焊接檢驗(yàn)工藝學(xué) 10目視檢驗(yàn)和其它無損檢驗(yàn)

1、.第十單元目 視 和 其 他 無 損 檢 測 方 法 及 其 符 號(hào)目 錄介 紹. 2目視檢驗(yàn) (VT)3無損檢測 (NDT) 12無損檢測符號(hào) 26總結(jié) 27主要術(shù)語及其定義 28第十單元目視檢驗(yàn)和其它無損檢驗(yàn)的方法及符號(hào)介紹在任何一種有效的焊接質(zhì)量控制活動(dòng)中，目視檢驗(yàn)均作為評(píng)估結(jié)構(gòu)和部件質(zhì)量的一種最基本的方法。為了確保焊接質(zhì)量能夠滿足其預(yù)期用途的需要，各種規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)均把目視檢驗(yàn)作為最基本的、判定接受與否的最低要求。即在規(guī)定需要采用其他的無損檢驗(yàn)或破壞性試驗(yàn)方法的條件下，目視檢驗(yàn)仍然作為一種最基本的檢驗(yàn)手段，而其他的檢驗(yàn)方法就其實(shí)質(zhì)而言均是對(duì)目視檢驗(yàn)的一種補(bǔ)充。當(dāng)我們討論各種用于評(píng)估焊接質(zhì)量

2、的其它方法時(shí)，我們實(shí)質(zhì)上可以把這些檢測方法看成是對(duì)目視檢驗(yàn)的一種補(bǔ)充，這是因?yàn)樵囼?yàn)或試驗(yàn)結(jié)果的最終評(píng)估都要依靠目視的方法來完成。無數(shù)的事實(shí)已經(jīng)證明有效的目視檢驗(yàn)可以提前發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)后期采用的其它更為昂貴的無損檢測所發(fā)現(xiàn)的焊接缺陷。重要的是我們必須認(rèn)識(shí)到要想達(dá)到上述效果，就必須在焊前、焊中和焊后讓一位受過培訓(xùn)并有資格的檢驗(yàn)師進(jìn)行有效的目視檢驗(yàn)。不注重制作過程的檢驗(yàn)，而只是簡單地查看完工焊縫僅能提供有限的有關(guān)焊縫質(zhì)量適用性的保證。目視檢驗(yàn)的最大局限是它只能發(fā)現(xiàn)那些暴露于表面的不連續(xù)。因此，觀察焊縫和接頭的開始和中間層的焊接情況對(duì)焊接檢驗(yàn)師來說就顯得尤為重要。由于相對(duì)而言目視檢驗(yàn)比較簡單且所需的檢驗(yàn)

3、工具最少，所以目視檢驗(yàn)是一種成本很低的質(zhì)量控制手段。這種低成本還體現(xiàn)在它能夠在缺陷形成之初就發(fā)現(xiàn)它，并立即采取最為經(jīng)濟(jì)的糾正措施。一個(gè)典型的例子是目視檢驗(yàn)?zāi)軌虬l(fā)現(xiàn)根部裂紋。 根部裂紋在其形成之初、并進(jìn)一步施焊前被發(fā)現(xiàn)而進(jìn)行修補(bǔ)，和直到焊接完成以后再發(fā)現(xiàn)而進(jìn)行修補(bǔ)所需的費(fèi)用相比要少得多。在大多數(shù)情況下，大量的修補(bǔ)工作所導(dǎo)致的不單單是成本的增加，還需要重點(diǎn)考慮為完成修補(bǔ)所要花費(fèi)的額外的工作時(shí)間。缺陷在形成之初就被發(fā)現(xiàn)所需的修補(bǔ)時(shí)間最少，對(duì)整個(gè)工程進(jìn)度的影響也最小。目視檢驗(yàn)是相對(duì)簡單的評(píng)估方法,但不能誤解為任何一個(gè)人都可以做。美國焊接學(xué)會(huì)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到讓那些至少有些目視檢驗(yàn)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的人進(jìn)行檢驗(yàn)是非常重

4、要的。為了滿足這些需要，美國焊接學(xué)會(huì)開發(fā)了認(rèn)證的焊接檢驗(yàn)師程序以評(píng)判一個(gè)人是否符合作為一位焊接檢驗(yàn)師。如果滿足經(jīng)驗(yàn)要求并通過一系列考試，就可認(rèn)為他或她有能力進(jìn)行焊縫及焊件的目視檢驗(yàn)。雖然我們說目視檢驗(yàn)同其他無孫檢驗(yàn)方法相比相對(duì)比較簡單，但這并不是說隨便任何一個(gè)人都可以有效地進(jìn)行焊縫的目視檢驗(yàn)?；仡櫸覀兦懊婢耪滤v的內(nèi)容就可以理解，任何從事目視檢驗(yàn)工作的人都必須掌握大量的專業(yè)知識(shí)。熟練地掌握各種焊接檢驗(yàn)的知識(shí)需要花費(fèi)數(shù)年的時(shí)間積累經(jīng)驗(yàn)并接受各種專業(yè)培訓(xùn)。最重要的是焊接檢驗(yàn)師必須熟悉各種焊接工藝和方法、以及那些評(píng)估完工焊縫質(zhì)量的方法。本教材的最后一章將重點(diǎn)討論作為質(zhì)量控制程序中最基本的目視檢驗(yàn)方法

5、的應(yīng)用，同時(shí)也將涉及作為目視檢驗(yàn)輔助手段的無損檢測技術(shù)。受本培訓(xùn)課程的限制，我們不可能在此對(duì)各種工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)每一個(gè)焊接檢驗(yàn)師的不同職責(zé)進(jìn)行準(zhǔn)確詳細(xì)地講解。每一個(gè)人的特定的工作內(nèi)容及所應(yīng)用的工藝情況未必適合于其他人。在此，我們就作為焊接檢驗(yàn)師工作的職責(zé)范圍展開概括性的討論。因此，本章的重點(diǎn)是概括性地討論焊接檢驗(yàn)師如何在其日常工作中具體地應(yīng)用我們前面九章所講的知識(shí)。目視檢驗(yàn)（VT）焊接檢驗(yàn)師的職責(zé)牽到許多方面的內(nèi)容而且體現(xiàn)在制作過程的不同階段，因此，“檢驗(yàn)核查表”已成為一種非常有用的檢驗(yàn)工具。如此文件能幫助檢驗(yàn)師有效地安排工作，并確保完成每一項(xiàng)指定的任務(wù)。圖10.1給出了這類檢查清單的一個(gè)例子。在本

6、章的內(nèi)容中，我們還將介紹焊接檢驗(yàn)師使用的各種檢驗(yàn)工具。雖然我們說在所有的檢驗(yàn)中目視檢驗(yàn)所需的檢驗(yàn)工具最少，但我們也應(yīng)該理解一些檢驗(yàn)工具能夠幫助檢驗(yàn)師更容易、更有效地開展工作。圖10.2給出了一些常用的、能夠幫助焊接檢驗(yàn)師評(píng)價(jià)焊接和焊縫質(zhì)量的工具。前面我們已經(jīng)提到，只有在制作過程的每一步都開展檢驗(yàn)才能保證目視檢驗(yàn)的有效性。除非是連續(xù)不斷地進(jìn)行檢驗(yàn)，否則就有可能造成漏檢。此外，持續(xù)不斷的目視檢驗(yàn)?zāi)軌蜓杆俚匕l(fā)現(xiàn)問題并立即采取最為有效地糾正措施。因此，本章有關(guān)焊接檢驗(yàn)師“目視檢驗(yàn)”的職責(zé)將分為焊前、焊中和焊后幾個(gè)階段來討論。焊前檢驗(yàn)n 審閱所應(yīng)用的資料n 檢查焊接工藝n 檢查每個(gè)焊工的資格n 設(shè)立檢驗(yàn)

7、“停止點(diǎn)”n 編制檢驗(yàn)計(jì)劃n 編制保存檢驗(yàn)結(jié)果和記錄的計(jì)劃n 建立標(biāo)識(shí)不合格品的體系n 檢查焊接設(shè)備是否處于良好狀態(tài)n 檢查所要使用的母材和焊材的質(zhì)量及狀態(tài)n 檢查焊接準(zhǔn)備n 檢查坡口裝配情況n 檢查對(duì)中（直）設(shè)備的適用性n 檢查焊接接頭是否干凈n 當(dāng)有要求時(shí)，檢查預(yù)熱溫度焊接過程中檢驗(yàn)n 檢查焊接參數(shù)是否符合焊接工藝n 檢查每條焊道的焊接質(zhì)量n 檢查層間清理n 檢查層間溫度n 檢查每道焊縫的位置及其焊接次序n 檢查反面清根表面n 如有要求，監(jiān)督制作過程中的無損檢驗(yàn)（NDE）焊后檢驗(yàn)n 檢查完成的焊縫的外觀情況n 檢查焊縫尺寸n 檢查焊縫長度n 檢查焊接件的尺寸精確度n 如有要求，監(jiān)視增加的無

