【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 距離波幅曲線的繪制 ................................................................................... 18 編制工藝卡 .................................................................................................... 19 6 超聲檢測(cè)結(jié)果 .......................................................................................................... 20 質(zhì)量分級(jí) ....................................................................................................... 20 缺陷評(píng)級(jí) ........................................................................................................ 20 檢測(cè)報(bào)告 ........................................................................................................ 22 結(jié) 束 語(yǔ) ...................................................................................................................... 23 謝 辭 ............................................................................................................................ 24 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 25 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 1 1 船體殼板對(duì)接焊縫 工件背景及其意義 隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的調(diào)整、發(fā)展 ,對(duì)交通運(yùn)輸工業(yè)提出了新的要求。目前我省造船工業(yè) ,特別是內(nèi)河水網(wǎng)地區(qū)的船舶及沿海 ,長(zhǎng)江運(yùn)輸船舶發(fā)展較快 ,在對(duì)船舶殼板焊縫的質(zhì)量檢驗(yàn)中 ,有條件的單位大都采用 X 射線拍片 ,而有的單位尚未進(jìn)行 。 我們知道如用 X射線拍片，設(shè)備昂貴、成本高，速度慢 ,且對(duì)人體有害。幾年來(lái)，不少工廠和科研單位 ,在焊縫超聲波探傷方面做了很多工作 ,并在船體殼板對(duì)接焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)方面用超聲波探傷逐步代替 X射線拍片。在這幾年，我們?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐中，對(duì)船體 6～ 26 毫米鋼板對(duì)接焊縫進(jìn)行了超聲波探傷。船體殼版示意圖如圖 11 所示。 圖 11 船體殼板 鋼板對(duì)接焊縫焊接方式為 X 形坡口，材質(zhì)為 Q235C，焊后未打磨余高被檢板的厚度為 40mm ，焊縫兩側(cè)試板寬度各為 500mm。試板按 JB/— 2021 標(biāo)準(zhǔn)中的 B 級(jí)進(jìn)行檢測(cè)，合格級(jí)別為Ⅱ級(jí)。