焊接质量管理与检验

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焊接质量管理与检验

一、焊接检验的分类

非破坏性检验又称无损检测，是不破坏被检测材料或成品的性能与完整性而检测其缺陷的方法。

破坏性检验是从焊件上切取试样，或以产品的整体破坏做试验，以检查其力学性能丶化学成分丶焊接性等的试验方法。

二、焊接质量管理

1质量的定义：产品或服务满足规定或潜在需要的特征和特征总和。

2质量管理的定义：对确定和达到质量要求所需的职能和活动的管理。

3焊接质量管理是指从事焊接生产或工程施工的企业通过开展质量活动发挥企业的质量职能，有效地控制焊接结构质量形成的全过程。

4质量保证的定义：为使人们确信某一产品丶过程或服务质量能满足规定的质量需求所必需的有计划丶有系统的全部活动。

5质量体系：为保证产品丶过程或服务满足规定的或潜在的要求，由组织机构丶职责丶程序丶活动丶能力和资源等构成的有机整体。

6质量控制：为保证某一产品丶过程或服务质量满足规定的质量要求所采取的作业技术活动。

焊接缺陷及焊接检验过程

一、焊接缺陷：指焊接过程中在焊接接头发生的金属不连续丶不致密或连接不良的现象。

二、评定焊接接头质量优劣的依据是缺陷的种类丶大小丶数量丶形态丶分布及危害程度。焊

接接头中的缺陷，可通过补焊来修复，或者铲除焊道后重新焊接，有的则直接判废。

三、焊接缺陷的分类：从宏观上看，可分为裂纹、未熔合、未焊透、夹渣、气孔、及形状缺

陷，又称焊缝。金属表面缺陷或叫接头的几何尺寸缺陷，如咬边，焊瘤等。在底片上还常见如机械损伤（磨痕），飞溅、腐蚀麻点等其他非焊接缺陷。从微观上看，可分为晶体空间和间隙原子的点缺陷，位错性的线缺陷，以及晶界的面缺陷。微观缺陷是发展为

宏观缺陷的隐患因素。

熔焊焊接缺陷产生原因：

a)咬边：1.焊条角度和摆动不正确。2.焊接规范丶顺序不对。3.焊接位置影响。

b)焊瘤：1.焊条质量不好。2.焊条角度不对。3.焊接位置丶焊接规范不当。

c)焊漏和焊穿：1.坡口和间隙太大。2.电流过大或焊速太慢。3操作不当。

d)弧坑：1.操作技术不正确。2.设备无电流衰减系统。

e)未焊透：1.焊接速度太快，焊接电流太小。2.坡口丶间隙的尺寸不对。3.焊条偏心。

4.工件不干净。

f)裂纹：1.焊接技术不好。2.焊接规范不对。3.焊缝内应力过大。4.被焊材料裂纹敏

感性强。5.填充材料的质量不符合要求。6.其他缺陷引起。

g)焊接变形：1.焊前准备不好。2.焊接夹具低劣。3.操作技术不好。

h)焊缝尺寸不符合要求：1.焊条移动不正确。2.焊接规范丶坡口选择不好。

i)表面和内部气孔：1.焊接材料和工件不符合工艺要求，不干净，焊条吸潮。2.焊接

电流过小丶焊速过快，弧长太长，电弧保护失效。

j)夹渣：1.填充材料质量不好，熔焊太稠。2.焊接电流太小丶焊速太快。3.焊件表面不干净。

射线探伤

一、定义：利用 X射线或γ射线在穿透被检物各部分时强度衰减的不同，检测被检物

中缺陷的一种无损检测方法。

二、原理：当强度均匀的射线束透照射物体时，如果物体局部区域存在缺陷或结构存在

差异，它将改变物体对射线的衰减，使得不同部位透射射线强度不同，这样，采用一定的检测器（例如，射线照相中采用胶片）检测透射射线强度，就可以判断物体内部的缺陷和物质分布等。