8、損檢驗(yàn)（NDE）n 如有要求，監(jiān)視焊后熱處理n 準(zhǔn)備檢驗(yàn)報(bào)告圖10.1 焊接檢查表示例從某些方面來講，焊接檢驗(yàn)師在焊前的職責(zé)最為重要。至少我們可以講除非是這一階段的工作得以圓滿地完成，否則就會(huì)在以后的制做過程中出現(xiàn)問題。這一階段的任務(wù)主要是組織隨后的檢驗(yàn)工作，其中包括：熟悉焊接要求、確定何時(shí)進(jìn)行檢驗(yàn)、建立報(bào)告和保存檢驗(yàn)記錄的體系。焊接檢驗(yàn)師在接到一項(xiàng)新的檢驗(yàn)任務(wù)時(shí)，首要的任務(wù)是要閱讀與實(shí)際焊接相關(guān)的所有資料。其中包括：圖紙、規(guī)范、技術(shù)要求、工藝等。這些資料對(duì)焊接檢驗(yàn)師來講非常有用。一般來說，這些資料包括了諸如被檢對(duì)象、檢驗(yàn)時(shí)間、檢驗(yàn)地點(diǎn)以及如何進(jìn)行檢驗(yàn)的信息。因此，這些資料為隨后的檢驗(yàn)提供了充

9、分的依據(jù)。這些資料也有助于焊接檢驗(yàn)師安排如何進(jìn)行焊接質(zhì)量評(píng)估以確保焊接符合指定的工作要求。通過審閱這些資料，可以獲得要用于焊接制做中所用材料的有關(guān)信息。根據(jù)所指定的材料型號(hào)，可以了解是否存在有特殊的焊接要求。例如，如果指明要使用調(diào)質(zhì)鋼，則通常要對(duì)焊接過程中的熱輸入進(jìn)行控制。這就要求焊接檢驗(yàn)師在實(shí)際檢驗(yàn)中能將這一要求牢記在心。另外一個(gè)值得注意的方面是：對(duì)要使用的材料檢查是否有能夠覆蓋所要求焊接的工藝。除了了解所使用的材料以外，焊接檢驗(yàn)師還必須檢查經(jīng)評(píng)定合格的焊接工藝是否提供了合適的焊接方法、焊接技術(shù)、填充金屬的型號(hào)、焊接位置等信息。如果現(xiàn)有的焊接工藝沒有正確地覆蓋隨后焊接生產(chǎn)中的某個(gè)方面，則必須

10、編制新的焊接工藝并按照相應(yīng)的規(guī)范要求進(jìn)行評(píng)定。有時(shí)可能還要求焊接檢驗(yàn)師負(fù)責(zé)工藝評(píng)定過程中的監(jiān)督、試驗(yàn)、記錄并評(píng)估工藝評(píng)定結(jié)果。在所有相關(guān)的焊接工藝評(píng)定合格以后，有必要對(duì)每個(gè)焊工的資質(zhì)證書進(jìn)行審核以確保這些焊工有資格并持證、并有能力按照經(jīng)批準(zhǔn)的焊接工藝從事焊接工作。每個(gè)焊工的資質(zhì)都與一些特定的要求相關(guān)，其中包括：焊接材料、焊接工藝、焊接位置、焊接方法、接頭形狀等。對(duì)那些沒有合適的資質(zhì)和證書的焊工必須進(jìn)行考核以確保他們有能力按所應(yīng)用的焊接工藝開展工作。一般說來，能有一份參與生產(chǎn)焊工的清單將對(duì)焊接檢驗(yàn)師的工作很有幫助，這份名單通常給出了每一個(gè)焊工有資格進(jìn)行的焊接工藝。有些規(guī)范要求對(duì)所有的完工焊縫要按

11、照每個(gè)焊工的編號(hào)進(jìn)行永久性的標(biāo)識(shí)。如果有這種要求，就應(yīng)該建立一份能夠顯示每個(gè)焊工鋼印號(hào)的記錄。有時(shí)規(guī)范對(duì)每個(gè)焊工資質(zhì)證書的有效期也會(huì)有所規(guī)定，此時(shí)應(yīng)該保存一份焊工連續(xù)從事焊接工作的記錄以備焊接檢驗(yàn)師查閱，從而進(jìn)一步地確定針對(duì)某一指定的焊接工藝而言，每一個(gè)焊工的證書是否在規(guī)定的有效期以內(nèi)。如果不在有效期以內(nèi)，則有可能要求對(duì)該焊工重新進(jìn)行評(píng)定。在審核完和指定任務(wù)有關(guān)的文件資料以后，焊接檢驗(yàn)師可以根據(jù)情況建立“檢驗(yàn)停止點(diǎn)”。這只不過是一些提前選定的檢驗(yàn)點(diǎn)，要求生產(chǎn)過程到達(dá)這些點(diǎn)時(shí)必須停下來，等待檢驗(yàn)師對(duì)已經(jīng)完成的工作進(jìn)行審查。只有在這一階段的工作得焊接檢驗(yàn)師的認(rèn)可以后，制造才能繼續(xù)進(jìn)行。這樣做可以使

12、所做工作一步一步地接受，而不是等到所有的結(jié)構(gòu)或部件完工后才進(jìn)行檢驗(yàn)。這樣做可以及早地發(fā)現(xiàn)問題并予以糾正，從而避免對(duì)整個(gè)工程進(jìn)度的影響。也可以減少前期的小問題成為后期的大缺陷的可能性。另一重要前期步驟就是焊接檢驗(yàn)師應(yīng)對(duì)所要開展焊接檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果的記錄和保存制訂一個(gè)適當(dāng)?shù)挠?jì)劃。通過所積累的經(jīng)驗(yàn)，焊接檢驗(yàn)師會(huì)逐步理解這一步有多麼地重要。檢驗(yàn)師必須知道何時(shí)需要進(jìn)行指定檢驗(yàn)，并懂得如何完成這一任務(wù)。因此必須制訂一個(gè)檢驗(yàn)計(jì)劃以確保制作過程中的主要項(xiàng)目不致漏檢。一般說來，檢驗(yàn)師可以根據(jù)制造過程的基本步驟來制訂檢驗(yàn)計(jì)劃，所以可能簡單地把生產(chǎn)計(jì)劃作為檢驗(yàn)計(jì)劃的框架來確定何時(shí)需要進(jìn)行檢驗(yàn)。一旦檢驗(yàn)任務(wù)完成，必須根

13、據(jù)已經(jīng)制訂的文件體系來記錄檢驗(yàn)結(jié)果。該文件體系應(yīng)包括有關(guān)檢驗(yàn)報(bào)告的格式及其內(nèi)容、檢驗(yàn)報(bào)告的發(fā)放要求、以及有條理地保存檢驗(yàn)報(bào)告以便其他熟悉本工作的人員進(jìn)行查閱的條款。檢驗(yàn)報(bào)告和文件體系的編寫原則是要盡可能地簡單，同時(shí)又要能提供適當(dāng)?shù)?、便于他人在今后閱讀時(shí)能夠理解的信息。另一件和檢驗(yàn)工作相關(guān)的事情是有關(guān)不全格品的標(biāo)識(shí)及其處理的要求。在每項(xiàng)檢驗(yàn)工作開始之處，焊接檢驗(yàn)師就必須建立某種對(duì)拒收焊縫進(jìn)行報(bào)告和標(biāo)識(shí)體系。該體系應(yīng)包括對(duì)拒收焊縫的位置進(jìn)行標(biāo)識(shí)的條款，以便生產(chǎn)人員能夠理解缺陷的性質(zhì)及其位置并能夠很容易地找到并修補(bǔ)這一缺陷。還應(yīng)該建立一套有關(guān)對(duì)拒收焊縫進(jìn)行報(bào)告的規(guī)則以便所有相關(guān)的人員能夠了解有缺陷存

