页三、焊接检验过程三、焊接检验过程 焊接检验过程由焊前检验、焊接过程检验、焊后检验、安装调试质量的检验、产品服役质量的检验等五各环节组成。本讲稿第九页，共九十三页（一）焊前检验：（一）焊前检验：主要是对焊前准备的检查，（也包括原材料）是贯彻预防为主，最大限度避免和减少焊接缺陷的产生，保证焊接质量的积极有效措施。本讲稿第十页，共九十三页（二）焊接过程检验 不仅包括焊缝形成过程，还包括后热和焊后热处理过程。应当指出，焊工直接操纵焊接设备并能充分接近焊接区域和随时调整焊接参数，以适应焊缝成形质量要求。因此，焊工的自检能积极主动地控制焊接质量。现场监理在焊接过程中必须要求焊工严格安焊接工艺指导书进行焊接作业。本讲稿第十一页，共九十三页（三）焊后检验 主要包括外观检查、无损探伤、力学性能、金相、焊缝晶间腐蚀、致密性、焊缝强度检验等现场监理对焊缝主要是进行外观检查及无损探伤。本讲稿第十二页，共九十三页第二节第二节 无损检测分类无损检测分类本讲稿第十三页，共九十三页无损检测主要方法包括：射线检测 声学检测 电磁检测 渗透检测本讲稿第十四页，共九十三页 第一部分第一部分 射线检测射线检测 一 射线检测技术发展概况：射线检测是五种常规无损检测技术之一。它所依据的是被检工件由于成分、密度、厚度等的不同，对射线(即电磁辐射或粒子辐射)产生不同的吸收或散射的特性，对被检工件的质量、尺寸、特性等作出判断。目前，在工业中应用最广泛的是射线检测技术，即采用适当的检测器(主要是射线胶片)拾取射线照射被检工件所形成的透射射线强度分布图像，依据所得到的图像对被检工件的质量、尺寸、特性等进行评定。本讲稿第十五页，共九十三页二射线检测技术的主要方法 对于工业应用，射线检测技术已形成了一个完整的方法系统，大体上其可分为：1.射线照相检测技术 2.射线实时成像检测技术 3.射线层析检测技术 4.其他射线检测技术 本讲稿第十六页，共九十三页三 射线检测技术的特点、适用性与局限性 常规射线检测技术一般指胶片射线照相检测技术，它与其他的常规无损检测技术，如超声波检测技术、磁粉检测技术、渗透检测技术、涡流检测技术比较具有的主要特点是：本讲稿第十七页，共九十三页射线检测技术的特点1）检测结果显示直观；2）检测结果可以长期保存；3）对检测技术和检验工作质量可以监 测；本讲稿第十八页，共九十三页射线检测技术适用于各种材料的检验，即不仅可用于金属材料(黑色金属和有色金属)，也可用于非金属材料和复合材料的检验，特别是它还可以用于放射性材料的检验。本讲稿第十九页，共九十三页 射线检测技术存在的主要问题是：1)检验成本较高：2)射线照相检测技术对裂纹类缺陷有方向性限制；3)需考虑安全防护问题。本讲稿第二十页，共九十三页第二部分第二部分 声学检测声学检测 一、超声波检测一、超声波检测 二、声发射检测声发射检测 本讲稿第二十一页，共九十三页超声检测一般是指使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。它对确定内部缺陷的大小、位置、取向、埋深、性质等参量较之其他无损方法有综合优势；但对精确定量仍有局限性。本讲稿第二十二页，共九十三页二、声发射检测二、声发射检测 （一）声发射技术概念（一）声发射技术概念 声发射技术，是一种新兴的动态无损检测技术，涉及声发射源、波的传播、声电转换、信号处理、数据显示与记录、解释与评定等基本概念。本讲稿第二十三页，共九十三页（二）（二）声发射技术的特点声发射技术的特点 与其他无损检测方法相比，声发射技术具有两个基本差别：检测动态缺陷，如缺陷扩展，而不是检测静态缺陷：缺陷的信息直接来自缺陷本身，而不是靠外部输入扫查缺陷。