三、射线探伤常用的方法有X射线探伤、γ射线探伤、高能射线探伤和中子射线探伤。

对于常用的工业射线探伤来说，一般使用的是X射线探伤、γ射线探伤。

四、γ射线是由放射性物质（如Co60丶Irl92等）内部原子核的衰变过程产生的。

五、射线照相法探伤：根据被检工件与其内部缺陷介质对射线能量衰减程度的不同，引

起射线透过工件后的强度差异，使缺陷在底片上显示出来的一种方法。

a) 探伤系统的组成：射线源，射线胶片与暗盒，增感屏，像质计，标记系，散射

线防护装置。

b)象质等级就是射线照相质量等级，是对射线探伤技术本身的质量要求。

A级——成象质量一般，适用于承受负载较小的产品和部件。

AB级——成象质量较高，适用于锅炉和压力容器产品及部件。

B级——成象质量最高，适用于航天和核设备等极为重要的产品和部件。

c)灵敏度是指发现缺陷的能力，也是检测质量的标志。

通常用两种方式表示：一是绝对灵敏度，是指在射线胶片上能发现被检测试件中与射线平行方向的最小缺陷尺寸；二是相对灵敏度，是指在射线胶片上能发现被检测试件中与射线平行方向的最小缺陷尺寸占试件厚度的百分数。若以d表示为被检测试件的材料厚度，x为缺陷尺寸。