14、在，必須進(jìn)行的修補(bǔ)。用來表示缺陷存在及其位置的標(biāo)識(shí)應(yīng)該是某個(gè)唯一型式或色彩，以便使生產(chǎn)及質(zhì)控人員清晰可見并可描述。最后，該體系還闡述在修補(bǔ)工作完成以后如何進(jìn)行重新檢驗(yàn)規(guī)定。當(dāng)重新檢驗(yàn)工作完成后，應(yīng)該建立報(bào)告結(jié)果的系統(tǒng)，以便最初拒收焊縫的報(bào)告由隨后可接受的報(bào)告來關(guān)閉。 所用的焊接設(shè)備的狀況對(duì)最終的焊縫質(zhì)量也存在有某種程度的影響。因此，焊接檢驗(yàn)師還應(yīng)對(duì)焊接設(shè)備的運(yùn)行及狀態(tài)進(jìn)行檢查和評(píng)估。其內(nèi)容包括有焊接電源、送絲設(shè)備、接地電纜及接地夾、焊劑及其焊條的保管設(shè)備、傳輸保護(hù)氣體所需使用的軟管及其備件等。在評(píng)價(jià)焊接電源的時(shí)候，應(yīng)使用經(jīng)過校準(zhǔn)的電壓和電流表對(duì)設(shè)備上的儀表進(jìn)行檢查以確保實(shí)際焊接生產(chǎn)中所讀焊接參

15、數(shù)的準(zhǔn)確性?？紤]到焊接設(shè)備所采用的儀表的精度都比較低，這一檢查對(duì)減少出現(xiàn)焊接問題的就顯得尤為重要。當(dāng)上述這些工作都完成以后，應(yīng)開始對(duì)焊接材料及其形狀進(jìn)行焊前檢查。其中任務(wù)之一是對(duì)母材和焊材的質(zhì)量進(jìn)行檢查和評(píng)估。無論是母材或者是焊材存在問題，都會(huì)對(duì)以后的制做造成額外的、不必要的麻煩。考慮到額外制造作工序相關(guān)的成本因素，因?yàn)椴牧系娜毕輿]有被及早地提前發(fā)現(xiàn)而需增加額外制造步驟所造成的損失可能會(huì)非常地大。因此，能在使用這些材料相當(dāng)長的時(shí)間前發(fā)現(xiàn)其所存在的問題是十分重要的。以某一構(gòu)件中存有分層的情況為例：如果一直到所有的切割、鉆孔、沖孔、和焊接工作都完成以后才發(fā)現(xiàn)所存在的分層缺陷，通常都將無法彌補(bǔ)因這些

16、工序和操作所帶來得損失。此時(shí)供應(yīng)商將不得不只是簡單地替換有問題的構(gòu)件，并從頭開始進(jìn)行制做。母材的檢驗(yàn)即可以是簡單的目視檢驗(yàn)，也可以是用來評(píng)價(jià)材料表面和內(nèi)部質(zhì)量的多種無損檢驗(yàn)方法的精心組合。構(gòu)件或部件的關(guān)鍵性決定了所需檢驗(yàn)的內(nèi)容及其等級(jí)。對(duì)要使用的焊接材料的檢驗(yàn)也是非常重要的。存在于焊劑內(nèi)部或者是焊條表面的潮氣或雜質(zhì)會(huì)導(dǎo)致非常嚴(yán)重的焊縫質(zhì)量問題。例如，如果對(duì)所用的低氫焊條沒有進(jìn)行正確的保管，將會(huì)導(dǎo)致焊縫焊道下裂紋或氣孔。因此，焊接檢驗(yàn)師應(yīng)該清楚如何保管和使用這類焊條以防止過量的潮氣或雜質(zhì)。在完成了對(duì)所有原材料的檢驗(yàn)任務(wù)以后，接下來的一步工作是檢查和評(píng)估焊接接頭的準(zhǔn)備質(zhì)量及其精度。在坡口焊縫的情況

17、下，要對(duì)諸如削邊角度、坡口深度、鈍邊尺寸和坡口曲率半徑（針對(duì)J型和U型坡口而言）進(jìn)行目視檢查。這樣檢驗(yàn)可能會(huì)用到一些測量工具，如：板尺、卷尺、或測量坡口角度和曲率半徑的工具。圖10.3給出了這類測量工具的一些實(shí)例。在完成了對(duì)坡口準(zhǔn)備的檢查及其認(rèn)可以后，焊接檢驗(yàn)師接下來應(yīng)檢查有關(guān)的裝配情況。也就是說，他或者是她應(yīng)該檢查兩個(gè)需要連接的部件的對(duì)直及其相對(duì)位置的情況。如果此時(shí)的構(gòu)件或者是部件存在有（裝配）尺寸方面的問題，隨后的焊接將不可能有效地糾正這類偏差。在這一階段需要檢查的項(xiàng)目包括：根部間隙、裝配角度對(duì)準(zhǔn)情況、裝配面對(duì)準(zhǔn)情況（高-低）、坡口角度等?？紤]到可能存在的焊接變形，可以預(yù)設(shè)置一定的尺寸來糾

18、正由于焊接造成的變形。圖10.4給出了這類預(yù)變形的一些例子：有意地錯(cuò)開或者是彎曲構(gòu)件以獲得所期望的變形。那些曾經(jīng)用來檢驗(yàn)接頭準(zhǔn)備的測量工具也可以用來檢檢過程中的預(yù)變形情況。在有些情況下，對(duì)某一特定的工作而言，會(huì)有一些通用的接頭型式或者多次重復(fù)出現(xiàn)的形狀，可以采用一些專門制作的模板或?qū)Ｓ霉ぞ哌M(jìn)行檢查。接頭裝配的精度會(huì)影響最終焊接件的尺寸。此外，裝配尺寸的偏差還會(huì)直接影響到完工焊縫的質(zhì)量。例如，如果坡口的角度或者是根部間隙不夠，焊工可能會(huì)因此而無法正確地將焊縫金屬與坡口面相熔。過大的坡口角度或根部間隙需要有額外的焊接而導(dǎo)致過大的焊接變形。對(duì)角焊縫而言，根部間隙的存在會(huì)使實(shí)際焊縫的有效焊喉尺寸小于設(shè)

19、計(jì)人員所要求的尺寸。如圖10.5所示。在這樣的情況下，實(shí)際焊縫的尺寸會(huì)因根部間隙量的存在而增加。該根部間隙為焊縫提供必要的橫截面。因此焊接檢驗(yàn)師應(yīng)注意檢查角焊縫裝配過程中的根部間隙以便獲得精確的完工焊縫的尺寸。如果在裝配過程中使用了裝架、工裝和其他的校準(zhǔn)設(shè)備，焊接檢驗(yàn)師則要對(duì)這些設(shè)施進(jìn)行檢查以確保他們能提供合適的對(duì)準(zhǔn)且有足夠的強(qiáng)度以保持整個(gè)焊接過程中的校準(zhǔn)效果。如果為了保持這種對(duì)準(zhǔn)效果而需要使用點(diǎn)焊時(shí)，則要對(duì)這些點(diǎn)焊焊縫進(jìn)行檢查以確保沒有缺陷。在最終開始焊接以前，應(yīng)將開裂的點(diǎn)焊焊縫去除并重新施焊。如果沒有對(duì)有開裂的點(diǎn)焊縫及時(shí)進(jìn)行處理，則會(huì)把裂紋留在了實(shí)際焊縫以內(nèi)，這些裂紋極有可能增大并造成一種

20、極為有害的局面：如果在以后的制作中才發(fā)現(xiàn)了這一問題，則有可能會(huì)導(dǎo)致大量的返修工作。在進(jìn)行焊接接頭組裝檢驗(yàn)時(shí)，焊接檢驗(yàn)師還應(yīng)仔細(xì)地檢查焊接區(qū)域的清潔情況。表面雜質(zhì)和水分的存在會(huì)極大地影響最終焊縫的質(zhì)量。諸如水汽、機(jī)油、黃油、油漆、銹蝕、氧化皮、鍍鋅層等的存在會(huì)引入焊縫不容許的雜物。從而導(dǎo)致完工焊縫中存有氣孔、裂紋、或者是未熔合等缺陷。最后一個(gè)需要檢查的項(xiàng)目是焊前預(yù)熱（如果有要求的話）。焊接工藝會(huì)對(duì)具體的預(yù)熱要求加以說明，要求的預(yù)熱溫度可能是一個(gè)最小的，也可能是最大的，或是兩者的結(jié)合。規(guī)定預(yù)熱的檢查位置要稍微離開焊縫接頭，而不是直接在坡口面上。事實(shí)上，母材按鋼板厚度值（但不得小于3英寸）間距排列，