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 2 零件的焊接方式 焊接是通過(guò)加熱或加壓或兩者并用，用填充材料或不用填充材料使兩個(gè)分離的材料達(dá)到原子結(jié)合的一種加工方法。焊接工藝有熔焊和壓焊兩類，超聲檢測(cè)的主要對(duì)象是熔焊焊縫。 對(duì)接焊縫采用熔焊方式，實(shí)際上是一個(gè)冶煉和鑄造過(guò)程，首先利用電能或其他形式的能產(chǎn)生高溫使金屬熔化，形成熔池，熔融金屬在熔池中經(jīng)過(guò)冶金反應(yīng)后冷卻，將兩母材牢固地結(jié)合在一起。 焊板的焊接接頭形式主要有對(duì)接、角接、搭接、和 T型接頭等幾種，本文檢測(cè)的零件為對(duì)接接頭式焊板，其示意圖如圖 13所示。 圖 12 X坡口對(duì)接接頭 船體殼板對(duì)接焊縫的常見缺陷 焊接接頭的缺陷包括外部缺陷和內(nèi)部缺陷，外部缺陷有：焊縫尺寸不符合要求、未焊透、咬邊、焊瘤、表面氣孔、表面裂紋等，通常采用目視檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)等方法對(duì)這些缺陷進(jìn)行檢測(cè)；內(nèi)部缺陷有：氣孔、夾渣、未焊透、未熔合和裂紋等，如圖 14 所示。 超聲檢測(cè)主要目的是為了檢測(cè)出焊接接頭中存在的內(nèi)部缺陷。 （ 1）氣孔 氣孔是指在焊接時(shí)，熔池中的氣泡在凝固時(shí)未能逸出而形成的空穴。產(chǎn)生氣孔的。 主要原因有：坡口邊緣不清潔，有水份、油污和銹跡；焊條或焊劑未按規(guī)定進(jìn)行焙烘，焊芯銹蝕或藥皮變質(zhì)、剝落等。由于氣孔的存在，使焊縫的有效截面減小，過(guò)大的氣孔會(huì)降低焊縫的強(qiáng)度，破壞焊縫金屬的致密性。 （ 2）夾渣 夾渣就是殘留在焊縫中的熔渣。夾渣也會(huì)降低焊縫的強(qiáng)度和致密性。 產(chǎn)生夾渣的原因主要是：焊縫邊緣有氧割或碳弧氣刨殘留的熔渣；坡口角度或焊接電流太小，或焊接 速度過(guò)快。在使用酸性焊條時(shí)，由于電流太小或運(yùn)條不當(dāng)形成“糊渣”；使用堿性焊條時(shí)，由于電弧過(guò)長(zhǎng)或極性不正確也會(huì)造成夾渣。 （ 3）咬邊。 產(chǎn)生咬邊的原因：是由于焊接電流過(guò)大、運(yùn)條速度快、電弧拉得太長(zhǎng)或焊條西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 3 角度不當(dāng)?shù)取Ｂ窕『傅暮附铀俣冗^(guò)快或焊機(jī)軌道不平等原因，都會(huì)造成焊件被熔化去一定深度，而填充金屬又未能及時(shí)填滿而造成咬邊。防止產(chǎn)生咬邊的辦法是：選擇合適的焊接電流和運(yùn)條手法，隨時(shí)注意控制焊條角度和電弧長(zhǎng)度；埋弧焊工藝參數(shù)要合適，特別要注意焊接速度不宜過(guò)高，焊機(jī)軌道要平整。 （ 4）未焊透 當(dāng)焊縫的熔透深度小于板厚 時(shí)形成。 單面焊時(shí)，焊縫熔透達(dá)不到鋼板底部；雙面焊時(shí)，兩道焊縫熔深之和小于鋼板厚度時(shí)形成。 原因： ①坡口角度小，間隙小，鈍邊太大； ②電流小，速度快來(lái)不及熔化； ③焊條偏離焊道中心。 危害：工作面積減小，尖角易產(chǎn)生應(yīng)力集中，引起裂紋。 （ 5）未熔合 熔焊 時(shí)焊道與母材之間或焊道與焊道之間未能完全熔化結(jié)合的部分。 原因： ① 電流小、速度快、熱量不足； ② 坡口或焊道有氧化皮、熔渣等，一部分熱量損失在熔化雜物上，剩余熱量不足以熔化坡口或焊道金屬。 ③ 焊條或焊絲的擺動(dòng)角度偏離正常位置，熔化金屬流動(dòng)而覆蓋到電弧作用較弱的未熔化部分，容易產(chǎn)生未熔合。 危害：因?yàn)殚g隙很小，可視為片狀缺陷，類似于裂紋。易造成應(yīng)力集中，是危險(xiǎn)性較大的缺陷。 (6).裂紋 焊接裂紋是一種非 常嚴(yán)重的缺陷。結(jié)構(gòu)的破壞多從裂紋處開始，在焊接過(guò)程中要采取一切必要的措施防止出現(xiàn)裂紋，在焊接后要采用各種方法檢查有無(wú)裂紋。