7.14 激光焊缝缺陷的MT检测讲解
激光焊接技术及其缺陷的超声检测
激光焊接技术及其缺陷的超声检测一、激光焊接加工方式介绍激光设备由光学震荡器及放在震荡器空穴两端镜间的介质所组成。
介质受到激发至高能量状态时，开始产生同相位光波且在两端镜间来回反射，形成光电的串结效应，将光波放大，并获得足够能量而开始发射出激光。
它属于熔融焊接，以激光束为能源，冲击在焊件接头上。
激光束可由平面光学元件（如镜子）导引，随后再以反射聚焦元件或镜片将光束投射在焊缝上。
激光焊接属非接触式焊接，作业过程不需加压，但需使用惰性气体以防熔池氧化，填料金属偶有使用激光焊可以与MIG焊组成激光MIG复合焊，实现大熔深焊接，同时热输入量比MIG 焊大为减小。
激光焊接有以下优点：（1）可将入热量降到最低的需要量，热影响区金相变化范围小，且因热传导所导致的变形亦最低。
（2）32mm板厚单道焊接的焊接工艺参数业经检定合格，可降低厚板焊接所需的时间甚至可省掉填料金属的使用。
（3）不需使用电极，没有电极污染或受损的顾虑。
且因不属于接触式焊接制程，机具的耗损及变形接可降至最低。
（4）激光束易于聚焦、对准及受光学仪器所导引，可放置在离工件适当之距离，且可在工件周围的机具或障碍间再导引，其他焊接法则因受到上述的空间限制而无法发挥。
（5）工件可放置在封闭的空间（经抽真空或内部气体环境在控制下）。
（6）激光束可聚焦在很小的区域，可焊接小型且间隔相近的部件，（7）可焊材质种类范围大，亦可相互接合各种异质材料。
（8）易于以自动化进行高速焊接，亦可以数位或电脑控制。
（9）焊接薄材或细径线材时，不会像电弧焊接般易有回熔的困扰。
（10）不受磁场所影响（电弧焊接及电子束焊接则容易），能精确的对准焊件。
（11）可焊接不同物性（如不同电阻）的两种金属（12）不需真空，亦不需做X射线防护。
（13）若以穿孔式焊接，焊道深一宽比可达10:1（14）可以切换装置将激光束传送至多个工作站。
二、激光焊接加工的工件可能产生的典型缺陷和特点以金刚石锯片激光焊接缺陷和断口为例进行分析，激光焊接的快速加热及快速冷却特性决定了焊缝的成分及组织的不均匀性，由此导致了产生各种焊接缺陷的可能性。
RT、UT、MT、PT无损探伤焊缝检测
RT、UT、MT、PT这四项是国家质检总局举办特种设备无损检测人员考核的四项内容,该名词的使用是根据使用的检测方法不同采用国际上行业通行标准简写,依次含义为:射线无损检测、超声波无损检测、磁粉无损检测、渗透无损检测;主要使用对压力容器金属材料的无损检测。
无损检测人员的级别分为:Ⅰ级(初级)、Ⅱx级(中级)、Ⅲ级(高级)。
从事特种设备无损检测工作的人员应当按本规则进行考核,取得国家质量监督检验检疫总局(以下称国家质检总局)统一颁发的证件,方可从事相应方法的特种设备无损检测工作。
无损检测人员报考申请分为取证考核(初试)申请和换证考核(复试)申请。
初试申请的人员应当同时满足以下条件:(一)年龄在18周岁以上,60周岁以下,身体健康;(二)双眼矫正视力和颜色分辨能力满足所申请无损检测工作的要求;(三)报考Ⅰ级应当具有初中(含)以上学历;报考Ⅱ级应当具有高中(含)以上学历,持无损检测专业大专(含)以上或理工科本科(含)以上学历可直接报考Ⅱ级。
无损检测初试、复试考核合格人员,将获得《特种设备检验检测人员证》,证件由国家质检总局统一制发。
证件有效期4年,实行全国统一编号。
如附件中图例。
特种设备无损检测持证人员不得同时在2个以上单位中执业,且只能从事与其证书所注明的方法与级别相适应的无损检测工作,其中:Ⅰ级人员可在Ⅱ、Ⅲ级人员指导下进行无损检测操作,记录检测数据,整理检测资料。
Ⅱ级人员可编制一般的无损检测程序,按照无损检测工艺规程或在Ⅲ级人员指导下编写工艺卡,并按无损检测工艺独立进行检测操作,评定检测结果,签发检测报告。
Ⅲ级人员可根据标准编制无损检测工艺,审核或签发检测报告,协调Ⅱ级人员对检测结论的技术争议。
过去用切开、剖开、打磨等方法检测,叫做有损探伤,对工件有破坏,不能再用。
现在用无损方法检测,不影响工件使用。