21、預(yù)熱時(shí)應(yīng)加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?。檢查預(yù)熱溫度的方法有很多，其中包括有用于溫度指示筆和熱電偶等。圖10.6所示的就是一些溫度指示筆。為了連續(xù)地進(jìn)行過程焊接質(zhì)量控制，焊接檢驗(yàn)師在實(shí)際的焊接制做過程中還有大量的項(xiàng)目需要進(jìn)行檢查。和焊前檢驗(yàn)一樣，人們希望通過這些檢查能夠在問題形成之初就被發(fā)現(xiàn)，以便更容易進(jìn)行糾正。針對(duì)制做過程中的焊接檢驗(yàn)，掌握一定的焊接知識(shí)對(duì)檢驗(yàn)師的工作將非常地有用，因?yàn)榇藭r(shí)部分檢驗(yàn)工作的內(nèi)容是對(duì)實(shí)際焊接技巧及其最終焊縫質(zhì)量結(jié)果的評(píng)估。人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到那種認(rèn)為焊接檢驗(yàn)師能夠觀察到每一道焊縫的焊接過程的想法是不現(xiàn)實(shí)的。因此，一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的焊接檢驗(yàn)師應(yīng)該有能夠從焊接過程中選擇關(guān)鍵點(diǎn)，并確保他或她到時(shí)

22、候能夠在場。在焊接過程中進(jìn)行焊接檢驗(yàn)時(shí)，焊接檢驗(yàn)師必須按照焊接工藝的規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)。焊接工藝給出了和焊接過程中那些重要信息，包括：焊接工藝、焊接材料、焊接方法、預(yù)熱及層間溫度的要求、以及其他用來描述如何進(jìn)行焊接操作的信息。因此，焊接檢驗(yàn)師的主要任務(wù)是監(jiān)控生產(chǎn)焊接以確保其是按照相關(guān)工藝的要求進(jìn)行。這也意味著發(fā)現(xiàn)工藝中的問題并得到糾正，進(jìn)而達(dá)到滿意的焊接效果。焊接檢驗(yàn)的工作內(nèi)容之一是要對(duì)每一個(gè)焊道的焊接過程進(jìn)行目視檢驗(yàn)。此時(shí)能夠發(fā)現(xiàn)表面不連續(xù)并進(jìn)行修補(bǔ)。還要注意觀察每道焊縫的形狀不規(guī)則程度，因?yàn)檫@種不規(guī)則有可能會(huì)影響下一步的焊接。例如在多層多道坡口焊縫的焊接過程中就有這種問題傾向。如果一條中間焊道過

23、高地突出會(huì)導(dǎo)致其焊趾處出現(xiàn)深槽。這種形狀會(huì)導(dǎo)致后續(xù)的焊道在此處不能很好地熔和。如果發(fā)現(xiàn)有這種情況出現(xiàn)，焊接檢驗(yàn)師可以要求對(duì)此處進(jìn)行適當(dāng)?shù)拇蚰ヒ员ＷC充分熔和。對(duì)根部的焊道進(jìn)行過程的質(zhì)量檢驗(yàn)是非常關(guān)鍵的。在大多數(shù)情況下，此焊縫斷面是最難焊接的，特別是對(duì)有根部間隙的接頭。在高約束的情況下，如果根部焊道的尺寸不足以承受這種收縮應(yīng)力的話，因焊接所產(chǎn)生的收縮應(yīng)力足以使根部焊道發(fā)生斷裂。焊接檢驗(yàn)師應(yīng)該知道這些問題，并在后續(xù)焊接開始之前對(duì)根部焊道進(jìn)行徹底地檢查以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)所存在的問題并采取立即糾正。 焊接過程中需要檢查的另外一個(gè)項(xiàng)目是層間清理。如果焊工沒有對(duì)每個(gè)單獨(dú)焊道之間進(jìn)行徹底地清理，則極有可能導(dǎo)致夾渣或

24、未熔和。當(dāng)采用焊劑進(jìn)行熔池保護(hù)的焊接工藝時(shí)，這一點(diǎn)就特別關(guān)鍵。我們建議那些采用氣體保護(hù)的焊接工藝也要進(jìn)行仔細(xì)地層間清理。凸出的焊縫形狀會(huì)阻礙對(duì)存在的渣層適當(dāng)清理。如前所述，此時(shí)就有必要進(jìn)行進(jìn)一步打磨以去掉不規(guī)則的焊縫形狀以便于層間清理。層間清理可以采取任何能夠取得滿意效果的方法來實(shí)現(xiàn)，諸如手動(dòng)清理鑿子，氣動(dòng)/風(fēng)動(dòng)郎頭、砂輪機(jī)、手動(dòng)和電動(dòng)鋼絲刷等。當(dāng)在硬度較低的材料上使用這些工具的時(shí)候，動(dòng)作不要過分激烈而造成焊縫的開裂或損壞。由于清理工作造成材料（表面）的變形“罩”住所存在的不連續(xù)而無法看到。還注意清理時(shí)必須小心，以防止靠近焊縫的母材的變形與黏結(jié)。如果要使用很大的外力才能將夾渣去掉，則極有可能是

25、因?yàn)楹附庸に嚮蛘呤欠椒ù嬖趩栴}。對(duì)那些需要進(jìn)行層間溫度控制的焊接工藝而言，檢驗(yàn)師也要注意對(duì)實(shí)際操作情況進(jìn)行監(jiān)督。象對(duì)預(yù)熱溫度的的要求一樣，層間溫度的規(guī)定有可能是給出所要求的最小值或最大值，或者是兩者的組合。層間溫度的測量應(yīng)該在焊縫區(qū)附近的母材上進(jìn)行而不是直接在焊接接頭上進(jìn)行測量。圖10.7給出的數(shù)顯溫度計(jì)對(duì)測量層間溫度非常有效。在焊接過程中，焊接檢驗(yàn)師還要對(duì)多層多道焊中的每一個(gè)焊道的情況進(jìn)行檢查。任何一中間焊道的不正常操作會(huì)使下一道焊縫的焊接變得極為困難甚至是不可能實(shí)現(xiàn)。圖10.8的例子說明了一個(gè)不正常的根部焊道會(huì)使下一道焊縫的焊接變得極度困難。觀察一下圖10.8(A)的情況, 要想在打底的第

26、一道焊縫和坡口面之間的窄縫隙內(nèi)施加第二道焊縫并取得良好的熔合效果將會(huì)十分地困難。如圖10.8(B)所示，為了糾正這一問題，焊接檢驗(yàn)師可能會(huì)要求焊工進(jìn)行一些必要的打磨以便稍稍加大間隙。當(dāng)然，正確的根部焊道位置能將坡口兩側(cè)的工件熔接起來并形成一條單一的焊道。圖10.9給出了在多層多道角焊縫中正確地和不正確地進(jìn)行根部焊道焊接的兩種方法。在圖10.9（A）中，第一條焊道僅和接頭中一個(gè)工件相熔接并在接頭的根部和另一個(gè)工件之間形成了一條很窄的間隙。這就導(dǎo)致了第二條焊道不能很好地在此區(qū)域內(nèi)與第一條焊道及其母材相熔合。圖10.9（B）展示了正確地進(jìn)行前兩道根部焊道焊接的方法。除了要檢查焊道的布置外，焊接檢驗(yàn)師

27、還要監(jiān)督焊接的次序以及每道焊縫中的每一段的焊接位置。這是因?yàn)槟骋粎^(qū)域上過多的焊接會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生過大的焊接變形。這種對(duì)焊接次序的考慮可能會(huì)要求焊工先在坡口的一側(cè)焊上幾道焊縫，然后移到坡口的另一側(cè)進(jìn)行焊接，這樣做可以避免僅從同一側(cè)進(jìn)行焊接而造成的角度變形。圖10.10給出了在雙面“V”坡口中按次序進(jìn)行焊接的情況。圖10.11所示的是如何排列雙面角焊縫以減少變形。 在某些情況下，可以利用分段退焊技術(shù)來焊接每一個(gè)單獨(dú)的焊道以減少焊接變形。當(dāng)采用這種方法的時(shí)候，每一焊道的的焊接方向與沿著焊縫軸線的總的焊縫的進(jìn)程剛好相反。所以，每后一焊道總是從前一條焊道前某一距離的位置處開始，并朝著前一焊道進(jìn)行。圖10.12

28、以圖示的方式說明了采用這種焊接方法時(shí)的焊接次序。當(dāng)設(shè)計(jì)要求從坡口的兩邊進(jìn)行全焊透坡口焊縫的焊接時(shí)，則一定要在開始另一邊焊接以前采取某種方法對(duì)首先焊接的焊縫的根部進(jìn)行清根處理。在另一邊焊縫的焊接開始以前，焊接檢驗(yàn)師要對(duì)清根后的焊縫表面進(jìn)行檢查。如果不做清根，則有可能會(huì)有夾渣或別的不連續(xù)存在而導(dǎo)致包含在最終的焊縫中。焊接檢驗(yàn)師不僅要確保反面清根去除了所有的不連續(xù)，而且還要檢查清根后的坡口有足夠的開口尺寸以確保后續(xù)的焊接操作能夠順利、成功地進(jìn)行。與要求在一條完工的焊縫上開槽遇到的困難相比，此時(shí)發(fā)現(xiàn)的問題能夠比較容易地得到解決。盡管上述的大多數(shù)項(xiàng)目是由焊工來負(fù)責(zé)監(jiān)測并實(shí)施的，但為了確保焊工能夠理解焊接