d)射线能量的选择实际上是对射线源的kV﹑MeV值或γ源的种类的选择。射线能

量愈大，其穿透能力愈强，可透照的工件厚度愈大。但同时也带来了由于衰减

系数的降低而导致成象质量下降。所以在保证穿透的前提下，应根据材质和成

象质量要求，尽量选择较低的射线能量。

六、胶片的暗室处理

定义：将曝光后具有潜像的胶片变为能长期保存的可见像底片的处理过程。

1.显影：把胶片中的潜像变成可见像。产生显影作用的药液叫显影液（碱性）。

显影液温度过高及显影时间过长都易使显影过度，底片黑度过大。

2.停显：停显液可以避免把显影液带入到定影液中去。停显液又叫中和液，一般

为2%醋酸。停显时间一般为20-30秒钟。

3.定影：定影作用是把显影后所余下的AgBr微晶体溶解掉，并使成象的金属银

固定下来。定影还有坚膜作用。定影温度应控制在20±50C，时间一般在

10-15分钟之间，正确的时间通常是“通透时间”的两倍。在操作过程的前1-2

分钟内要适时搅动载液或抖动胶片。

4.水洗：水洗的作用是把胶片乳剂中的定影液和被溶解了的银化合物冲洗掉。水

洗一般在室温下用流动水冲洗20-30分钟。水洗完毕后可用脱脂纱布吸去水珠，

进行自然干燥或放入烘片箱干燥，干燥温度不大于600C。

5.底片干燥过后即可进行焊缝质量的评定工作。

七、底片质量评定

射线照相法探伤是通过射线底片上缺陷影像来反映焊缝内部质量的。

1.黑度值是指胶片经暗室处理后的黑化程度，与含银量有关。直接关系到射线底

片的照相灵敏度。

2.灵敏度：用底片上像质计影像反映的像质指数来表示的。

3.标记系：底片上的定位标记和识别标记应齐全，且不掩盖被检焊缝影像。

4.表面质量：底片上被检焊道影像应规整齐全，不缺边角。底片表面不应存在明

显的机械损伤和污染。

八、焊接缺陷在射线探伤中的显示（射线照相法底片）

1.裂纹：与焊缝方向垂直的黑色条纹（横向）

与焊缝方向一致的黑色条纹，两头尖细（纵向）

由一点辐射出去星形黑色条纹（放射）

弧坑中纵、横向及星形黑色条纹（弧坑）

2.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。

3.未焊透：焊缝根部钝边位熔化的直线黑色影象。

4.夹渣：黑度值较均匀的呈长条黑色不规则影象。

5.夹钨：白色块状。

6.点状夹渣：黑色点状。

7.球形气孔：黑度值中心较大边缘较小且均匀过度的圆形黑色影象。

8.均布及局部密集气孔：均匀分布及局部密集的黑色点状影象。

9.表面气孔：黑度值不高的圆形影象。

10.咬边：位于焊缝边缘与焊缝走向一直的黑色条纹。

11.焊瘤：焊缝边缘的灰白色突起。

九、射线的安全防护

危害：当射线作用到有机体时，射线使机体内的组织丶细胞和蛋白质等起生物化学作用而变成一种细胞毒，这种细胞对有机体具有破坏性。

射线的防护方法：屏蔽防护，距离防护，时间防护。

超声波探伤报告

一丶超声波探伤概念

利用超声波在物体中的传播丶反射和衰减等物理特性来发现缺陷的一种无损检测方法。（主要用于检测金属材料和部分非金属材料的内部缺陷

二丶超声波探伤特点

优点：成本低，操作方便，检测厚度大，对人和环境无害等。

缺点：存在探伤不直观，难以确定缺陷的性质，评定结果在很大程度上受操作者技术水平和经验影响及不能给出永久性记录等。

三丶超声波的产生和接收

当声波的频率高于人耳听觉上限时，人们便听不出来的一种声波就是超声波。

1.逆压电效应与超声波的产生

2.压电效应与超声波的接收

四丶超声波的性质

1.有良好的指向性（直线性，束射性）

2.异质界面上的透射丶反射丶折射和波型转换（垂直入射，倾斜入射）

五丶超声波的衰减

1.散射引起的衰减（超声波在传播过程中，在介质内部如遇到阻抗不同的界面，则会

在界面上产生散乱反射丶折射和波型转换，从而损耗声波能量）。

2.介质吸收性引起的衰退（由于质点的相对运动和互相摩擦，使部分的超声波能量转

变成热能）。

3.声束扩散引起的衰减（超声波在传播过程中将会扩散，随着传播距离的增加，扩散

的程度也将增大，扩散导致波束截面增大，从而使单位面积上声能减小）。

六丶超声波探伤设备

一般由超声波探伤仪，探头，试块组成。

超声波探头（实现电一声能量相互转换的能量转换器件）

1.直探头（压电元件，吸收块，保护膜，壳体）

2.斜探头（性能：折射角，前沿长度，声轴偏离角）

3.水浸聚焦探头

4.双晶探头

超声波探伤仪（产生超声波频率电振荡，并以此来激励探头发射超声波，它将探头接收到的回波电信号予以放大，处理，并通过一定方式显示出来）。

主要性能（水平线性，垂直线性，动态范围）

试块（按一定用途设计制作的具有简单几何形状人工反射体的试件，超声波探伤中是以试块作为比较的依据，用试块作为调节仪器和定量缺陷的参考依据）。

1.标准试块

2.对比试块

七丶超声波探伤方法及原理

（1）直接接触法（使探头直接接触工件进行探伤的方法）使用此方法应在探头和被探工件表面涂有一层耦合剂作为传声介质。（常用耦合剂：有机油，甘油，化学浆糊，水，水玻璃等）。

工作原理：当被检查的均匀材料中存在缺陷时，将造成材料的不连续性，这种不连续性往往伴随声阻抗的突变，而超声波遇到不同声阻抗的物质的交界面上将发生反射，根据反射波的大小丶有无及其在时基轴上的位置可以判断出缺陷的大小丶有无以及缺陷的深度。

在工作过程中，同步电路按一定的频率间隔发射触发脉冲信号，同时触发扫描电路和发射电路。扫描电路影响显示装置。而发射电路产生一个高频脉冲信号去激励换能器，其中的压电晶片通过逆压电效应将电能转化为机械能，并通过机械振动进一步转化为声能，并耦合到被测试件中，超声波在传播过程中，遇到缺陷或被测物底面时，会发生反射，反射波被同一换能器接收，压电晶片通过正向压电效应将声能转换成电能，电能经过接收装置处理，形成反射脉冲信号。

