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焊接检验与质量控制柯黎明：手机：办公室：M313/83863015相关问题1、何谓焊接检验？2、为什么要进行焊接检验？3、焊接专业学生为什么要学习焊接检验课程？4、焊接专业学生如何学习焊接检验课程？相关问题1、何谓焊接检验？关键词：检验、焊接 检验:破坏性检验（机械性能试验、切片）非破坏性检验（无损检验？）焊接：焊接结构相关问题2、为什么要进行焊接检验？修复、报废（在零件生产过程中那个阶段报废）允许范围内（断裂力学）不可容许的焊接产生缺陷影响质量相关问题3、焊接专业学生为什么要学习焊接检验课程？1）无损检测实践中，60%以上工作是针对焊接结构 2）焊接与无损检测的关系 促进研究无损检测研究各种缺陷的检测方法焊接应用技术提出要求世界第一世界第一世界第一世界第一三峡水轮机转轮直径：10.7m高：5.4m总重量：440吨耗用焊丝：12吨神舟3号航天飞船我国建造最大的30万吨超大型原油船总长333m，型宽58m电机定子座直径22m，重量832吨蜗壳进水口直径12.4m重量750吨世界最大、最重世界最大、最重相关问题4、焊接专业学生如何学习焊接检验课程？发挥自己的优势：对各种焊接方法可能产生的缺陷特征的了解。安徽机电职业技术学院机械工程系焊接专业常见焊接缺陷第一章第一章 绪论绪论第一节第一节 焊接检验的意义焊接检验的意义一、概念性质：专门研究保证焊接产品质量的学科。内容：包括从图纸设计到产品的成型整个生产过程中所使用的材料、工具、设备、工艺过程和成品质量的检验以及产品运行过程中的质量检测。第一章第一章 绪论绪论第一节第一节 焊接检验的意义焊接检验的意义一、概念特点：1多学科性，以近代理学、化学、力学、电子学和材料科学为基础，其检验手段和相关原理涉及到力、热、磁、声、光、电各领域，综合多种方法获得的信息，评价焊缝质量。2实践性：对焊接缺陷的理解与评定与检验人员的实践经验密切相关。二、意义：是获得可靠的焊接结构，在生活中不可缺少的环节。主要作用：1确保焊接结构（件）制造质量，保证其安全运行 生产过程中控制质量、使用过程中监测。2改进焊接技术，提高产品质量 评定制造工艺，选择最佳工艺程序。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，可促使焊接技术的更广泛应用。第二节第二节 焊接检验分类焊接检验分类一、分类1破坏性检验 1）力学性能试验：拉伸、弯曲、冲击 2）化学分析试验：化学分析，腐蚀 3）金相试验第二节第二节 焊接检验分类焊接检验分类2非破坏性检验 外观检测、强度检验、致密性检验、无损检验（NDT）1）外观检查：加厚高、缝宽是否稳定，是否有咬边、表面气孔、裂纹、变形等。2）强度检验：水压检验、气压检验3）致密性检验：气密性、吹气、氨渗漏、煤油、载水、沉水、水冲、氦检漏。4）无损检验（NDT）第二节第二节 焊接检验分类焊接检验分类4）无损检验（NDT）定义：无损检测技术是一门新兴的综合性应用学科。它是在不损伤被检测对象的条件下，利用材料内部结构异常或缺陷存在所引起的对热、声、光、电、磁等反应的变化，来探测各种工程材料、零部件、结构件等内部和表面缺陷，并对缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化作出判断和评价。目的：定量掌握缺陷与强度的关系，评价构件的允许载荷、寿命或剩余寿命。检测结构在制造和使用过程中产生的结构不完整性及缺陷情况，以便改进制造工艺，提高产品质量，及时发现故障，保证设备安全、高效、可靠地运行。第二节第二节 焊接检验分类焊接检验分类4）无损检验（NDT）质量管理：对非连续或连续加工的原材料、零部件提供实时质量控制，如控制材料的冶金质量、加工工艺质量、组织状态、涂镀层的厚度以及缺陷的大小、方位与分布等等。在役检测：对装置或构件在运行过程中进行监测，或者在检修期间进行定期检测。质量鉴定：对制成品（材料或零部件）在进行组装或投入使用前，进行最终检验。第二节第二节 焊接检验分类焊接检验分类4）无损检验（NDT）无损检测一般有三种含义：无损探伤NDI(Nondestructive Inspection)无损检测NDT(Nondestructive Testing)无损评价NDE(Nondestructive Evaluation)NDI仅检测出缺陷（探伤）；NDT以NDI检测结果为判定基础，对检测对象的使用可能性进行判定；此外还含有参数测试的意思；NDE掌握对象的载荷、环境条件，对构件的完整性、可靠性及使用性能进行综合评价。