29、要求并按規(guī)定開展工作，焊接檢驗(yàn)師的檢查仍然顯得十分重要。一般說來，焊接檢驗(yàn)師對(duì)整體焊縫質(zhì)量的要求及其實(shí)際情況掌握得比較好，因此，他或她能夠更容易地發(fā)現(xiàn)問題并采取糾正措施。在焊接完成以后，焊接檢驗(yàn)師必須對(duì)完工產(chǎn)品進(jìn)行檢查以確認(rèn)為獲得良好焊縫質(zhì)量所有步驟都得到了正確的實(shí)施。如果上述的每一步操作和檢查都按要求得到了正確地實(shí)施，那麼焊后檢查就只是簡單地對(duì)完工焊縫的質(zhì)量進(jìn)行確認(rèn)。然而，大多數(shù)的規(guī)范都對(duì)完工焊縫的檢查有一些要求，因此，焊接檢驗(yàn)師還必須對(duì)焊縫進(jìn)行目視檢驗(yàn)以確定這些要求是否得到了滿足。一般說來，焊后目視檢驗(yàn)就是對(duì)完工焊縫的外觀及其形狀進(jìn)行檢查。此時(shí)的目視檢查能夠發(fā)現(xiàn)存在于焊縫及其母材表面的不連

30、續(xù)。這一階段焊接檢驗(yàn)的重點(diǎn)是對(duì)焊縫的外觀輪廓進(jìn)行檢查。尖銳的表面不規(guī)則會(huì)導(dǎo)致部件在使用過程中過早失效。此時(shí)就需要按照所應(yīng)用規(guī)范上某種型式不連續(xù)的可允許量，對(duì)完工焊縫的外觀情況進(jìn)行評(píng)估。焊縫的目視檢查包括按圖紙的要求對(duì)焊縫的尺寸進(jìn)行測量以確認(rèn)其是否滿足要求。對(duì)坡口焊縫而言，主要關(guān)心的問題是焊縫的坡口是否被填充到與母材齊平，且不存在過大的加強(qiáng)高。所有未焊滿的部位都需要通過填充額外的焊縫金屬來得到糾正。測量角焊縫的尺寸通常需要借助于角焊縫檢驗(yàn)尺。有多種不同類型的角焊縫檢驗(yàn)尺可以使用，其中包括那些專門制作的、用來檢查特定角焊縫形狀和尺寸的焊縫檢驗(yàn)尺或模板。還有幾種用來對(duì)一般角焊縫進(jìn)行測量的角焊縫檢驗(yàn)尺

31、。常見的角焊縫檢驗(yàn)尺由一系列金屬模板組成，它們的被加工成具備兩種不同形狀的缺口。（使用時(shí)）根據(jù)角焊縫是呈內(nèi)凹還是外凸的形狀以及所要求的焊縫尺寸進(jìn)行選擇。焊接檢驗(yàn)師根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的角焊縫尺的形狀及尺寸并與實(shí)際焊縫進(jìn)行比較測量。角焊縫的尺寸通常為名義尺寸，而實(shí)際測量中總有一定的測量允差存在?？紤]到大多數(shù)檢驗(yàn)尺的最小刻度值為1/16英寸，因此，把測量的精度定位在1/32英寸是一種比較合理的做法。把測量準(zhǔn)確度精度定為此值的理由包括：在最佳位置觀測檢驗(yàn)尺的困難性、實(shí)際焊縫的尺寸不可能像機(jī)加工件尺寸一樣地精確、檢驗(yàn)尺的誤差、母材和焊縫金屬表面的不規(guī)則性、確定外凸角焊縫焊趾準(zhǔn)確位置的困難。圖10.13

32、給出了用模板型檢驗(yàn)尺測量角焊縫尺寸的情況；這種型式的檢驗(yàn)尺也用作為CWI實(shí)際考核用檢驗(yàn)尺。在測量角焊縫時(shí)，焊縫的尺寸由焊縫橫截面內(nèi)最大正三角形的尺寸決定。因此，對(duì)于外凸形角焊縫而言，焊角的大小與焊縫尺寸的大小相同。而內(nèi)凹形角焊縫的尺寸由焊喉尺寸決定。焊接檢驗(yàn)師必須首先決定實(shí)際測量的角焊縫是屬于內(nèi)凹形，還是外凸形的形狀。如果外形特點(diǎn)不明顯，則需要采用兩種型式的模板對(duì)角焊縫的焊角和焊喉尺寸都進(jìn)行測量以確定其是否滿足要求。如果焊角尺寸不相等，則焊縫的尺寸取兩者中的最小值。如上所述，在使用模板型角焊縫檢驗(yàn)尺進(jìn)行焊角尺寸測量的時(shí)候，要根據(jù)角焊縫的外形輪廓（即內(nèi)凹還是外凸）來選擇模板型角焊縫檢驗(yàn)尺兩種不同

33、形狀的缺口。一旦焊接檢驗(yàn)師確定了焊縫的外形，他或她就會(huì)根據(jù)被測焊縫的大小選擇特定尺寸和形狀的角焊縫檢驗(yàn)尺。如果焊縫呈外凸形狀，適當(dāng)形狀的檢驗(yàn)尺測量的實(shí)際上是焊角的尺寸。與此相似，內(nèi)凹形角焊縫檢驗(yàn)尺測量的是實(shí)際的焊喉尺寸。與模板的形狀無關(guān)，此時(shí)指示的尺寸與角焊縫橫截面內(nèi)切三角形的大小有關(guān)。圖10.14給出了利用這類檢驗(yàn)尺進(jìn)行各種形狀焊角測量的情況。在測量并確定焊縫具有足夠的尺寸以后，焊接檢驗(yàn)師還必須按圖紙要求對(duì)焊縫的長度進(jìn)行評(píng)估，以確保已焊有足夠的焊縫金屬。這一點(diǎn)在焊縫為跳焊角焊縫時(shí)顯得尤為重要。此時(shí)必須要對(duì)每一段焊縫的長度以及焊縫中心到中心的距離進(jìn)行測量。對(duì)連續(xù)的坡口焊縫或者角焊縫而言，只要在

34、整個(gè)長度范圍以內(nèi)（以兩個(gè)被焊工件中的較小者為基準(zhǔn)），它們填滿了所要求的橫截面尺寸，則認(rèn)為該焊縫具有足夠的長度。為了評(píng)價(jià)整個(gè)焊件的尺寸精度還需要進(jìn)行一些別的測量。這很重要，因?yàn)楹附訒r(shí)所產(chǎn)生的收縮應(yīng)力會(huì)使部件的尺寸因變形而發(fā)生變化。舉例來說，一條堆積于機(jī)加工孔外面的焊縫將會(huì)導(dǎo)致孔的直徑發(fā)生變化，因此有必要在焊接完成以后進(jìn)行進(jìn)一步的加工以確?？梢垣@得所需要的內(nèi)孔尺寸。通過對(duì)一些尺寸的測量還可以決定是否存在有焊接變形。焊接過程中的局部加熱會(huì)使一些部件相對(duì)于焊縫中的其它部件發(fā)生變形或者是錯(cuò)位。通過測量可以確定變形是否大到要拒收被焊工件。除了目視檢查以外，有些焊縫還必須通過其它無損探傷方法進(jìn)一步地評(píng)估其質(zhì)

35、量。如果你已具備相應(yīng)的資質(zhì)，你可以做這類檢測，或者由別的無損探傷人員來進(jìn)行檢測。如果由別的人員來進(jìn)行無損檢測，可能會(huì)要求你監(jiān)督有關(guān)的過程。也許你的工作只牽涉到審核有關(guān)的無損探傷人員的資質(zhì)和無損檢測報(bào)告，以確保所有的發(fā)現(xiàn)及檢測結(jié)論是按照有關(guān)規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)的要求來進(jìn)行的。你可能還要負(fù)責(zé)保存所有這些探傷記錄。為了改善完工焊件的性能，可能還會(huì)有一些與焊后應(yīng)力釋放或熱處理相關(guān)的要求。也可能要求焊接檢驗(yàn)師負(fù)責(zé)監(jiān)督這些熱處理過程。如果確實(shí)如此，則相關(guān)的操作必須按照書面的工藝或規(guī)程的要求進(jìn)行。當(dāng)所有這些目視檢驗(yàn)完成以后，必須準(zhǔn)備相應(yīng)的檢驗(yàn)報(bào)告來說明所完成的檢驗(yàn)內(nèi)容。這些報(bào)告應(yīng)說明檢驗(yàn)的特征、包括諸如下面的內(nèi)容：檢