（2）液浸法（将工件和探头头部浸在耦合液体中，探头不接触工件的探伤方法。）

水作为通常情况下作为耦合介质，探头采用聚焦探头

工作原理：用液浸法纵波探测时，从探头发出的声波，通过一定距离的液层传播后，到达液体与工件的界面时，产生界面波，同时，大部分的声能传入工件，若工件中存在缺陷时，则在缺陷处产生反射，且另一部分声能传至底面产生反射，T为发射波，S为界面波，F 为缺陷波，B为底波。图2-3中，讯号T - S, S - F及S-B之间的距离，各相当于声波在液体中，工件表面至缺陷处及在工件中往返一次所需要的时间。如果探头与工件之间的液层厚度改变时，则讯号T-S的距离亦随之改变，但讯号S-B, S一F、及F - B的距离保持不变。如果工件较薄时，则声波在工件内产生多次反射，如图2-4所示。图中S1, S2分别为第一次、第二次界面反射波。由于声波在水中的传播速度是钢中的1/4，声波从水中入射钢件时，产生折射后波束指向性变宽，如图2-5所示。从.图中知声波在水中的指向角为孤，而在钢中则为Qs。若被测工件是圆形曲而时.在水和工件的界面上类似透镜作用，引起声束扩散。

八丶直接接触法超声波探伤技术

(一)探伤前准备

1.检验等级的确定（A级检验完整程度最低，难度系数最低，试用于普通钢结构

检验。B级检验完整程度一般，难度系数较大，适用于压力容器检验。C级检

验完成程度最高，难度系数最大，适用于核容器及管道的检验。）

2.探伤面及探伤方法的选择

选择探伤方法应考虑工件的结构特征，并以所采用的焊接方式容易生成的缺

陷为主要探测目标。

3.耦合剂的选用（1透声性能好；2有足够的润湿性丶适当的附着力和粘度；3

对试件无腐蚀，对人体无损害，对环境无污染；4容易清除，不易变质，价格

便宜，来源方便）。

接触法探伤常用甘油，机油，化学浆糊，水。

液浸法常采用水作耦合剂。

4.探头的选择（探头形式的选择，晶片尺寸的选择，频率的选择，探头角度或K

值得选择）

5.探伤仪的调节（探伤范围和扫描速度调节，探伤灵敏度的选择及其调整）

九丶探伤操作

1.探伤条件的选择

2.检验区域宽带的确定

3.探头移动区的确定

4.单探头的扫查方式

5.双探头扫查方式

十丶缺陷的评定

1.缺陷位置的测定（测定缺陷在工件或焊接接头中的位置）

2.缺陷大小的测定（测定工件或焊接接头中缺陷的大小和数量称为缺陷定量）。

当量法，探头移动法

3.缺陷性质的沽判（判定工件或焊接接头中缺陷的性质称之为缺陷定性）。

气孔：单个气孔回波高度低，波形为单峰，较稳定，当探头绕缺陷转动时，缺陷波高大致不变，但探头定点转动时，反射波立即消失；密集气孔会出现一簇反射

波，其波高随气孔大小而不同，当探头作定点转动时，会出现此起彼伏现象。

裂纹：缺陷回波高度大，波幅宽，常出现多峰。探头平移时，反射波连续出现，波幅变动；探头转动时，波峰有上下错动现象。

夹渣：点状夹渣的回波信号类似于点状气泡，条状夹渣回波信号多呈锯齿状，由于其反射频率低，波幅不高且形状多呈树枝状，主峰边上有小峰。探头平移时，波峰有变动，探头绕缺陷移动时，波幅不相同。