目前国内一般统称为NDT，国外NDE逐渐代替NDT。第二节第二节 焊接检验分类焊接检验分类4）无损检验（NDT）无损检测技术的特点：(1)不会对构件造成任何损伤 (2)为查找缺陷提供了有效方法 (3)能够对产品质量实现监控 (4)能够防止因产品失效引起的灾难性后果 (5)具有广阔的应用范围第二节第二节 焊接检验分类焊接检验分类4）无损检验（NDT）五大常规无损检测方法：超声检测（Ultrasonic Testing，UT）射线检测（Radiographic Testing，RT）磁粉检测（Magnetic particle Testing，MT）渗透检测（Penetrant Testing，PT）涡流检测（Eddy current Testing，ET）第二节第二节 焊接检验分类焊接检验分类4）无损检验（NDT）非常规无损检测方法：声发射（Acoustic Emission，AE）泄漏检测（Leak Testing，LT）光全息照相（Optical Holography）红外热成象（Infrared Thermography）微波检测（Microwave Testing）等等，目前多达70余种第二节第二节 焊接检验分类焊接检验分类二、焊接检验依据1施工图样：原材料、焊缝位置、坡口形式及尺寸、焊缝检验要求等。2技术标准：技术条件3检验文件：工艺规程、检验规程、检验工艺4订货合同：20121109第三节第三节 焊接检验过程焊接检验过程一、焊接检验：表1-2二、焊接过程检验：表1-3三、焊后检验：表1-4四、安装调试质量的检验1对现场组装的焊接质量进行检验。2对产品的制造埋的焊接质量进行现场复查。1）检验程序和检验项目2）检验方法和验收标准3）焊接质量问题的现场处理第三节第三节 焊接检验过程焊接检验过程五、产品股份质量的检验1产品运行期间的质量监控2产品检修质量的复查3服役产品质量问题现场处理 4焊接结构破坏事故的现场调查分析1）现场调查2）取样分析3）设计校核4）复查制造工艺第二章焊接缺陷第一节 焊接缺陷的概念及分类一、概念：焊接过程中在焊接接头内部产生的不符合标准要求的缺陷称为焊接缺陷。注意：不同的产品类型和质量要求，对缺陷的种类、大小、数量、分布等限制是不同的，同样的缺陷某些情况下作为焊接缺陷，某些情况下不作为焊接缺陷。第二章焊接缺陷第一节 焊接缺陷的概念及分类二、分类1按焊接方法分：熔焊缺陷、压焊缺陷、钎焊缺陷2熔焊缺陷：1）裂纹a按分布情况：横向、纵向、弧坑、放射状、枝状、间断、微观（p13Fig21）。b按性质分：(i)热裂纹：结晶裂纹、液化裂纹、高温失塑裂纹。(ii)冷裂纹：氢孜裂纹、淬火裂纹、层状撕裂。(iii)再热裂纹：热裂纹、再热裂纹断口表口有氧化色彩。2）气孔第二章焊接缺陷第一节 焊接缺陷的概念及分类二、分类2熔焊缺陷：2）气孔a按分布情况：单个、密集、链状、层状分布。b按性质分：(i)H2气孔：断面为螺丝形，表面呈喇叭形、内壁光滑，鱼眼：周围存在有脆性解理扩展的裂纹(ii)N2气孔：蜂窝状，成堆出现。(iii)CO2气孔：表面光滑、条虫形。3）固体夹渣（杂）：第二章焊接缺陷第一节 焊接缺陷的概念及分类二、分类2熔焊缺陷：3）固体夹渣（杂）：a夹渣：b夹杂 4）未熔合和未焊透5）形状缺陷a咬边b焊瘤c烧穿和下塌d错边和角变形e焊缝尺寸、形状不合要求第二章焊接缺陷第一节 焊接缺陷的概念及分类二、分类2熔焊缺陷：6）其它缺陷a电弧擦伤b飞溅第二章焊接缺陷第二节 产生焊接缺陷的主要因素一、材料二、结构三、工艺第二章焊接缺陷第三节 焊接缺陷的危害及对质量的影响一、缺陷的危害：焊接结构破坏的主要原因之一是缺陷二、焊接缺陷对质量的影响1结构负载强度2耐腐蚀性能1焊接缺陷引起的应力集中：Kt：2对静载强度的影响承载面积减小3对脆性断裂的影响缺陷应力集中脆断错边角变形弯曲应力低应力破坏4对疲劳强度的影响5对应力腐蚀开裂的影响三、常用结构类型及其焊缝质量等级第三章射线探伤教学目的：通过学习，初步掌握射线探伤的原理、方法、操作过程。