36、查了什么、檢驗(yàn)時(shí)間、什么人做的檢驗(yàn)、相關(guān)的接收標(biāo)準(zhǔn)、以及檢驗(yàn)的結(jié)論。正如我們前面所提到的那樣，這些檢驗(yàn)報(bào)告應(yīng)該盡可能地簡單（且清晰可辨）但仍要包含足夠的信息以便其他人員能夠明白都做了那些檢驗(yàn)以及檢驗(yàn)的的發(fā)現(xiàn)和結(jié)論。如前所述，目視檢驗(yàn)是所有焊接質(zhì)量控制程序中最基本的活動(dòng)。盡管目視檢驗(yàn)相當(dāng)簡單，但通過它我們能夠發(fā)現(xiàn)大多數(shù)的焊接缺陷。然而，目視檢驗(yàn)只能發(fā)現(xiàn)焊縫表面所存在的問題。因此，目視檢驗(yàn)要求在整個(gè)制作過程中都要進(jìn)行檢查以保證適當(dāng)?shù)母采w性。一般說來，焊接檢驗(yàn)師要進(jìn)行一定的焊前、焊接過程中和焊后檢驗(yàn)活動(dòng)。當(dāng)應(yīng)用得法時(shí)，目視檢驗(yàn)?zāi)軌蛟趩栴}發(fā)生之時(shí)就發(fā)現(xiàn)問題，因此可以大幅度地降低相關(guān)的返修成本。在掌握了

37、有關(guān)目視檢驗(yàn)的基本知識(shí)以后，我們可以接下來學(xué)習(xí)下一步的焊接檢驗(yàn)（技術(shù)）。無損探傷（NDT）一個(gè)有效的質(zhì)量控制程序的目的之一是要確定給定母材或者焊縫針對(duì)其指定用途的適用性。評(píng)價(jià)這種適用性的一種方法是對(duì)母材或焊縫進(jìn)行破壞性試驗(yàn)，這種破壞性試驗(yàn)可以提供有關(guān)被試驗(yàn)物性能的信息。顧名思義，破壞性試驗(yàn)的最大缺點(diǎn)是被試驗(yàn)物在試驗(yàn)過程中將被損壞。因此，人們已經(jīng)開發(fā)出了許多種既能反映被試驗(yàn)物的性能、但又不影響被試驗(yàn)物實(shí)際使用的測試方法。我們把各種各樣的這類試驗(yàn)統(tǒng)稱為無損探傷（試驗(yàn)），因?yàn)樗麄兛梢詫?duì)金屬或部件進(jìn)行非破壞的評(píng)估。而對(duì)試驗(yàn)部件的一定比例部分進(jìn)行的破壞性試驗(yàn)也會(huì)成本較高，并且需假定未試驗(yàn)部件與經(jīng)過試驗(yàn)的

38、具有相同的質(zhì)量。無損探傷反映的是一種間接的、但仍然是有效的結(jié)果，根據(jù)其定義，經(jīng)無損檢測的物體不發(fā)生變化，只要檢測結(jié)果合格即可投入實(shí)際應(yīng)用。如上所述，有許多種無損探傷方法可以用來對(duì)要焊接的母材以及完工的焊縫進(jìn)行檢測和評(píng)估。這里我們將只對(duì)一些最常用的方法，包括每種方法的有優(yōu)缺點(diǎn)及其應(yīng)用進(jìn)行討論。然而，所有的這些無損探傷方法都有一些共性，并可歸納如下：（1） 檢測能量源或者介質(zhì)（2） 檢測能量受缺陷的影響而發(fā)生變化（3） 檢測這種變化的手段（4） 顯示這種變化的手段（5） 觀測和記錄顯示的方法以便進(jìn)一步的分析針對(duì)某一指定的應(yīng)用場所，特定無損探傷方法的適用性取決于對(duì)上述每一個(gè)因素的考慮。檢測源或者是檢

39、測介質(zhì)必須適合于被檢對(duì)象以及所關(guān)心的缺陷。存在的缺陷必須能以某種方式使檢測介質(zhì)發(fā)生改變或變化。一旦當(dāng)介質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，必須能夠以某種方式檢測到所發(fā)生的變化。由不連續(xù)所引起的介質(zhì)變化形成一種指示或者是被記錄下來。最后這指示要保存下來以便進(jìn)行進(jìn)一步的分析和評(píng)估。在討論每一種無損檢測方法的時(shí)候，重要的是要理解每種無損探傷方法的所能提供的基本信息。這種理解將有助于確定選擇最合適的探傷方法。經(jīng)過多年的努力，人們已經(jīng)開發(fā)出了各種各樣的無損探傷方法。每種探傷方法都有其優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用上的限制，從而使其適合或者是不太適用一特定的檢測任務(wù)?？紤]到有多種無損探傷方法可供選擇，選擇那些能夠提供必要的檢測結(jié)果的探傷方法是非常

40、重要的。在許多情況下，可能會(huì)同時(shí)采取幾種不同的探傷方法以確保被檢的材料或工件是合格的。因?yàn)橛腥绱硕嗟奶絺椒ǎ虼艘朐诒窘滩闹邪衙糠N檢測方法都提到是比較困難的。因此，我們將集中討論那些常見的、被經(jīng)常用來對(duì)母材和焊件進(jìn)行檢測和評(píng)估的無損探傷方法。下面給出了幾種將要展開討論的無損探傷方法，其縮寫如括號(hào)內(nèi)的內(nèi)容所示。（1） 滲透探傷（PT）（2） 磁粉探傷(MT)（3） 射線探傷(RT)（4） 超聲波探傷(UT)（5） 渦流探傷(ET)雖然焊接檢驗(yàn)師通常只做目視檢驗(yàn)而不做無損檢測，但考慮到下述幾個(gè)方面的原因，他或她如果能對(duì)這些基本的無損檢測方法有一個(gè)基本的了解也是非常重要。首先，焊接檢驗(yàn)師應(yīng)該了解

41、各種無損檢測方法的優(yōu)點(diǎn)及其限制。這有助于決定采取那種無損檢測方法以提供除外觀質(zhì)量以外的、有關(guān)材料和焊縫的其他信息。通過一些附加的無損檢測，可以對(duì)目視檢驗(yàn)的結(jié)論做進(jìn)一步的核實(shí)。有了對(duì)各種檢測方法優(yōu)缺點(diǎn)的了解，還可以幫助焊接檢驗(yàn)師判斷由無損探傷人員所做的實(shí)際檢測是否恰當(dāng)。因?yàn)楹附訖z驗(yàn)師有可能要對(duì)一些檢測進(jìn)行監(jiān)控、或是要保存相關(guān)的檢測結(jié)果，對(duì)上述知識(shí)的掌握有助于檢驗(yàn)師理解相關(guān)的檢測結(jié)論。在我們討論每一種無損檢測方法的時(shí)候，有必要對(duì)各種探傷方法的優(yōu)、缺點(diǎn)以及操作原理作一些介紹。同時(shí)我們也將討論各種探傷方法需要用到的一些必要設(shè)備以及每種探傷方法的典型應(yīng)用。滲透探傷（PT）簡單地說，滲透探傷就是通過把滲透

42、介質(zhì)滲出到有一定對(duì)比度的背景色上來觀察表面不連續(xù)的一種探傷方法。這是通過把滲透劑（通常為液體）噴到經(jīng)過清理的被檢工件表面來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)滲透劑被留在檢物體的表面并經(jīng)過一定時(shí)間 (駐留時(shí)間) 以后，由于毛細(xì)現(xiàn)象的作用，滲透劑將滲入到所有表面開口內(nèi)。接下來再把多余的滲透劑擦掉并用顯像劑將留在不連續(xù)中的滲透劑析出。最終的影像會(huì)在較高的對(duì)比度顯示出來，把所存在的不連續(xù)放大并以以便于進(jìn)一步的目視評(píng)估。 有兩種主要的辦法可以對(duì)滲透劑進(jìn)行分類：一種是按照所形成的影像的類型來分類，另一種是按照去除多余滲透劑的方法。滲透劑有可見光和熒光兩種顯示方式。當(dāng)在白光下進(jìn)行觀察時(shí)，可見光染料（通常為紅色）會(huì)在白色的顯像劑背景