检测没有所谓先后,它是随着加工工序进行的。
没有理由飞机制造完成后做探伤,那不经检测就可以告诉你不合格!就是说,每个过程都要有检测。
钢结构焊缝无损检测方法
钢结构焊缝无损检测方法
钢结构焊缝的无损检测方法有以下几种：
1. 超声波检测（UT）：利用超声波在钢结构中的传播和反射
特性来检测焊缝中的缺陷。
通过测量超声波信号的时间和强度来判断焊缝的质量。
2. 磁粉检测（MT）：利用磁场和磁粉的相互作用来检测焊缝
中的裂纹和其他缺陷。
磁场可以使磁粉在缺陷处形成可见的磁粉堆积，从而可以识别出焊缝的问题。
3. X射线检测（RT）：利用X射线的穿透能力和被材料吸收
的程度来检测焊缝中的缺陷。
通过对X射线透射图像的分析，可以确定焊缝内部的质量。
4. 渗透检测（PT）：将渗透液涂覆在焊缝表面，待其渗入焊
缝中，然后使用显色剂将渗透液表面上的缺陷显现出来。
以此来检测焊缝中的裂纹和其他表面缺陷。
5. 磁力测试（MT）：通过施加一个磁力场，观察焊缝周围磁
力场的变化来检测焊缝中的缺陷。
缺陷会导致磁力场的变化，从而可以确定焊缝的质量。
以上是常用的钢结构焊缝的无损检测方法，具体选择哪种方法要根据焊缝的具体情况和需要检测的缺陷来确定。
7.12 激光焊缝缺陷的RT检测.
及RT检测的特点。
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4. 作业思考题
（1）说明激光焊缝缺陷的射线检测原理是什么？
（2）X射线检测焊缝内部缺陷时，平行于射线照射方向的面
积形缺陷的漏检率相对较高，为什么？
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2.3 激光焊缝的X射线检测 以焊缝内部的气孔、未焊透检测为例，对X射线拍摄的底片进行显影、定影后，气 孔在底片上一般呈圆形或椭圆形的黑点，黑度中部较大向边缘减小，分布不一致（如 图3-4所示）。
图3 焊缝内气孔貌
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焊缝内部的未焊透缺陷，在底片上一般呈一条断续或连续的黑直线，宽度比较均 匀（如图5-6所示）。
图5 焊缝内未焊透在底片上的示意图
图6 焊缝内未焊透孔在底片上显示的形貌
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2.4 激光焊缝的X射线检测特点
优点：客观、准确，重复性好，可靠性高，结果可长期保存； 缺点：可检测的板厚较小，成本较高，污染环境。
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3. 小结
本次课介绍了激光焊缝常用无损检测方法中的X射线检测
焊缝内部缺陷检测方法：常用的有射线检测和超声检测等；
焊缝外部缺陷检测方法：常用的有渗透检测和磁粉检测等。 射线检测按GB-3323：“钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级”中的规定进行。
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激光焊缝缺陷的X射线检测
2.1 X射线检测原理 X射线检测是利用X射线对材料的透射 性能及不同材料对X射线的吸收、衰 减程度的不同，使底片感光成黑度不 同的图像来观察焊缝内部缺陷的检测 方法。根据胶片上影像的形状及其黑 度的不均匀程度，就可以评定被检测 试件中有无缺陷及缺陷的性质、形状、
7.15 激光焊缝缺陷的PT检测讲解
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2.4
渗透检测特点
（或材料的表面开口缺陷，不受
零件化学成分、结构和形状限制。可以检测磁性和非磁性材料，可以检 测焊接件，铸件，锻件和机加工件，只需要一次探伤，即可把零件表面
各个方向及形状的缺陷全部检查出来。