重点：1衰减定律：I=I0e-2探伤的基本原理 3探伤条件的选择 4底片评定难点：底片评定第三章射线探伤第一节 射线探伤基本原理一、概念和分类：射线探伤利用射线可穿透物质和在物质中有衰减的特性来发现缺陷的一种方法分类：按rays 种类：X-rays探伤 -rays探伤 高能rays按显示缺陷方式：电离法荧光屏观察法照相法实时图象法计算机断层扫描第三章射线探伤第一节 射线探伤基本原理一、概念和分类：二、射线性质：1电磁波：以光速直线传播，不带电1A=101nm电磁波种类：无线电波 30km0.3mm红外线 0.3mm7800A可见光 7800A3900 A紫外钱 3900A200 AX-ray 10.9 A0.006 A（高速电子撞击金属靶产生）-ray 1.139A0.003 A （放射线物质(60Co，O192Ir）内部原子核的衰变而来）第三章射线探伤第一节 射线探伤基本原理一、概念和分类：二、射线性质：1电磁波：2不带电：不受电场、磁场的影响 3可穿透物质并在物质中会衰减用于探伤4可使物质电离、使胶片感光，并使某些物质产生荧光可见5生物效应，即对生物细胞起作用防护第三章射线探伤第一节 射线探伤基本原理一、概念和分类：二、射线性质：三、rays与物质的相互作用：（光电效应，汤姆逊放射，康顿效应和电磁效应）能量衰减，吸收和散射1Theabsorptionofraysbymaterials能量的转换第三章射线探伤第一节 射线探伤基本原理三、rays与物质的相互作用：1Theabsorptionofraysbymaterials射线通过物质与物质的原子互相撞击原子被激活（与原子核联系较弱的电子被逐出）ray消耗全部能量，电子能量较大标识电子放射 ray消耗部分能量，电子能量较小散射电子放射标识电子：产生二次、三次.电子放射散射电子：与物质相互作用变为热量 rays的能量降低 物质厚度越大，射线与物质电子撞击的机会越多，射线能量损耗较大。即：rays能量损耗越大能量的转换第三章射线探伤第一节 射线探伤基本原理三、rays与物质的相互作用：1Theabsorptionofraysbymaterials2Thedispersionofrays 可看作是部分射线入变了原来的方向实质：ray电磁波 原子中的电子在电磁场作用下产生强迫振动 振动的电子产生ray 波长与频率与原射线相同，向四周辐射 （X-ray）汤姆 逊效应；部分射线波长长于原射线波长原来射线能量消耗在电子的逸出 轨道和电子的附加速度上。能量的转换第三章射线探伤第一节 射线探伤基本原理三、rays与物质的相互作用：2Thedispersionofrays3衰减定律：I=I0e-能量因素、材料因素吸收系数=+散射系数线衰减系数透过物质的厚度I透过厚度的物质后的射线强度I0射线的初始强度能量的转换第三章射线探伤-射线探伤基本原理三、rays与物质的相互作用：3衰减定律：I=I0e-能量因素、材料因素讨论：影响I的因素：密度越大，射线在其途径上碰到的原子就越多，衰减越严重。大：易被吸收提高照相分辨率，增加金属滤极（cm）小：射线能量大，易使电子发生强迫振动和弹性碰撞。：小：电子与分核的结合力小，易发生康普顿散射。因此，对于相同波长或能量的射线，物质的原子序数越大，密度越大，值越大。相同的物质，射线的波长越长、值越大。第三章射线探伤-射线探伤基本原理三、rays与物质的相互作用：四、Theprincipleofinspection原理：被检工件与其内部缺陷介质对射线能量衰减程度不同，引起射线透过工件后强度差异，使缺陷在射线底片或X光电视屏幕上显示出来。关键：不同物质对射线的衰减系数不同。设：工件的线衰减系数缺陷的线衰减系数则透过工件完好部分X厚的射线强度：Ix=I0.e-x透过缺陷部位的射线强度：I=I0.e-x.e-(-)x=Ix.e-(-)x第三章射线探伤-射线探伤基本原理四、Theprincipleofinspection透过缺陷部位的射线强度：I=I0.e-x.e-(-)x=Ix.e-(-)x讨论：1时，IIx，底片较黑，如气孔、夹渣、裂纹等2时，IIx，底片较白，如夹钨3时，IIx，缺陷部位与周围完好部位透过的射线强度无差异I=I0.e-(x-x).e-x第三章射线探伤第一节 射线探伤基本原理第二节射线探伤设备一、X-ray探伤机1classification按结构形式：携带式、移动式、固定式按辐射方向：定向幅射、周向幅射。