43、下形成非常鮮艷的紅色顯示。當(dāng)在紫外光下觀察時(shí)，熒光滲透劑會(huì)在背景光下形成一種綠色的熒光顯示。和可見光相比，人眼對(duì)熒光更為敏感，使用瑩光滲透劑可以獲得更為靈敏的檢測結(jié)果。第二種對(duì)滲透劑分類的方法和去除被檢測面過多滲透劑的方法有關(guān)。他們可以是水洗法、溶劑清除法和乳化液法?？梢运吹臐B透劑中包含有一種乳化劑，這種乳化劑可以把油性的滲透劑通過低壓水清洗掉。溶劑性清洗滲透劑需要使用溶劑來清除被檢表面過多的滲透劑。在駐留時(shí)間后，后乳化性滲透劑可通過加入一種乳化液在試驗(yàn)表面，然后和水洗法一樣，用水乳化液去除。綜合上述的兩種分類方法，可以把滲透劑分為下述的的六大類：（1） 可見光/水洗性滲透劑（2） 可見光/

44、溶劑清洗型滲透劑（3） 可見光/后乳化性滲透劑（4） 熒光/水洗性滲透劑（5） 熒光/溶劑清洗型滲透劑（6） 熒光/后乳化性滲透劑除了后乳化性滲透劑需要額外的步驟加入乳化液以外，上述的幾種滲透劑的應(yīng)用方法基本上一致。因此，在實(shí)際應(yīng)用中無論采用哪種方法都要遵循四個(gè)基本的步驟以便相對(duì)簡單地進(jìn)行滲透探傷。盡管比較簡單，但按照既定的順序認(rèn)真地進(jìn)行每一步的操作仍然顯得非常重要。否則的話，探傷結(jié)果將變得不可靠。滲透探傷的第一步是要對(duì)被探傷工件的表面進(jìn)行徹底地清理。因?yàn)闈B透探傷是用來反映表面不連續(xù)的探傷方法，因此這一步就顯得特別地重要。任何堵住了不連續(xù)表面開口的異物都將會(huì)阻礙滲透劑進(jìn)入開口，進(jìn)而影響不連續(xù)的

45、顯示。被檢測物表面不得存有油污、贓物、銹蝕以及油漆等。在用機(jī)械的方法（如鋼絲刷或噴砂）清理如銅或者鋁這樣較軟工件的表面時(shí)要特別小心。任何過度的機(jī)械清理都有可能損傷被檢工件的表面，進(jìn)而覆蓋已存在的表面開口并影響缺陷的檢測。圖10.15描述了一個(gè)經(jīng)過清理的工件表面的情況。滲透劑在被檢工件的表面經(jīng)過適當(dāng)?shù)那謇聿⒏稍镆院蠹尤?。?duì)于小工件而言，可以把它浸入盛有滲透劑的池子中來加滲透劑。對(duì)于較大的工件而言，可以用噴涂或刷子刷的辦法來施加滲透劑。滲透劑可以在被檢工件的表面保留530分鐘，這一時(shí)間被稱為駐留時(shí)間。實(shí)際的駐留時(shí)間取決于：滲透劑制造廠商的建議、被檢工件的溫度以及缺陷尺寸的大小。在這一時(shí)間段內(nèi)，滲透

46、劑必須使被檢工件的表面保持濕潤以便使?jié)B透劑能夠進(jìn)入所存在的開口。圖10.16給出了在被檢工件上噴涂滲透劑的實(shí)例。受毛細(xì)現(xiàn)象的作用，滲透劑可以滲入到開口很小的裂紋中去。前面我們在討論釬焊填料滲入到釬焊接頭的過程中曾經(jīng)討論過這一現(xiàn)象。毛細(xì)現(xiàn)象可以使液體滲入到很細(xì)的開口中去。在達(dá)到駐留時(shí)間后，需要將多余的滲透劑從被檢工件表面徹底、仔細(xì)地清理掉。必須小心、仔細(xì)地對(duì)被檢工件表面進(jìn)行足夠的清理以防止出現(xiàn)過多的滲透劑背景色或無關(guān)顯示，從而避免漏掉或屏蔽真正的缺陷顯示。然而，過度的清理也是不足取的，因?yàn)樗鼤?huì)把進(jìn)入較淺不連續(xù)的滲透劑洗掉。圖10.17顯示了去除多余滲透劑的正確方法。在取除掉多余的滲透劑后，需要在

47、被檢工件表面施加上顯像劑。顯像劑可以是干粉、也可以是懸浮于揮發(fā)性溶液中的顆粒物，揮發(fā)性溶液可以很快地蒸發(fā)并把顆粒留在被檢工件的表面。重要的是施加顯像劑要薄、要均勻。事實(shí)上，為了避免顯像劑的堆積的一種好辦法是將顯像劑分幾次施加到被檢工件的表面并保證每層的厚度都很薄，且每層顯像劑的施加都要有幾分鐘的時(shí)間間隔。過厚的顯像劑層會(huì)將非常小的顯示屏蔽掉。滲透探傷的靈敏度取決于顯像劑顆粒的大小以及被檢工件上顯像劑的厚度。較大的顆粒尺寸和過厚的顯像劑厚度將會(huì)降低滲透探傷的靈敏度。像海綿吸水一樣，顯像劑把存在于所有表面不連續(xù)內(nèi)的滲透劑吸出并形成有對(duì)比度的顯示。這種“析出”效果能將微小的不連續(xù)放大以形成便于觀察的

48、顯示。此時(shí)就可以對(duì)不連續(xù)顯示進(jìn)行評(píng)估以確定其是否有害。當(dāng)采用可見的染色滲透劑時(shí)，對(duì)不連續(xù)的評(píng)估可在日（白）光下進(jìn)行，而使用熒光滲透劑時(shí)則需要在黑暗的環(huán)境中使用紫外光（黑光）來對(duì)不連續(xù)進(jìn)行評(píng)估。圖10.18顯示了如何通過將滲透劑穿過顯像劑層“析出”并形成可見顯示的情況。滲透探傷有許多優(yōu)點(diǎn)。首先，滲透劑的使用不只局限于金屬性被檢物。使用這種探傷方法可以對(duì)所有的非孔狀材料進(jìn)行表面不連續(xù)探傷。滲透探傷也特別適合于對(duì)使用不同金屬材料的焊縫或釬焊接頭進(jìn)行評(píng)估，而這對(duì)其他探傷方法來講則是一個(gè)問題。這種方法還可以用于非磁性金屬，而其他方法則不行。其次，這種探傷的工藝非常簡便，特別是溶劑清洗型滲透探傷。對(duì)這種探

49、傷方法而言，實(shí)際上可以把小罐裝的滲透劑、顯像劑、清洗劑方便地帶到任何探傷現(xiàn)場。根據(jù)所采用的滲透劑系統(tǒng)型式，探傷所需設(shè)備的變化也非常地少。和別的探傷方法相比，滲透探傷的使用者不必花費(fèi)過多的設(shè)備費(fèi)用。在滲透探傷的局限性中最為突出的是它不能用來檢測表面下的不連續(xù)。此外，和磁粉探傷相比，滲透探傷相對(duì)而言比較費(fèi)時(shí)也比較麻煩。由于工件的表面條件對(duì)探傷結(jié)果的影響比較明顯，對(duì)某些應(yīng)用場合而言所需要的表面清理工作量會(huì)非常地大。還需要在探傷后對(duì)被檢工件表面進(jìn)行清理處理。在對(duì)粗糙、不規(guī)則的表面進(jìn)行探傷時(shí)，無關(guān)的顯示會(huì)使?jié)B透結(jié)果的評(píng)估變得相對(duì)比較困難。相對(duì)于其它探傷方法而言，滲透探傷所需的設(shè)備比較簡單，它可以由滲透劑

50、、清洗劑、沒有棉絮的抹布，顯影劑，以及（如果有要求時(shí)）乳化液組成。可見光的染色滲透探傷需要好的白光源，而熒光類滲透劑則需要好的紫外線光源。此外，熒光探傷法還要求有一個(gè)暗室以便于監(jiān)控清理和對(duì)探傷結(jié)果進(jìn)行評(píng)估解釋。事實(shí)證明，在對(duì)非常細(xì)小的不連續(xù)進(jìn)行評(píng)估時(shí)，使用放大鏡會(huì)顯得非常有用。一旦發(fā)現(xiàn)有（缺陷）顯示，則可以利用照片或草圖的方法將其永久性地記錄下來。利用一種透明的膠帶，還可以將這種顯示從探傷工件的表面取下來加到探傷報(bào)告中去。當(dāng)使用滲透探傷方法時(shí)，在開始焊接以前，必須將包括多余的滲透劑、清洗劑以及顯像劑的所有探傷材料從工件表面取掉。因?yàn)樵诤羞@類物質(zhì)的工件表面不僅會(huì)影響焊接質(zhì)量，而且會(huì)產(chǎn)生有毒甚至