（2）缺点 渗透探伤不适用于检测表面是吸收性的零件或材料，例如 粉末冶金
（1）表面准备和预清洗：确定检测范围并清洗表面油污等； （2） 施加渗透剂：应根据零件大小、形状、数量和检查部位来选择。所选方 法应保证被检部位完全被渗透液覆盖，并在整个渗透时间内保持润湿。渗透时 间一般不少于10min，温度控制在15~50°C。 （3） 去除多余的渗透液：要求从零件表面去除所有的渗透液，又不将渗入缺 陷中的渗透液清洗出来。
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图1 渗透检测焊缝缺陷原理示意图
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2.2
渗透检测分类
（1）根据染料分类： 荧光法、着色法和荧光着色法；
（2）根据去除方式分类： 水洗型、后乳化型和溶剂去除型； （3）根据显象方式分类： 干式、湿式和自显象；
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2.3
渗透检测方法
渗透检测工艺
基本步骤：表面准备和预清洗、渗透、去除、干燥、显象、观察（检验） 。
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（4） 干燥：溶剂去除法渗透探伤时，不必进行专门的干燥处理，应自 然干燥，不得加热干燥。用水清洗的零件，采用干式或非水基湿式显象 时，零件在显象前必须进行干燥处理； （5） 显象：显象的过程是用显象剂将缺陷处的渗透液吸附到零件表面， 产生清晰可见的缺陷图像。一般规定：显象时间一般不少于7min，显象 剂厚度为0.05-0.07mm。 （6） 观察和评定：着色观察和荧光观察时对灯光线有不同要求。
焊缝mt检验规程
焊缝mt检验规程MT检验规程一、目的和适用范围1.1目的为确保焊缝的可靠性和安全性，规范焊缝的MT检验过程，确保产品符合相关标准和要求，并作为工艺控制和生产管理的参考依据。
1.2适用范围本规程适用于所有焊接工艺和材料的MT检验过程，包括钢结构、压力容器、船舶、管道、机械设备等领域。
二、术语和定义2.1术语MT检验：磁粉检验，是通过涂敷自然或人造磁场，使磁性颗粒在缺陷表面聚集，通过视觉或光学放大器观察和判断缺陷是否存在和类型的一种检验方法。
焊缝：两个或多个材料通过焊接形成的接头。
磁粉：一种铁氧体磁性粉末，由氧化铁或氧化铁与镁的混合物构成。
缺陷：焊缝中的不良部位，如气孔、夹杂、裂纹等。
检验人员：经过培训和资格认证的MT检验操作人员。
2.2定义磁粉检验是通过磁粉检验设备，使用磁粉涂敷在焊缝表面，在外加磁场作用下，能使缺陷表面的磁粉成为一定形式的图案，通过观察和测量这些图案来判断缺陷的存在和类型。
三、检验准备在进行MT检验之前，应进行如下准备工作：3.1设备及材料3.1.1磁粉检验设备，包括磁场发生器、磁探头和磁粉喷涂枪等。
3.1.2磁粉，包括干式和湿式磁粉。
4.1.3支持设备，包括卷尺、标记笔、毛刷和清洁毛巾等。
5.1.4消耗品，包括磁粉检验用刷子、洗刷剂和消毒抹布等。
6.2检验场所3.2.1检验场所应具备足够的空间，确保操作者的安全和操作的便利性。
3.2.2检验场所应保持清洁，并防止灰尘、油脂、水汽等影响检验结果的因素。
3.3检验前的焊缝准备3.3.1焊缝表面应清洁干净，无杂质和磨损。
3.3.2焊缝表面应去除任何可能干扰检验结果的涂层、油漆和锈垢等。
3.3.3焊缝表面应标识清楚，以便区分和追踪。
四、检验步骤4.1选择磁粉在进行MT检验前，应根据实际情况选择合适的磁粉。
干式磁粉适用于垂直和上部焊缝，湿式磁粉适用于水平和下部焊缝。
4.2磁粉涂敷4.2.1在涂敷前，应将磁粉搅拌均匀。
4.2.2在焊缝表面涂敷一层薄薄的磁粉。
焊缝内部缺陷探伤,无损检测方法
焊缝内部缺陷探伤，无损检测方法焊接缺陷是指焊接接头部位在焊接过程中形成的缺陷。
焊缝的内部缺陷有：1、气孔气孔是指焊接时，熔池中的气体未在金属凝固前逸出，残存于焊缝之中所形成的空穴。