本讲稿第二十四页，共九十三页 第三部分第三部分 电磁学检测电磁学检测 一、一、涡流检测涡流检测 二、磁粉检测磁粉检测 本讲稿第二十五页，共九十三页一、涡流检测一、涡流检测 涡流检测是以研究涡流与试件的相互关系为基础的一种常规无损检测方法。本讲稿第二十六页，共九十三页涡流检测的主要优点是：检测速度涡流检测的主要优点是：检测速度快，线圈与试件可不直接接触。快，线圈与试件可不直接接触。主要缺点是：只限用于导电材料，主要缺点是：只限用于导电材料，对形状复杂试件难作检查对形状复杂试件难作检查本讲稿第二十七页，共九十三页二、二、磁粉检测磁粉检测当被磁化的铁磁性材料表面或近表面存在促缺陷（或组织状态的变化）从而导致该处的磁阻有足够的变大时，在材料表面空间可形成漏磁场如下图所示。本讲稿第二十八页，共九十三页漏磁场本讲稿第二十九页，共九十三页将微细的铁磁性粉末（磁粉）施加在此表面上，漏磁场吸附磁粉形成磁痕显示出缺陷的存在及形状，这就是磁粉检测。本讲稿第三十页，共九十三页磁粉检测优点是：能直观显示缺陷的形状、位置、大小，并可大致确定其性质；具有高的灵敏度，可检出的缺陷最小宽度可为约1m;几乎不受试件大小和形状的限制；检测速度快，工艺简单，费用低廉。本讲稿第三十一页，共九十三页局限性是：只能用于铁磁性材料；只能发现表面和近表面缺陷磁化场的方向应与缺陷的主平面相交；不能确定缺陷的埋深和自身高度；宽而浅的缺陷也难以检出；也不是所有铁磁性材料都能采用检测后常需退磁和清洗；试件表面不得有油脂或其他能粘附磁粉的物质。本讲稿第三十二页，共九十三页第四部分第四部分 渗透检测渗透检测概述：概述：液体渗透检测法是检验非疏孔性金属和非金属件表液体渗透检测法是检验非疏孔性金属和非金属件表面上开口缺陷的一种无损检测方法面上开口缺陷的一种无损检测方法。将溶有荧光染料或着色染料的渗透剂施加在试件表面，渗透剂由于毛细作用能渗入到各种类型开口于表面的细小缺陷中，清除附着在试件表面面上多余渗透剂，经干燥和施加显像剂后，在黑光或白光下观察，缺陷处可分别相应地发出黄绿色的荧光或呈现红色，用目视检验就能发现现。本讲稿第三十三页，共九十三页（1）液体渗透检验法的优点）液体渗透检验法的优点（2）液体渗透检验法的局限性）液体渗透检验法的局限性本讲稿第三十四页，共九十三页 第三节射线检测第三节射线检测 第一部分第一部分 X 射线机射线机 第二部分第二部分射线机射线机 第三部分射线照相胶片第三部分射线照相胶片 第四部分射线照相辅助器材第四部分射线照相辅助器材 本讲稿第三十五页，共九十三页第一部分第一部分X射线机射线机一、一、X射线机的种类和特点：射线机的种类和特点：按结构、用途、频率、绝缘介质分为四种。本讲稿第三十六页，共九十三页 二、x探伤机的主要结构 机头、控制箱、电缆 本讲稿第三十七页，共九十三页 1X射线操作程序使用步骤：通电前设备接线、查电压（使用电压）、接地。通电后检查指示系统是否正常，包括电压指示、风扇转。训机。曝光准备，预置电压、时间、电流。曝光，按高压。曝光结束，回位，蜂鸣器响。异常处理，切断高压分析原因本讲稿第三十八页，共九十三页2使用注意事项：1）认真训机（目的：提高X光管的真空度）A）电压从1/3额定电压、电流从2-3mA开始。B）速度：随着时间的推移，升压速度越来越快。金属陶瓷管（见P42页）2）可靠接地便携式用棒钢可靠接地，现场严禁与电焊机并用接地，移动式应牢固接地，接地电阻4。3）检查电源4）提前预热5）注意冷却6）调节KV、mA（固定式）7）间息时间工作：休息1：1本讲稿第三十九页，共九十三页3X射线机的维护和保养防潮湿、高温、腐蚀。运载时防震。保持清洁。保护电缆头。检查气压，便携式气压0.34Mp，充油式有无气泡。