特殊用途：软X-ray机：UP60KV不是能量越大越好微焦点X-ray机：焦点尺寸小于0.01mm0.1mm2construction：第三章射线探伤-第二节射线探伤设备一、X-ray探伤机1classification2construction：X-ray管、高压发生器、控制装置、冷却器、机械装置、高压电缆第三章射线探伤-第二节射线探伤设备一、X-ray探伤机3formationofX-ray：X-光管1）structurea阴极构件：阴极、灯丝、聚焦罩：冷阴极：铝热阴极：钨b阳极构件：阳极、靶块-阳极板受高能电子及冲击变热，要冷却c套管第三章射线探伤-第二节射线探伤设备一、X-ray探伤机3formationofX-ray：X-光管2)Principle灯丝通电后，在其周围形成电子云，聚焦罩使其聚焦，电子在阴极阳极之间被加速，高速撞击靶块，电子被阻挡，减速和吸收，部分功能(1%)转换为X-ray，大部分能量转换为热能。第三章射线探伤-第二节射线探伤设备一、X-ray探伤机3formationofX-ray：X-光管1）structure2)Principle设高压为Up，则：除min外，还有其它波长的X-rays.3)Focus第三章射线探伤-第二节射线探伤设备一、X-ray探伤机3formationofX-ray：X-光管1）structure2)Principle3)FocusX-ray机的重要技术指标，影响探伤灵敏度焦点尺寸主要取决于灯丝形状和大小，如图第三章射线探伤-第二节射线探伤设备一、X-ray探伤机3formationofX-ray：X-光管1）structure2)Principle3)Focus图中：1电子束尺寸2实际焦点3有效焦点（光学焦点）4靶块5轰击区实际焦点/有效焦点=3有效焦点尺寸，清晰度第三章射线探伤-第二节射线探伤设备一、X-ray探伤机3formationofX-ray：X-光管1）structure2)Principle3)Focus图中：1电子束尺寸2实际焦点3有效焦点（光学焦点）4靶块5轰击区实际焦点/有效焦点=3有效焦点尺寸，清晰度第三章射线探伤-第二节射线探伤设备一、X-ray探伤机3formationofX-ray：X-光管1）structure2)Principle3)Focus4)X-ray机主要性能：P34，表3-2第三章射线探伤-第二节射线探伤设备一、X-ray探伤机二、-rays机1classification：携带式：用192Ir作射线源，薄件移动式：用60Co作射线源，厚件爬行式：野外焊接管线2structure放射源、保护帽Fig3-6源：人工放射性同位素，钴-60(Co-60)、铯-137(Cs-137)、铱-192(Ir-192)、铥-170(Tm-170)要求：足够的能量、合适的半衰期、较小的焦点尺寸、便于防护、用后处理方便2023/4/25NDT-by Dr Xiong JG57二、工业射线胶片二、工业射线胶片射线胶片结构第七章第七章 无损检测新技术无损检测新技术 本章重点：本章重点：1、声发射探伤特点；声发射探伤特点；2、声发射探伤设备的基本要求；、声发射探伤设备的基本要求；3、声发射源分类；、声发射源分类；4、红外探伤原理及红外探伤仪分类；、红外探伤原理及红外探伤仪分类；5、激光全息探伤原理；、激光全息探伤原理；6、中子射线与物质作用特点。、中子射线与物质作用特点。第七章第七章 无损检测新技术无损检测新技术 一、声发射探伤技术一、声发射探伤技术 （一）声发射探伤基础（一）声发射探伤基础 1声发射现象声发射现象 材材料料或或结结构构在在外外力力或或内内力力作作用用下下产产生生变变形形或或断断裂裂时时，以以弹弹性性波波形形式式释释放放出出应应变变能能的的现现象象叫叫作作声声发发射射。换换句句话话说说，声声发发射射是是材材料料或或结结构构中中局局部部区区域域快快速速卸卸载载使使弹弹性性波波得得以以释释放放的的结结果果，即即是是一一种种常常见见的的物物理理现现象象。绝绝大大多多数数金金属属材材料料塑塑性性变变形形和和断断裂裂时时都都有有声声发发射射发发生生，但但声声发发射射信信号号的的强强度度很很弱弱，人人耳耳不不能能直直接接听听到到，需需要要借借助助灵灵敏敏的的电电子子仪仪器器才才能能检检测测出出来来。用用仪仪器器检检测测、分分析析声声发发射射信信号号，并并利利用用声声发发射射信信号号来来推推断断声声发射源的技术，称为声发射技术。发射源的技术，称为声发射技术。所所有有的的焊焊接接缺缺陷陷都都可可以以成成为为声声发发射射源源，平平面面型型缺缺陷陷比比非非平平面面型型缺缺陷陷更更容容易易成成为为声声发发射射源源，这这是是因因为为平平面面型型缺缺陷陷的的应应力集中系数高，更容易引起局部屈服产生新的开裂。