一經(jīng)發(fā)現(xiàn)裂紋，應(yīng)徹底清除，然后給予修補(bǔ)。 焊接裂紋有熱裂紋、冷裂紋。焊縫金屬由液態(tài)到固態(tài)的結(jié)晶過(guò)程中產(chǎn)生的裂紋稱為熱裂紋，其特征是焊后立即可見，且多發(fā)生在焊縫中心，沿焊縫長(zhǎng)度方向分布。熱裂紋的裂口多數(shù)貫穿表面，呈現(xiàn)氧化色彩，裂紋末端略呈圓形。產(chǎn)生熱裂紋的原因是焊接熔池中存有低熔點(diǎn)雜質(zhì) (如 FeS等 )。 冷裂紋產(chǎn)生的主要原因?yàn)椋? ① 在焊接熱循環(huán)的作用下，熱影響區(qū)生成了淬硬組織； ② 焊縫中存在有過(guò)量的擴(kuò)散氫，且具有濃集的條件； 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 4 單個(gè)分散氣體 鏈狀氣體 密集氣體夾渣 橫向裂紋 縱向裂紋未熔合 中間未焊透 根部未焊透(3)接頭承受有較大的拘束應(yīng)力。 防止產(chǎn)生冷裂紋的措施有： ① 選用低氫型焊條，減少焊縫中擴(kuò)散氫的含量： ② 嚴(yán)格遵守焊接材料 (焊條、焊劑 )的保管、烘焙、使用制度，謹(jǐn)防受潮； ③ 仔細(xì)清理坡口邊緣的油污、水份和銹跡，減少氫的來(lái)源； ④ 根據(jù)材料等級(jí)、碳當(dāng)量、構(gòu)件厚度、施焊環(huán)境等，選擇合理的焊接工藝參數(shù)和線能量，如焊前預(yù)熱、焊后緩冷，采取多層多道焊接，控制一定的層問溫度等。 圖 14 焊縫的常見缺陷 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 5 2 檢測(cè)方法的選擇和檢測(cè)等級(jí)的確定 常用焊縫無(wú)損檢測(cè)方法 射線探傷方法 (RT) 、超聲波探傷 (UT)、滲透探傷 (PT) 、磁性探傷 (MT)。 ① 射線探 傷方法 (RT) 目前應(yīng)用較廣泛的射線探傷方法是利用 (X、γ )射線源發(fā)出的貫穿輻射線穿透焊縫后使膠片感光，焊縫中的缺陷影像便顯示在經(jīng)過(guò)處理后的射線照相底片上。 主要用于發(fā)現(xiàn)焊縫內(nèi)部氣孔、夾渣、裂紋及未焊透等缺陷。 ② 超聲波探傷 (UT) 利用壓電換能器件，通過(guò)瞬間電激發(fā)產(chǎn)生脈沖振動(dòng)，借助于聲耦合介質(zhì)傳人金屬中形成超聲波，超聲波在傳播時(shí)遇到缺陷就會(huì)反射并返回到換能器，再把聲脈沖轉(zhuǎn)換成電脈沖，測(cè)量該信號(hào)的幅度及傳播時(shí)間就可評(píng)定工件中缺陷的位置及嚴(yán)重程度。 超聲波比射線探傷靈敏度高，靈活方便，周期短、成本低、效率高、對(duì)人體無(wú)害，但顯示缺陷不直觀，對(duì)缺陷判斷不精確，受探傷人員經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)熟練程度影響較大。 ③ 滲透探傷 (PT) 當(dāng)含有顏料或熒光粉劑的滲透液噴灑或涂敷在被檢焊縫表面上時(shí)，利用液體的毛細(xì)作用，使其滲入表面開口的缺陷中，然后清洗去除表面上多余的滲透液，干燥后施加顯像劑，將缺陷中的滲透液吸附到焊縫表面上來(lái)，從而觀察到缺陷的顯示痕跡。 液體滲透探傷主要用于：檢查坡口表面、碳弧氣刨清根后或焊縫缺陷清除后的刨槽表面、工卡具鏟除的表面以及不便磁粉探傷部位的表面開口缺陷。 ④ 磁粉探傷 (MT) 利用鐵磁性材料表面與近表面缺陷會(huì)引起磁率發(fā)生變化，磁化時(shí)在表面上產(chǎn)生漏磁場(chǎng)，并采用磁粉、磁帶或其他磁場(chǎng)測(cè)量方法來(lái)記錄與顯示缺陷的一種方法。 磁性探傷主要用于：檢查表面及近表面缺陷。該方法與滲透探傷方法比較，不但探傷靈敏度高、速度快，而且能探查表面一定深度下缺陷。 對(duì)接焊縫檢測(cè)方法的選擇 脈沖反射法是有超聲波探頭發(fā)射脈沖波到試件內(nèi)部，通過(guò)觀察來(lái)自內(nèi)部缺陷或試件 底面的反射波的情況來(lái)對(duì)時(shí)間進(jìn)行檢測(cè)的方法。 