本讲稿第四十页，共九十三页 第二部分第二部分射线机射线机 目前工业中常用的同位素有五种：60Co 137Cs 192Ir 170Tm 75Se本讲稿第四十一页，共九十三页一、一、射线探伤仪的优缺点射线探伤仪的优缺点本讲稿第四十二页，共九十三页1优点：优点：探测厚度大，穿透能力强。体积小，不用电，不用水，适合野外作业和高空作业，固定源较方便。效率极高，可周向曝光和全景曝光，节约人力、物力，降低成本，提高效益。故障率低，无易损件。可连续执行，不受温度、压力等外界条件影响，对拍片条件只需通过简单计算即可确定，拍片工艺稳定，可操作性好。本讲稿第四十三页，共九十三页2缺点：缺点：有半衰期，需要勤换源。能量固定，无法根据试件厚度调节。强度随时间变化，使得曝光时间受制约。固有不清晰度大，灵敏度低。本讲稿第四十四页，共九十三页 二、二、射线探伤设备的构成射线探伤设备的构成 五大部分：1、源组件 2、探伤机体 3、驱动机构 4、输源管（导源管）5、附件本讲稿第四十五页，共九十三页三、三、射线探伤机的操作注意事项射线探伤机的操作注意事项 1摇源时要快，到头时不要用力。2必带报警仪，输源管半径不少于300mm。本讲稿第四十六页，共九十三页四、容易出现的事故现象四、容易出现的事故现象1安全连锁失灵，源辨子丢。2阴阳头断裂与拉开。3.收源时发生卡壳现象本讲稿第四十七页，共九十三页第三部分射线照相胶片第三部分射线照相胶片 本讲稿第四十八页，共九十三页一、射线胶片的构造与特点：一、射线胶片的构造与特点：工业照相用胶片是双药膜，不同于一般摄影用的胶卷，它有四部分组成：片基、结合层、乳剂层、保护膜。本讲稿第四十九页，共九十三页二、底片黑度二、底片黑度为了反映底片上黑化程度引入了黑度概念。用黑度间接反映了底片黑白程度。本讲稿第五十页，共九十三页黑度定义黑度定义 黑度D是指照射光强（L0）与穿过底片的透射光强（L）之比的常用对数，即：D（L0/L）本讲稿第五十一页，共九十三页三、射线胶片特性三、射线胶片特性描述射线胶片特征量（特性）有两个指标：射线胶片特性曲线。胶片特性参数，包括感光度S、灰雾度Do、梯度G胶片特性曲线的定义胶片特性曲线的定义 胶片特性曲线是表示曝光量与底片黑度之间关系的曲线，横坐标表示X射线曝光量的对数值，纵坐标表示胶片显影后所得到的相应黑度。本讲稿第五十二页，共九十三页四、工业胶片的分类四、工业胶片的分类增感型（与荧光配合）、非增感型（与金属增感屏）两类。胶片分类按粒度和感光度为依据分为四类见下表类型粒度SG微粒很低G细粒低G中粒中G粗粒高四、胶片本讲稿第五十三页，共九十三页五、胶片的使用和保存五、胶片的使用和保存选用原则：选用原则：1）要求高照相质量的选号数较小（即粒度较细）。2）工件薄，线质硬、选较小（射线）3）温度高、湿度大、选抗潮、防静电。4）需快速照相选顆粒较大。保存：保存：1）远离有害气体。2）切、装片过程注意划擦。3）开后尽快用完4）保存在低温（10-15），低湿（55-65%）5）竖放，远离射线射源。本讲稿第五十四页，共九十三页第四部分射线照相辅助设备器材第四部分射线照相辅助设备器材本讲稿第五十五页，共九十三页一、黑度计一、黑度计 用来测量底片黑度。射线照相底片的黑度是 用透射式黑度计测量的。本讲稿第五十六页，共九十三页二、增感屏二、增感屏 目前增感屏分为三类：金属增感屏、荧光增感屏、金属荧光增感屏本讲稿第五十七页，共九十三页三、象质计（透度计三、象质计（透度计）作用：象质计是用检查和定量评价射线底片影像质量的工具。本讲稿第五十八页，共九十三页四、其它照相辅助器材四、其它照相辅助器材1暗袋：暗袋背面应贴铅制B标记（高18mm，厚1.6mm），以此作为监测背散射线的附件。2铅板3中心指示器4各种标记本讲稿第五十九页，共九十三页 第四节第四节 超声波探伤超声波探伤概念：利用超声波在物体中的传播、反射和衰减等物理特性来发现缺陷的一种探伤方法。