力集中系数高，更容易引起局部屈服产生新的开裂。2声发射信号的表征参数声发射信号的表征参数 声发射换能器所检测到的信号是经过多次反射和波型声发射换能器所检测到的信号是经过多次反射和波型变换的复杂信号。所以目前说明声发射信号的表征参数是变换的复杂信号。所以目前说明声发射信号的表征参数是针对仪器输出波形而言的。这些参数主要有声发射事件计针对仪器输出波形而言的。这些参数主要有声发射事件计数、平均事件计数、振铃计数、平均振铃计数、振铃事件数、平均事件计数、振铃计数、平均振铃计数、振铃事件比、幅度分布、能量和能量率等。比、幅度分布、能量和能量率等。第七章第七章 无损检测新技术无损检测新技术 3声发射探伤特点声发射探伤特点 声声发发射射探探伤伤与与常常规规无无损损探探伤伤方方法法相相比比具具有有以以下下特特点：点：(1)声声发发射射探探伤伤仪仪显显示示和和记记录录那那些些在在力力的的作作用用下下扩扩展的危险缺陷。展的危险缺陷。(2)声声发发射射探探伤伤对对扩扩展展中中的的缺缺陷陷有有很很高高的的灵灵敏敏度度，可以探测到零点几微米数量级的裂纹增量。可以探测到零点几微米数量级的裂纹增量。(3)声声发发射射探探伤伤过过程程对对工工件件表表面面状状态态和和加加工工质质量量要要求不高。求不高。(4)缺缺陷陷尺尺寸寸及及在在焊焊缝缝中中的的位位置置和和走走向向不不影影响响声声发发射探伤结果。射探伤结果。(5)声声发发射射探探伤伤与与射射线线照照相相法法和和超超声声波波探探伤伤相相比比，受材料的限制比较小。受材料的限制比较小。第七章第七章 无损检测新技术无损检测新技术 （二）声发射探伤设备简介（二）声发射探伤设备简介 1声发射探伤设备的基本要求声发射探伤设备的基本要求 (1)应应具具有有较较高高的的检检测测灵灵敏敏度度 声声发发射射信信号号单单个个事事件件的的持持续续时时间间很很短短，通通常常在在0.0l-100微微秒秒范范围围内内，声声发发射射脉脉冲冲的的上上升升时时间间一一般般在在几几十十至至几几百百毫毫微微秒秒范范围围内内。而而且且声声发发射射在在工件表面上产生的垂直位移约为工件表面上产生的垂直位移约为10-4-10-10mm。(2)应应具具有有较较宽宽的的频频率率选选择择范范围围 因因为为声声发发射射信信号号本本身身具具有有很很宽宽的的频频率率范范围围，因因此此也也要要求求声声发发射射探探伤伤仪仪能能在在较较宽宽的频率范围内选择检测的频率窗口。的频率范围内选择检测的频率窗口。(3)对对各各种种噪噪声声具具有有较较强强的的抑抑制制和和鉴鉴别别能能力力 因因为为声声发发射射探探伤伤常常在在各各种种机机械械噪噪声声、流流体体动动力力噪噪声声及及电电气气噪噪声声下下进进行行，而而有有些些噪噪声声（例例如如夹夹具具之之间间、夹夹具具与与工工件件之之间间因因摩摩擦擦而而产产生生的的噪噪声声）其其特特性性与与声声发发射射信信号号十十分分相相似似，所所以以要要求求声发射探伤仪要有较强的抑制和鉴别噪声的能力。声发射探伤仪要有较强的抑制和鉴别噪声的能力。第七章第七章 无损检测新技术无损检测新技术 2.声发射探伤设备声发射探伤设备 目目前前声声发发射射探探伤伤仪仪大大体体上上可可以以分分为为二二类类：一一类类是是单单通道声发射探伤仪；另一类是多通道声发射探伤仪。通道声发射探伤仪；另一类是多通道声发射探伤仪。第七章第七章 无损检测新技术无损检测新技术 （三）声发射探伤在焊接中的应用（三）声发射探伤在焊接中的应用 在在焊焊接接领领域域中中声声发发射射技技术术已已成成功功地地应应用用于于役役前前、在在役役压力容器结构完整性检测评定上。压力容器结构完整性检测评定上。1在役、役前压力容器结构完整性检测评定在役、役前压力容器结构完整性检测评定 有有相相当当数数量量的的在在役役压压力力容容器器，普普遍遍存存在在着着各各种种先先天天性性（制制造造中中遗遗留留）和和后后天天性性（使使用用中中产产生生）缺缺陷陷，未未能能得得到到及及时时检检验验和和处处理理。声声发发射射技技术术可可应应用用于于在在役役压压力力容容器器检检修修水水压压试试验验，发发现现活活动动性性缺缺陷陷源源，定定出出位位置置后后再再用用常常规规无无损损探探伤伤方方法法对对局局部部活活动动源源进进行行重重点点复复查查，这这样样不不仅仅大大大大减减少少了了常常规规无无损损探探伤伤工工作作量量，加加快快检检修修速速度度，而而且且免免去去了了相相当当数数量量超超标标缺缺陷陷的的返返修修，提提高高了了经经济济效效益益。