未焊透：由于反射率高，波幅均较高，探头平移时，波形较稳定。在焊缝两侧探伤时，均能得到大致相同的反射波幅。

未熔化：当声波垂直入射该缺陷表面时，回波高度大，探头平移时波形稳定，焊缝两侧探伤时，反射波幅不同，有时只能从一侧探测到。

十一丶缺陷评定与检验结果的分级

焊缝超声波检验结果分为四级：

Ⅳ超过Ⅲ级者

磁粉探伤

一、磁粉探伤是通过铁磁性材料进行磁化所产生的漏磁场，来发现其表面或近表面缺陷

的一种无损检验方法。

二、特点：设备简单，操作方便，检验灵敏度较高，只适合检查工件表面和近表面缺陷。

1.能直接显示缺陷的形状丶位置丶大小和严重程度，并可大致确定其性质。

2.具有高的灵敏度，可检出缺陷最小宽度可为1um。

3.几乎不受试件大小和形状限制。

4.检测速度快，工艺简单，费用低廉。

5.只能用于铁磁性材料。

6.只能发现表面和近表面缺陷，交流电可探测的深度一般在1-2mm。

7.不能确定缺陷的埋深和自身高度。

8.宽而浅的缺陷难以检出。

9.检测后常需退磁和清洗。

10.试件表面不得有油脂或其他能粘附磁粉的物质。

三、磁粉探伤原理：是通过磁粉在缺陷附近漏磁场中的堆积以检测铁磁性材料表面或近

表面处缺陷的一种无损检测方法。将钢铁等磁性材料制作的工件予以磁化，利用其

缺陷部位的漏磁能吸附磁粉的特征，依磁粉分布显示被探测物件表面缺陷和近表面

缺陷的探伤方法。该探伤方法的特点是简便、显示直观。

四、由于介质磁导率的变化而使磁通泄漏到缺陷附近空气中所形成的磁场，称漏磁场。

五、影响漏磁场强度的因素：1.外加磁场强度。2.缺陷的埋藏深度。3.缺陷方向。4.

缺陷的磁导率丶大小和形状。5.工件表面覆盖层。6.工件材料及状态。

六、磁粉探伤的器材

1)磁粉：非荧光磁粉，荧光磁粉

2)磁悬液：将磁粉混合在液体介质中形成磁粉的悬浮液。（油基磁悬液，水基磁

悬液，荧光磁悬液）。

3)标准试片

4)标准试块

5)测量仪器

七、磁粉探伤过程

预处理。2.工件磁化。3.施加磁粉。4.检验。5.退磁。6.磁痕观察和记录。7后处理。

渗透探伤

一、渗透探伤是利用带有荧光染料或红色燃料渗透剂的渗透作用，显示缺陷痕迹的一种

无损检验方法。操作简单，成本低廉，且不受材料性质限制。

二、渗透探伤原理：工件表面被施涂含有荧光染料或者着色染料的渗透剂后，在毛细作

用下，经过一定时间，渗透剂可以渗入表面开口缺陷中；去除工作表面多余的渗透剂，经过干燥后，再在工件表面施涂吸附介质——显像剂；同样在毛细作用下，显像剂将吸引缺陷中的渗透剂，即渗透剂回渗到显像中；在一定的光源下（黑光或白光），缺陷处的渗透剂痕迹被显示（黄绿色荧光或鲜艳红色），从而探测出缺陷的形貌及分布状态。

三、渗透探伤分类：着色渗透探伤，荧光渗透探伤。（显像方式）

干式显像渗透探伤法，湿式显像渗透探伤法。（显像剂种类）四、渗透探伤材料：渗透剂丶去除剂和显像剂组成。

渗透剂组成：荧光物质或着色染料丶溶剂和乳化剂。

去除剂：在渗透探伤中，用以去除工件表面多余渗透剂的液体。水洗型渗透剂用水清洗，水是清洗剂，溶剂去除型渗透剂的清洗剂是有机溶剂，后乳化型渗透剂的清洗剂是乳化剂和水。

显像剂：渗透检测的另一种关键材料，可以提供背景并放大缺陷显示，因而能提高检测灵敏度。

五、渗透探伤的操作步骤

1.前处理。

2.渗透。

3.去除表面上多余的渗透剂。

4.干燥。

5.显像。

6.观察与后处

理。

破坏性检验

一、破坏性试验：是指只有将受检验样品破坏后才能进行检验，或者在检验过程中受检

验样品被破坏或消耗的检验。进行破坏性检验后被检验样品完全丧失了原有的使用价值。如金属材料的拉伸试验，电子设备的加速恶化试验均属破坏性试验。

二、化学分析试验，

1.力学性能试验，

2.工艺性能试验，

3.金相试验，

4.耐腐蚀试验。

三、力学性能：

1.拉伸试验，

2.冲击试验，

3.弯曲试验，

四、化学分析试验：

1.化学成分

2.扩散氢的测定

3.腐蚀试验。

五、焊接接头的金相组织检验