本讲稿第六十页，共九十三页一、一、超声波探伤的分类波探伤的分类1）按其工作原理分：脉冲反射法、穿透法、共振法2）按其显示缺欠方式分：A型、B型、C型、3D型3）按其使用超声波波形分：纵波、横波、表面波、板波本讲稿第六十一页，共九十三页二、相控阵自动超声波二、相控阵自动超声波 相控阵超声技术是通过在软件中输入波速参数来产生超声波束，用电子控制声束的合成来实现超声波发射/接收的方法。管道内超声波的传播与传统超声波在金属内传播相同。本讲稿第六十二页，共九十三页自动超声波检测仪自动超声波检测仪本讲稿第六十三页，共九十三页相控阵自动超声波检测技术的优点相控阵自动超声波检测技术的优点1提高缺陷的检出能力。2提高缺陷的定量能力，能测出垂直方向上的缺陷尺寸。3速度快且提供全面检测结果，及时向焊接人员反馈。4检测完焊缝马上能打印出不合格缺陷在焊缝中的位置图。5 系统可检测的管道直径范围大。6 采用体积小和重量轻的的相控阵探头。7 避免了射线辐射危害。本讲稿第六十四页，共九十三页相控阵自动超声波检测技术的缺点相控阵自动超声波检测技术的缺点1.检测仪昂贵。2.检测人员素质要求高。3.必须经常校对仪器本讲稿第六十五页，共九十三页第五节表面（磁粉、渗透、涡流）检测第五节表面（磁粉、渗透、涡流）检测本讲稿第六十六页，共九十三页一、磁粉检测一、磁粉检测1.磁粉探伤原理：通过对铁磁材料被磁化后在其表面和近表面的缺欠处磁力线发生变形，逸出工件表面形成漏磁通过介质（磁粉）将漏磁检测出来，进而确定缺欠的位置（包括缺欠的形状、大小和深度）。本讲稿第六十七页，共九十三页.磁粉探伤程序：磁粉探伤程序：1）预处理 2）磁化 3）施加磁粉 4）检验 5）退磁本讲稿第六十八页，共九十三页二、渗透探伤二、渗透探伤1.渗透探伤原理 在被检工件表面涂覆某些渗透能力较强的渗透液，在毛细作用下，渗透液被渗入到表面开口的缺欠中，然后去处工件表面上多余的渗透液（保留渗透到表面缺欠中的渗透液），再在工件表面上涂一层显象剂，缺欠中的渗透液在毛细作用下重新被吸到工件表面，从而形成缺欠的痕迹。在黑光（荧光渗透液）或白光（着色渗透液）下，观察缺欠显示痕迹，作出缺陷的评定。本讲稿第六十九页，共九十三页.渗透探伤的基本操作步骤 1）清洗 2）渗透 3）中间清洗 4）干燥 5）显像 6）观察 本讲稿第七十页，共九十三页三、涡流检测三、涡流检测涡流探伤设备涡流探伤设备 涡流探伤设备主要由涡流检验线圈和涡流探伤仪等组成。本讲稿第七十一页，共九十三页1 涡流检验线圈涡流探伤检验线圈的作用有两个：其一是在试件表面及近表面感生涡流；其二是测量涡流磁场场或合成磁场的变化。检验线圈对缺陷的检出灵敏度及分辨率有很大的影响，是探伤仪重要组成部分。本讲稿第七十二页，共九十三页 2涡流探伤仪 涡流探伤仪主要单元为电桥电路及信号处理部分本讲稿第七十三页，共九十三页3.涡流探伤的基本方法和操作程序如下：(1)探伤前的准备工作(2)确定探伤规范(3)探伤：在选定的探伤规范下进行探伤，应尽量保持固定的传送速度，同时使线圈与试件的距离保持不变。(4)探伤结果分析。(5)消磁 铁磁材料经饱和磁化后应进行退磁处理。(6)结果评定。(7)编写探伤报告 本讲稿第七十四页，共九十三页比较本讲稿第七十五页，共九十三页第六接第六接 焊接缺陷及底片评定焊接缺陷及底片评定本讲稿第七十六页，共九十三页（一）焊接缺陷的概念及分类（一）焊接缺陷的概念及分类 1、焊接缺陷的概念 我们把焊接过程中在焊接接头中产生的不符合标准要求的缺陷称为焊接缺陷。2、焊接缺陷的分类 焊接缺陷的种类很多，有熔焊产生的缺陷，也有压焊、钎焊产生的缺陷。本节主要介绍熔焊缺陷的分类，其它方法的焊接缺陷这里不作介绍。