同同时时也也真真正正确确保保压力容器的安全使用。压力容器的安全使用。役役前前水水压压试试验验声声发发射射检检测测评评定定方方法法与与在在役役压压力力容容器器检检修声发射检测评定方法相同。修声发射检测评定方法相同。第七章第七章 无损检测新技术无损检测新技术 2.加加载载压压力力及及保保压压台台阶阶的的确确定定 在在役役压压力力容容器器的的声声发发射射检检测测应应在在容容器器加加载载过过程程中中进进行行，加加载载程程序序一一般般包包括括升升压压、保保压压过过程程。最最高高加加载载压压力力最最好好稍稍高高于于原原出出厂厂时时的的水水压压试试验验压力，至少不得低于最高使用压力的压力，至少不得低于最高使用压力的1.25倍。倍。3.声声发发射射源源分分类类 声声发发射射源源通通常常根根据据声声发发射射源源的的活活动动度度或或强强度度分分类类。声声发发射射源源的的活活动动度度是是指指声声发发射射源源区区事事件件计计数数或或振振铃铃计计数数在在加加载载过过程程中中的的变变化化率率。按按活活动动度度发发射射源源分分为为1、2、3型型，1型型最最强强。声声源源的的强强度度是是由由经经过过距距离离修修正正的的声声发发射射源源平平均均振振铃铃计计数数和和平平均均幅幅度度分分别别与与总总事事件件的的平平均均振振铃铃计计数数和和平平均均幅幅度度的的比比值值来来决决定定。按按强强度度分分类类由由强强到到弱弱分分为为I、II、III型型。综综合合声声发发射射源源的的活活动动度度和和强强度度，可可把把声声发发射射源源严严重重性性分分为为A、B、C三三级级，其其中中A级级源源最最严严重重、B级源严重、级源严重、C级源不严重。级源不严重。第七章第七章 无损检测新技术无损检测新技术 二、红外线探伤技术二、红外线探伤技术 红红外外线线探探伤伤是是建建立立在在传传热热学学理理论论上上的的一一种种无无损损探探伤伤方方法法。在在探探伤伤时时，可可将将一一恒恒定定热热流流注注入入工工件件，如如果果工工件件内内存存在在有有缺缺陷陷，由由于于缺缺陷陷区区与与无无缺缺陷陷区区的的热热扩扩散散系系数数不不同同，那那么么在在工工件件表表面面的的温温度度分分布布就就会会有有差差异异，内内部部有有缺缺陷陷与与无无缺缺陷陷区区所所对对应应的的表表面面温温度度就就不不同同，由由此此所所发发出出的的红红外外光光波波（热热辐辐射射）也也就就不不同同。利利用用红红外外探探测测器器可可以以响响应应红红外外光光波波（热热辐辐射射），并并转转换换成成相相应应大大小小电电信信号号的的功功能能。逐逐点点扫扫描描工工件件表表面面就就可可以以得得知知工工件件表表面面温温度度分分布布状状态态，从从而而找找出出工工件表面温度异常区域，确定工件内部缺陷的部位。件表面温度异常区域，确定工件内部缺陷的部位。（一）红外线探伤仪（一）红外线探伤仪 1红外线探伤仪工作原理红外线探伤仪工作原理 典型的红外线探伤仪工作原理如图所示。典型的红外线探伤仪工作原理如图所示。第七章第七章 无损检测新技术无损检测新技术 来来自自工工件件的的红红外外光光波波经经光光学学系系统统1的的反反射射、聚聚焦焦后后，由由分分光光镜镜将将其其反反射射至至调调制制盘盘2，调调制制盘盘将将来来自自工工件件和和标标准准红红外外光光源源5的的红红外外光光波波轮轮流流交交替替地地送送入入红红外外探探测测器器6中中，由由它它转转换换成成相相应应大大小小的的电电信信号号输输出出，输输出出的的这这些些信信号号经经窄窄带带放放大大器器7、参参考考信信号号发发生生器器8、同同步步整整流流器器9和和信信号号处处理理及及显显示示装装置置10后后，得得到到工工件件表表面面被被检测点的温度。检测点的温度。第七章第七章 无损检测新技术无损检测新技术 2红外探伤仪分类红外探伤仪分类 红外线探伤仪有红外线热像仪和辐射计两类。红外线探伤仪有红外线热像仪和辐射计两类。(1)红红外外线线热热像像仪仪 可可把把来来自自工工件件表表面面的的温温度度分分布布变变成成直观而形象的热图。直观而形象的热图。(2)辐辐射射计计 就就是是视视场场固固定定的的点点探探测测仪仪。辐辐射射计计仅仅提提供供一点或一条线的温度分布状态。一点或一条线的温度分布状态。3红外线探测器红外线探测器 红红外外线线探探测测器器是是红红外外线线探探伤伤仪仪中中的的关关键键部部件件，它它的的质质量量直直接接关关系系到到探探伤伤仪仪性性能能的的优优劣劣。红红外外线线探探测测器器分分为为热热探探测器和光探测器两类。