其气体可能是熔池从外界吸收的，也可能是焊接冶金过程中反应生成的。
2、夹渣夹渣是指焊后溶渣残存在焊缝中的现象。
3、裂纹焊缝中原子结合遭到破坏，形成新的界面而产生的缝隙称为裂纹。
4、未焊透未焊透指母材金属未熔化，焊缝金属没有进入接头根部的现象。
5、未熔合未熔合是指焊缝金属与母材金属，或焊缝金属之间未熔化结合在一起的缺陷。
按其所在部位，未熔合可分为坡口未熔合、层间未熔合、根部未熔合三种。
无损检测（NDT或无损探伤）是在不损害或不影响被检测对象使用性能的前提下，采用射线、超声、红外、电磁等原理技术并结合仪器对材料、零件、设备进行缺陷、化学、物理参数检测的技术。
1、超声波探伤是利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法，当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波，在荧光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。
2、射线探伤是利用某种射线来检查焊缝内部缺陷的一种方法。
常用的射线有X射线和γ射线两种。
X射线和γ射线能不同程度地透过金属材料，对照相胶片产生感光作用。
利用这种性能，当射线通过被检查的焊缝时，因焊缝缺陷对射线的吸收能力不同，使射线落在胶片上的强度不一样，胶片感光程度也不一样，这样就能准确、可靠、非破坏性地显示缺陷的形状、位置和大小。
3、磁粉探伤利用工件缺陷处的漏磁场与磁粉的相互作用，它利用了钢铁制品表面和近表面缺陷（如裂纹，夹渣，发纹等）磁导率和钢铁磁导率的差异，磁化后这些材料不连续处的磁场将发生畸变，形成部分磁通泄漏处工件表面产生了漏磁场，从而吸引磁粉形成缺陷处的磁粉堆积——磁痕，在适当的光照条件下，显现出缺陷位置和形状，对这些磁粉的堆积加以观察和解释，就实现了磁粉探伤。
浅谈管道焊缝激光超声缺陷检测技术
浅谈管道焊缝激光超声缺陷检测技术目前，管道与管件缺陷的检测技术主要有X射线照相法、超声波检测法、磁粉检测法、渗透检测法和电磁感应检测法，其中超声波检测法不受材料、厚度与几何形状的限制，随着新型超声传感器技术、自动化控制技术、现代计算机技术与图像处理技术的发展，超声检测也逐渐进入自动化检测时代。
这样就能检测出缺陷的大小和形状，获得缺陷永久记录。
传统的射线检测对人体有伤害，需要添加探伤人员的安全防护措施。
另外，射线探伤设备不仅投资大，而且体积庞大，含有检测结果的底片不易携带，对于人体辐射很大。
液浸法检测需要将被检件置于水槽中或在工件与探头之间喷水流，因此在很多场合应用不方便。
为克服传统超声检测的不足，利用激光激发超声波来检测使一门新兴技术——激光超声检测技术应运而生。
激光超声检测技术具有非接触式检测、远距离操作、抗干扰能力强、空间分辨率高、可检测不规则表面及用于操作空间受限的场合、快速实时、可在恶劣工况下使用等优点，目前已逐渐成为无损检测的重要手段。
1 超声激励技术研究超声激励技术：激光超声的产生机理一般有热弹效应、烧蚀效应、辐射压力、电致伸缩、介质击穿和汽化膨胀等类型。
但在实际应用中主要考虑热弹与烧蚀两种方式激发超声波。
热弹效应是在入射激光功率密度低于材料表面的损伤阈值（金属材料一般为107W/cm2），不会使材料发生熔化和烧蚀，材料表层吸收了入射激光的能量并转化为热量，引起热膨胀而产生表面的切向应力。
热弹效应对材料表面无损伤，并且能产生各种波形，应用最为广泛。
2 激光超声管件焊缝缺陷检测方案设计1.Nd∶YAG激光器2.分束镜3.凸透镜或柱面透镜4.样品5.放大器6.示波器7.控制卡8.光电二极管9.计算机10.纵横电机11.横向电机12.纵向固定板13.PVDF压电薄膜14.钨棒15.特氟龙胶16.金属装置外壳17.横向移动滑块18.纵向丝杆19.横向固定底板20.纵向固定底板21.横向丝杆22.Ⅰ横向固定板23.Ⅱ横向固定板24.纵向移动滑块图2 激光超声缺陷检测系统利用PVDF传感器检测激光声表面波的实验系统如图2所示。