本讲稿第七十七页，共九十三页 根据GB6417-86金属熔化焊焊缝缺陷分类及说明，可将熔焊缺陷分为以下六类。第一类 裂纹第二类 孔穴第三类 固体夹杂第四类 未熔合和未焊透第五类 形状缺陷(咬边、烧穿、焊瘤焊缝超高等)第六类 其它缺陷。（电弧擦伤、飞溅、凿痕等）本讲稿第七十八页，共九十三页（二）焊接缺陷的特征及分布（二）焊接缺陷的特征及分布一、焊接裂纹一、焊接裂纹 焊接裂纹是指金属在焊接应力及其它致脆因素共同作用下，焊接接头中局部地区金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面所产生的缝隙。具有尖锐的缺口和长宽比大的特征，是焊接结构(件)中最危险的缺陷。本讲稿第七十九页，共九十三页二、气孔二、气孔 焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来形成的孔穴称为气孔。本讲稿第八十页，共九十三页三、固体夹杂三、固体夹杂1夹渣焊后残留在焊缝忠的熔渣。一般呈线状、长条状、颗粒状及其它形状。2夹钨进行钨极亚弧焊时钨极不慎与熔池接触滴落，熔入焊缝金属中。本讲稿第八十一页，共九十三页四、未熔合和未焊透四、未熔合和未焊透1未熔合：在焊缝金属和母材之间或焊道金属与焊道金属之间未完全熔化结合的部分。2未焊透：焊接时，母材金属和之间该熔合而未焊上的部分。本讲稿第八十二页，共九十三页五、形状缺陷五、形状缺陷1、咬边：由于焊接参数选择不当或操作工艺不正确，沿焊址的母材部位产生的沟槽或凹陷成为咬边。立焊及仰焊位易发生。2、焊瘤：在焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上所形成的金属称为焊瘤。3、烧穿和下榻：在焊接过程中，熔化金属自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷称为烧穿；穿过单层焊缝根部，或在多层焊接接头中穿过前道熔敷塌落的过量焊缝金属称为下榻。4、错边和角变形本讲稿第八十三页，共九十三页（三）焊缝底片的评定（三）焊缝底片的评定1、底片质量的评定2、焊缝质量的评级(GB33233-87）3、种常见缺陷在底片上显露和辨认本讲稿第八十四页，共九十三页1、底片质量的评定黑度值D（含灰雾度D0）曝光并经暗室处理后的底片黑化程度。象质指数Z检验标记齐全、正确有效检验区内有无伪缺陷其它妨碍底片评定的缺陷本讲稿第八十五页，共九十三页2、焊缝质量的评级(GB3323-87)根据缺欠性质、尺寸及数量将焊缝质量分为、共四级，质量依次降低。级焊缝内不允许有裂纹、未熔合、未焊透以及条状夹渣等，允许有一定量的圆形缺陷存在。级焊缝内不允许有裂纹、未熔合、未焊透，允许有一定数量的条状夹渣和圆形缺陷存在。级焊缝内不允许有裂纹、未熔合，允许有一定数量的未焊透、条状夹渣和圆形缺陷存在。级焊缝指焊缝缺欠超过级者。本讲稿第八十六页，共九十三页3、种常见缺欠在底片上显露和辨认裂纹：裂纹：不规则的锯齿状黑色影象未焊透未焊透:焊缝根部钝边未熔化的直线黑色影象条状夹渣：条状夹渣：黑度值较均匀的呈长条黑色不规则影象未熔合：未熔合：坡口边缘、焊道之间以及焊缝根部等处的 伴有气孔或夹渣的连续或断续黑色影象 咬边：咬边：位于焊缝边缘与焊缝走向一致的黑色条纹 气孔：气孔：黑度值中心较大边缘较小且均匀过渡的圆形黑色影像本讲稿第八十七页，共九十三页SY405693石油天然气钢质管道对接焊缝 射线照相机质量分级本讲稿第八十八页，共九十三页SY4056标准本讲稿第八十九页，共九十三页SY4056标准本讲稿第九十页，共九十三页SY4056标准本讲稿第九十一页，共九十三页 SY4056标准本讲稿第九十二页，共九十三页监理与施工单位的关系监理与施工单位的关系本讲稿第九十三页，共九十三页