测器和光探测器两类。(1)热热探探测测器器 它它利利用用入入射射的的红红外外线线引引起起探探测测器器材材料料温温度度变变化化，使使与与温温度度有有关关的的一一些些物物理理参参数数发发生生变变化化，通通过过这这些物理参数的变化来确定所吸收的红外线辐射量。些物理参数的变化来确定所吸收的红外线辐射量。第七章第七章 无损检测新技术无损检测新技术 (2)光光电电探探测测器器 它它利利用用某某些些半半导导体体材材料料在在入入射射红红外外线线照照射射下下产产生生光光电电效效应应，致致使使导导电电性性发发生生变变化化，进进而而反反应应出出所吸收红外辐射的强弱。所吸收红外辐射的强弱。（二）红外线探伤方法分类（二）红外线探伤方法分类 1按检测方法分类按检测方法分类 按按检检测测方方法法可可分分为为主主动动式式和和被被动动式式两两类类。其其中中，主主动动式式是是在在加加热热被被检检工工件件同同时时或或加加热热后后，用用红红外外线线探探伤伤仪仪扫扫描描工件表面进行探伤的方法。工件表面进行探伤的方法。2按被检工件加热状态分类按被检工件加热状态分类 按按被被检检工工件件加加热热状状态态，可可分分为为稳稳态态和和非非稳稳态态加加热热红红外外线探伤两类。线探伤两类。3按工件表面温度状态显示方式分类按工件表面温度状态显示方式分类 按按显显示示方方式式可可分分热热图图法法、温温度度分分布布曲曲线线法法和和逐逐点点测测温温法三类。法三类。第七章第七章 无损检测新技术无损检测新技术 （三）红外线探伤在焊接检验中应用（三）红外线探伤在焊接检验中应用 焊接接头的红外线探伤常采用主动式探伤方法。焊接接头的红外线探伤常采用主动式探伤方法。利利用用红红外外灯灯泡泡1非非接接触触加加热热点点焊焊接接头头，采采用用双双面面法法探探伤伤。把把接接头头处处加加热热至至80-100，从从放放置置热热像像仪仪的的一一侧侧冷冷却却接接头头十十几几秒秒钟钟后后，在在显显示示装装置置荧荧光光屏屏上上就就能能很很清清楚楚地地显显示示出出接接头头的的等等温温线线直直径径。将将它它与与标标准准点点焊焊接接头头的的等等温温线线直直径径相相比比，凡凡等等温温线线直直径径大大于于标标准准点点焊焊接接头头等等温温线线直直径径的的接接头头质质量量合合格格，否否则则，则则存存在在未未焊透。焊透。第七章第七章 无损检测新技术无损检测新技术 三、激光全息探伤三、激光全息探伤 （一）全息照相原理（一）全息照相原理 从从激激光光器器发发出出的的光光，经经分分束束器器分分成成两两束束，一一束束经经分分光光镜镜直直接接投投射射到到记记录录媒媒质质上上，称称为为参参考考光光；另另一一束束经经物物体体反反射射（或或透透射射）之之后后也也达达到到记记录录媒媒质质。参参照照光光和和物物光光在在记记录录媒媒质质上上相相干干叠叠加加，并并使使之之感感光光，这这样样就摄得一张全息照片。就摄得一张全息照片。第七章第七章 无损检测新技术无损检测新技术 一张全息照片或全息图，用眼睛直接观看时只是灰蒙一张全息照片或全息图，用眼睛直接观看时只是灰蒙蒙的半透明片，绝对看不出物体的形象。要再现全息照片蒙的半透明片，绝对看不出物体的形象。要再现全息照片上所记录的物，还需要用相干光照射全息照片。上所记录的物，还需要用相干光照射全息照片。第七章第七章 无损检测新技术无损检测新技术 因因为为这这种种照照相相术术能能获获得得景景物物的的每每个个细细节节辐辐射射或或反反射射光光波波的的全全部部信信息息，所所以以叫叫做做“全全息息照照相相”。全全息息照照片片记记录录来来自自物物体体上上各各点点光光的的全全部部信信息息。这这也也是是全全息息照照相相与与普普通通照照相相的的一一个个重重要要不不同同之之处处。普普通通的的照照相相只只能能显显示示物物体体的的一一个个平平面像，不能反映物体的全部情况。面像，不能反映物体的全部情况。全息照相全息照相的第二个特点是能以一斑而知全貌。当的第二个特点是能以一斑而知全貌。当全息全息照片被损坏，即使是大半损坏的情况下，我们仍然可以从照片被损坏，即使是大半损坏的情况下，我们仍然可以从剩下的那一小半上看到这张剩下的那一小半上看到这张全息全息照片上原有物体的全貌。照片上原有物体的全貌。这对于普通照片来说就不行，即使是损失一只角，那只角这对于普通照片来说就不行，即使是损失一只角，那只角上的画面也就看不到了。上的画面也就看不到了。全息全息照的第三个特点是在一张照的第三个特点是在一张全息全息底片上可以分层记底片上可以分层记录多幅录多幅全息全息照，而且在它们显示画面时不会互相干扰。