當(dāng)試件不存在缺陷時(shí)，顯示圖像中僅有反射脈沖和底面回波兩個(gè)信號(hào)。而當(dāng)試件中存在有缺陷時(shí)，在發(fā)射脈沖與底面回波之間將來(lái)自缺陷回波，通過(guò)觀察缺西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 6 陷回波的高度可對(duì)缺陷的大小進(jìn)行評(píng)估，通過(guò)觀察回波距發(fā)射脈沖的距離，可得到缺陷的埋深。當(dāng)材質(zhì)較好且選用的探頭適當(dāng)時(shí)，脈沖回波法可觀察到非常小的缺陷回波，達(dá)到很高的檢測(cè)靈敏度。 超聲波穿透能力強(qiáng)，可對(duì)較大厚度范圍的試件內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測(cè)，可進(jìn)行整個(gè)試件體積的掃查。如對(duì)金屬材料，既可檢測(cè)厚度 1～ 2mm的薄壁管材和板材，也可檢測(cè)幾米長(zhǎng)的鋼鍛 件。而且利用超聲檢測(cè)可以對(duì)缺陷進(jìn)行定位、定量。 靈敏度高，可檢測(cè)材料內(nèi)部尺寸很小的缺陷。 ① 可較準(zhǔn)確地測(cè)定缺陷的深度位置，這在很多情況下是十分需要的。 ② 對(duì)大多數(shù)超聲技術(shù)的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，僅需從一側(cè)接近試件。 ③ 設(shè)備輕便，對(duì)人體及環(huán)境無(wú)害，可作現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。 ④ 而且超聲檢測(cè)比其他檢 測(cè)方法的成本低。 焊縫中常見的都屬于立體型缺陷和平面型缺陷，而船體殼板的對(duì)接焊縫屬于焊接件， X型坡口對(duì)接焊縫中常見的主要缺陷：裂紋、氣孔、等立體和平面缺陷，同時(shí)還可以對(duì)對(duì)接焊板進(jìn)行測(cè)厚，按照焊板的工藝和用途，最終選擇超聲檢測(cè)。 檢測(cè)技術(shù)等級(jí)確定 超聲檢測(cè)技術(shù)等級(jí)分為 A、 B、 C 三個(gè)檢測(cè)級(jí)別。超聲檢測(cè)技術(shù)等級(jí)選擇應(yīng)符合制造、安裝、在用等有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)圖樣規(guī)定。 不同檢測(cè)技術(shù)等級(jí)的要求 A級(jí)僅適用于母材厚度 8mm～ 46mm 的對(duì)接焊接接頭?？捎靡环N K值探頭采用直射波法和一次反射波法在對(duì)接焊接接 頭的單面單側(cè)進(jìn)行檢測(cè)。一般不要求進(jìn)行橫向缺陷的檢測(cè)。 B級(jí)檢測(cè)： ① 母材厚度 8mm～ 46mm 時(shí)，一般用一種 K值探頭采用直射波法和一次反射波法在對(duì)接焊接接頭的單面雙側(cè)進(jìn)行檢測(cè)。 ② 母材厚度大于 46mm～ 120mm 時(shí)，一般用一種 K值探頭采用直射波法在焊接接頭的雙面雙側(cè)進(jìn)行檢測(cè)，如受幾何條件限制，也可在焊接接頭的雙面單側(cè)或單面雙側(cè)采用兩種 K 值探頭進(jìn)行檢測(cè)。 ③ 母材厚度大于 120mm～ 400mm 時(shí)，一般用兩種 K值探頭采用直射波法在焊接接頭的雙面雙側(cè)進(jìn)行檢測(cè)。兩種探頭的折射角相差應(yīng)不小于 10176。 ④ 應(yīng)進(jìn)行橫向缺陷的檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)，可在焊接接頭兩側(cè)邊緣使探頭與焊接接頭中心線成 10176?！?20176。作兩個(gè)方向的斜平行掃查，如圖 21。如焊接接頭余高磨平，探頭應(yīng)在焊接接頭及熱影響區(qū)上作兩個(gè)方向的平行掃查，如圖 22。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院