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（4）磁痕的观察与记录：磁痕的观察要求在此痕形成后立即进行，可用照
相、素描、复印等方法进行记录，需要时也可用透明清漆将其固定在探 伤面上。 （5）退磁：退磁场强度必须大于磁化时的电流值或从试件的饱和磁场强度 开始，使施加的磁化方法交替变换并逐步减少到零。工件剩磁应符合相 关要求。 （6）缺陷评级与后处理：确定焊缝缺陷类型、数量、分布等，对焊缝根据 标准进行评级，做好记录。
激光焊缝缺陷的MT检测
课程名称：激光焊接工艺实践 承担单位：浙江工贸职业技术学院
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1.教学目标
• 了解激光焊接缺陷的常用检测方法，掌握采用磁粉法对 激光焊缝进行无损探伤（MT: Magnetic particle testing）
的工艺过程。
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焊缝的无损检测方法
一般可以分为两类：
2.3 磁粉检测过程
对焊缝的磁粉检测，一般包括以下几个步骤： （1）预处理：除去工件表面影响探伤灵敏度或可能污染磁悬液的涂料、油 污等，处理范围要大于探伤范围，原则上向母材扩展20mm左右； （2）磁化：根据探伤仪器特性，试件特点、形状、尺寸、表面状态等确定 需要的磁场方向和强度，然后选定磁化方法； （3）施加磁粉或磁悬液：将适量的、分布均匀的磁粉施加在有效探伤范围 的探伤面上，需要根据试件的磁特性、特点、磁化方法和探伤环境等选 择合适的磁粉和分散剂种类、磁悬液浓度等。
பைடு நூலகம்
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2.4 磁粉检测特点
（1）磁粉检测优点
适用于检测铁磁性材料表面和近表面尺寸很小、间隙极窄，目视难以看出的 不连续性； （2）磁粉检测缺点 不能检测奥氏体不锈钢和用奥氏体焊条焊接的焊缝，也不能检测铝、铜、镁 和钛等非磁性材料，且对于表面浅的划伤、埋藏较深的孔洞和与工件表面夹 角小于20度的分层和折叠缺陷难以发现。
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3. 小结
本次课介绍了激光焊缝常用无损检测方法中的磁粉检测
（MT检测）的原理、设备构成和检测过程以及MT检测的特点。
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4. 作业思考题
（1）说明激光焊缝缺陷的磁粉检测原理是什么？
（2）激光焊接18-8不锈钢钢板焊缝，能用MT方法进行焊缝
的缺陷检测吗，为什么？
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焊缝内部缺陷检测方法：常用的有射线检测和超声检测等；
焊缝外部缺陷检测方法：常用的有渗透检测和磁粉检测等。 磁粉检测应按GB/T11345-1989和CB/T3559-2011中的规定进行。
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激光焊缝缺陷的磁粉检测
2.1 磁粉检测原理 就是利用磁现象检测铁磁材料 表面或近表面缺陷的方法，缺 陷漏磁场的产生是磁粉检测的 基础。由于缺陷的存在会导致
工件内磁场发生畸变，吸附施
加于工件的磁粉并形成磁痕显 示缺陷的存在。 图1 磁粉检测焊缝缺陷原理示意图
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2.2
磁粉检测系统构成
磁粉探伤检测系统一般包括 以下四个部分： （1）磁化电源 （2）工件夹持装置 （3）磁粉或磁悬液施加装置 （4）退磁装置
图2 焊缝的磁粉探伤检测设备
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