正照，而且在它们显示画面时不会互相干扰。正是这种分层记录，使得是这种分层记录，使得全息全息照片能够存储巨大的信息量。照片能够存储巨大的信息量。第七章第七章 无损检测新技术无损检测新技术 （二）激光全息探伤方法（二）激光全息探伤方法 1.激光全息探伤原理激光全息探伤原理 对对于于不不透透明明的的工工件件来来说说，激激光光只只能能在在它它的的表表面面发发生生反反射射，反反映映工工件件的的表表面面状状况况。但但工工件件表表面面与与内内部部的的情情况况有有关关联联，在在被被检检工工件件上上加加一一个个并并不不使使工工件件受受损损的的机机械械力力、热热应应力力或或振振动动力力，在在内内部部缺缺陷陷所所对对应应的的表表面面区区域域将将产产生生一一个个比比周周围围（无无缺缺陷陷区区所所对对应应的的表表面面）大大一一些些的的微微量量位位移移。激激光光全全息息无无损损探探伤伤就就是是把把工工件件在在受受力力和和不不受受力力两两种种状状态态下下所所获获得得的的全全息息图图加加以以比较找出异常，确定缺陷。比较找出异常，确定缺陷。2激光全息探伤方法分类激光全息探伤方法分类 激激光光全全息息探探伤伤按按观观察察工工件件表表面面微微量量位位移移的的方方法法，分分有有实实时法、两次曝光法和时间平均法三种。时法、两次曝光法和时间平均法三种。第七章第七章 无损检测新技术无损检测新技术 3激光全息探伤加载方式激光全息探伤加载方式 激激光光全全息息探探伤伤的的加加载载方方式式有有内内部部充充气气法法、表表面面真真空空法法、加热法和声振法四种。加热法和声振法四种。内内部部充充气气法法比比较较适适合合于于管管道道、小小型型压压力力容容器器、蜂蜂窝窝式式结结构构。表表面面真真空空法法比比较较适适合合于于迭迭层层、板板状状结结构构。加加热热法法是是一一种种最最简简单单而而有有效效的的方方法法，对对工工件件表表面面施施加加一一个个急急骤骤的的热热脉脉冲冲，如如用用一一盏盏灯灯扫扫描描被被检检工工件件表表面面几几秒秒钟钟，就就可可使使其其弯弯曲曲，而而达达到到探探伤伤的的目目的的。声声振振法法是是把把一一个个宽宽频频带带的的换换能能器器(常常用用压压电电晶晶体体)胶胶接接在在工工件件表表面面上上，调调节节驱驱动动电电压压来来改改变变激振频率，在工件振动期间摄取全息图。激振频率，在工件振动期间摄取全息图。4.激光全息探伤在焊接中的应用激光全息探伤在焊接中的应用 激激光光全全息息探探伤伤在在焊焊接接检检验验中中主主要要应应用用于于小小型型压压力力容容器器、蜂窝状夹层和迭层胶接结构件的探伤。蜂窝状夹层和迭层胶接结构件的探伤。第七章第七章 无损检测新技术无损检测新技术 四、热中子照相法探伤四、热中子照相法探伤 （一）中子射线与物质作用特点（一）中子射线与物质作用特点 中中子子射射线线与与物物质质作作用用的的特特点点与与射射线线、X射射线线相相比比不不同同。X射射线线、射射线线主主要要是是与与物物质质的的核核外外电电子子相相互互作作用用，形形成成吸吸收收和和散散射射。而而中中子子射射线线是是不不带带电电的的中中性性微微粒粒，与与核核外外电电子子几几乎乎没没有有什什么么作作用用，它它主主要要是是与与物物质质的的原原子子核核相相互互作作用用，形成吸收和散射。形成吸收和散射。中中子子射射线线的的质质量量吸吸收收系系数数与与原原子子序序数数无无规规律律而而循循，轻轻元元素素的的吸吸收收系系数数大大，而而重重元元素素的的吸吸收收系系数数反反而而小小。由由于于存存在在这这一一差差别别，使使中中子子照照相相具具有有不不同同于于X射射线线照照相相的的特特点点。对对X射射线线较较难难穿穿透透的的铅铅、铋铋钚钚、铀铀一一类类重重元元素素，采采用用中中子子照照相相法法探探伤伤则则比比较较容容易易，所所以以中中子子照照相相法法探探伤伤可可以以作作为为X射线照相法探伤的重要补充。射线照相法探伤的重要补充。第七章第七章 无损检测新技术无损检测新技术 （二）热中子照相法探伤特点（二）热中子照相法探伤特点 1热中子照相法探伤方法热中子照相法探伤方法 由由反反应应堆堆、加加速速器器等等中中子子源源所所发发出出的的中中子子，经经周周围围的的含含氢氢物物质质（慢慢化化剂剂）减减慢慢速速度度后后的的中中子子叫叫热热中中子子。从从中中子子源源发发出出的的中中子子射射线线不不能能用用于于探探伤伤，只只有有热热中中子子射射线线才才可可以以用于探伤。用于探伤。热热中中子子