焊缝质量检验

关于焊缝检查

多学科任务

焊接检验是一项多学科的工作,涉及许多不同的技术和目的。在本节中,描述了对切割截面的几何特征、硬度或微观结构的检查。

两级检查

焊接接头材料截面的检查通常分为两个级别:

焊缝检验宏

宏:

放大倍数可达50倍的立体显微镜
宏观检查通常通过焊接接头对未安装的截面进行,并涉及切割和粗/细磨技术。所得到的光洁度足以进行蚀刻,然后检查焊缝的宏观特征。下面列出了其中一些:

  • 焊缝几何
  • 通过的数量和大小
  • 渗透深度
  • HAZ(热影响区)范围
  • 表面缺陷,如裂纹、咬边、喉道过大、凸度和焊趾角
  • 内部缺陷,如裂纹,孔隙,金属夹杂物,缺乏融合,缺乏渗透和熔渣
  • 接头几何缺陷,如根隙、根面、倒角和不对中

焊缝检验微观

微:

在哪里使用光学显微镜进行更高放大倍数(高达1000倍)的检查
对于显微检查技术和硬度导线,需要提供抛光的光学平面。进行微观检查,以研究焊缝缺陷和微观结构特征,如:

  • 空隙(气孔、缩孔、微裂纹)
  • 特殊相(不锈钢中的sigma相)
  • 晶粒尺寸/结构
  • 焊接结构
  • 种族隔离
  • HAZ和基础结构

如何进行焊缝检查

一般来说,常规的材料学和硬度测试技术也适用于焊接部分。然而,焊缝的特性为材料制备带来了一些特殊的挑战。


切割

通常,火焰切割被用作主要切割技术,以从较大的制造中去除更易于管理的焊接部分。在这种情况下,重要的是宏观/微观部分是通过磨料湿切工艺切割的,并且该部分远离初级热切割操作的任何热损伤的影响。

为了最大限度地减少切割变形和切割表面热损伤的风险,对切割轮和切割参数的选择提出了一般性建议。

越来越多的
通常情况下,由于时间限制,用于程序测试的宏观部分是未安装的,因为精细的研磨通常足以进行宏观测试。如果半自动制备是一种选择,那么有许多标本架将容纳焊接接头的未安装截面。

如果需要安装,则可以选择热压缩安装或冷安装。然而,在焊接检查中具有相对较大的截面并不罕见。在这种情况下,可以使用冷安装的矩形模具。

机械准备
传统上,用于宏观检查的焊接切片是在较细的碳化硅纸上手工制备的,表面粗糙度为1200砂。对于较大的样品或较长的研磨时间,树脂结合金刚石盘可以在寿命和恒定的去除率方面提供一些优势。

对于显微检查和硬度导线,制备要求还包括抛光。

焊接试样的材料硬度可能有很大的变化,这要么是因为焊接过程中的相变,要么是因为接头包含了不同的金属。焊缝金属可能含有坚硬的沉淀物或一些固有的焊接缺陷。因此,重要的是制备方法应确保微观结构特征之间的抛光浮雕最小,并且保留所有微观结构元素。在这方面,半自动或自动制备设备是首选,因为它提供了抛光的一致性和可重复性,有利于精确的微观结构分析。


蚀刻
化学蚀刻和电解蚀刻都可以使用,这取决于合金和所需的分析。碳素钢和低合金钢最常用的腐蚀剂是不同浓度的Nital;另外,也可以使用10%过硫酸铵。对于困难的合金,如不锈钢和镍合金,应该考虑电解蚀刻。电解蚀刻比化学蚀刻解决方案具有一些优势,例如速度快,易于操作,由于最大限度地减少用户与蚀刻剂的接触而增加了安全性。

对于需要详细微观结构分析的应用,用于电解抛光和蚀刻的样品应研磨到1000砂。


几何特性

焊缝的几何特征通常为每个焊缝或焊缝组单独指定。因此,在大多数情况下,焊缝的失效分析、批准或控制都是根据详细的规范进行的。内部或表面缺陷的类型、数量和大小对于焊接质量也有很好的定义。

测量、计数、指示和报告焊缝的几何特征和缺陷是因为标准化程度高,可以通过使用专用成像系统来优化任务。
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