51、是危險(xiǎn)的煙氣而導(dǎo)致嚴(yán)重的安全隱患。磁粉探傷（MT）磁粉探傷主要用來發(fā)現(xiàn)鐵磁性材料的表面不連續(xù)。雖然這種探傷還能觀察到近表面的不連續(xù)顯示，但要對(duì)其作出準(zhǔn)確的評(píng)估則非常困難，通常需要借助于別的探傷方法來實(shí)現(xiàn)。采用其他的無損探傷技術(shù)可以對(duì)近表面下的不連續(xù)進(jìn)行檢測和評(píng)估。然而，存在于磁化物體表面的不連續(xù)會(huì)使所加的磁場在不連續(xù)的兩側(cè)產(chǎn)生相反方向的“磁極”而對(duì)鐵粒子有很強(qiáng)的吸引力。如果把鐵粒子（這些鐵離子可以被磁化而成為“磁化離子”）噴灑在被檢物體的表面，它們會(huì)因?yàn)槭苌鲜龃艌龅淖饔梦３衷谝欢ǖ奈恢貌⒍逊e形成可見的不連續(xù)顯示。雖然磁粉探傷有幾種不同的形式，但都以這一相同的基本原理為依據(jù)。因此，所有的磁

52、粉探傷都是在被檢工件上形成磁場并在探傷面上噴灑鐵離子來實(shí)現(xiàn)的。為了對(duì)磁粉探傷有一個(gè)了解，有必要先掌握一些和磁力學(xué)有關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)。因此，我們對(duì)磁力學(xué)的一些重要特征進(jìn)行描述。在開始這種討論以前，讓我們先看一下圖10.1，該圖顯示了和磁棒相關(guān)的磁場分布的情況。讓我們來看一下這張圖，它說明了幾個(gè)磁力學(xué)的基本原理。首先，在磁棒的周圍存在的有磁力的線被稱為磁力線或磁能量線，它們總是從磁棒的一端（或磁極）移動(dòng)到達(dá)另外一端（或磁極）。我們將這些磁極定義為北極（N）和南極(S)。磁力線構(gòu)成許多連續(xù)的封閉回路并按同一方向從一個(gè)磁極到達(dá)另外一個(gè)磁極。這些磁力線始終保持彼此平行且永不相交。最后，當(dāng)這些磁力線完全位于鐵

53、磁性材料內(nèi)部時(shí)，由磁力線所產(chǎn)生的磁力（以及因此而產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度）將達(dá)到最大。當(dāng)磁力線穿過空氣間隙的時(shí)候，磁場強(qiáng)度會(huì)隨著空氣間隙的增大而明顯地減弱。在圖10.20顯示了一個(gè)與圖10.19中相似的磁棒被彎成了U字型并與一個(gè)包含不連續(xù)的鐵磁性材相接觸。仍然有磁力線在連續(xù)不斷的回路中從一個(gè)磁極到另一個(gè)磁極移動(dòng)。然而，把一塊鋼橫放磁鐵的兩端為磁力線提供了一個(gè)連續(xù)的磁通道盡管在磁鐵和鋼棒的結(jié)合處由于微小的空氣間隙存在而有一定量的磁通量泄漏，但由于磁通道的連續(xù)性而使得此時(shí)的磁場保持相對(duì)較強(qiáng)。讓我們現(xiàn)在來考慮一下存在于鋼棒內(nèi)部的不連續(xù)；在此不連續(xù)附近的空氣間隙兩側(cè)會(huì)形成一些彼此相反的磁極。由于這些相反的磁極之

54、間存在著較強(qiáng)的吸引力，所以如果在此區(qū)域內(nèi)撒上一些鐵屑，則它們會(huì)被吸引而保留在不連續(xù)所在的位置處。因此，為了進(jìn)行磁粉探傷，必須采取某種方法在被檢物體內(nèi)形成一個(gè)磁場。當(dāng)被檢物體被磁化以后，再把鐵屑噴灑到被檢物的表面。如果有不連續(xù)存在，則這些鐵屑會(huì)被吸引而堆積起來形成肉眼可以看到的顯示。到目前為止，我們所有的討論都以永久磁鐵為例。然而，實(shí)際應(yīng)用中很少用永久磁鐵進(jìn)行磁粉探傷。大多數(shù)的磁粉探傷都采用電磁設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。如圖10.21所示，這種探傷用的電磁設(shè)備是根據(jù)在任何導(dǎo)電體的周圍都存在有一個(gè)磁場的原理來完成的。當(dāng)電流流過導(dǎo)體的時(shí)候，所產(chǎn)生的磁場與電流方向垂直。利用電磁原理可以在被檢物體內(nèi)產(chǎn)生形成兩種基本形

55、式的磁場：縱向磁場和環(huán)向磁場。磁場的類型取決于被檢工件內(nèi)所產(chǎn)生的磁場方向。當(dāng)磁場方向與被檢工件的軸線方向相同時(shí)，所產(chǎn)生的磁場稱為縱向磁場。同樣與被檢工件的軸線方向垂直的磁場稱為環(huán)向磁場。有好幾種辦法可以用來在被檢工件內(nèi)形成這兩種類型的磁場。圖10.22說明了利用圍繞在被檢工件的線圈狀導(dǎo)電體形成縱向磁場的原理。當(dāng)把這一原理用于一臺(tái)固定的磁粉探傷設(shè)備時(shí)，所產(chǎn)生磁化稱為“線圈磁化（Coil Shot）”。電流流過這種導(dǎo)體時(shí)所產(chǎn)生的磁場如圖所示。利用線圈磁化所產(chǎn)生的磁場可以方便地檢測出那些與磁力線相垂直的缺陷。也可以檢測出那些與磁力線成45°夾角的缺陷，但對(duì)那些和磁力線方向基本平行的缺陷則無

56、法檢出。另外一種磁場稱為環(huán)形磁化。為了形成這種磁場，需要把被檢工件作為電導(dǎo)體來用以便使感應(yīng)產(chǎn)生的磁場方向與被檢工件的軸線垂直且環(huán)繞在被檢工件的周圍。當(dāng)把這一原理用于一臺(tái)固定的磁粉探傷設(shè)備時(shí)，所產(chǎn)生磁化稱為“工件磁化（Head Shot）”。其工作原理如圖10.23所示。利用環(huán)形磁場可以發(fā)現(xiàn)被檢工件上的縱向缺陷而無法檢測到有可能存在的橫向缺陷。也可以檢測出那些與被檢工件（磁力線）成45°夾角的缺陷。環(huán)形磁場的一個(gè)重要特征是其所產(chǎn)生的磁場完全包含在鐵磁材料之內(nèi)，而縱向磁場是環(huán)繞在被檢工件周圍的電導(dǎo)體的感應(yīng)形成的磁場。正是由于這個(gè)原因，人們通常認(rèn)為環(huán)形磁場的作用要比縱向磁場強(qiáng)，所以在電流一

57、定的情況下，環(huán)形磁場的檢出靈敏度更高。為了確定那些有可能形成顯示的不連續(xù)的方向，可以先確定電流的方向，再接下來確定由電流感應(yīng)所產(chǎn)生的磁場的方向，然后再確定不連續(xù)的方向?qū)?huì)得到最佳的探傷靈敏度。利用便攜式設(shè)備也可以在被檢工件內(nèi)產(chǎn)生形成這兩種磁場。如圖10.24所示，利用“磁扼法”可以產(chǎn)生形成縱向磁場。磁扼探傷設(shè)備是一種將線圈纏繞在較軟磁芯上的電磁設(shè)備。電流流過線圈時(shí)所產(chǎn)生的磁場通過磁扼線圈的兩端傳入被檢工件。 為了用便攜式磁粉探傷設(shè)備產(chǎn)生形成環(huán)形磁場，可以采用所謂的“磁棒（Prod）”探傷法來實(shí)現(xiàn)。圖10.25給出了用這種方法進(jìn)行焊縫探傷的一個(gè)示例。無論是交流電（AC）還是直流電(DC)都可以用來產(chǎn)生磁場。用交流電能夠在被檢工件表面形成最強(qiáng)的磁場。交流電還能夠使被檢工件表面的鐵屑具有更大的可移動(dòng)性，從而使這些鐵屑更加自由地移動(dòng)，甚至在粗糙和不規(guī)則的工件表面移動(dòng)以便于缺陷的檢出。由直流電產(chǎn)生形成的磁場具有較大的穿透能力，可以用來檢測工件近表面的不連續(xù)。然而，由近表面缺陷產(chǎn)生的顯示很難解釋。第三種形式的電流成為半波整流交流電，可以把這種電流看成是交流和直流電的組合。利用這種電流進(jìn)行磁粉探傷，可以獲得兩種電流探傷時(shí)所具有的優(yōu)點(diǎn)。我們前面已經(jīng)提到磁粉探傷對(duì)垂直于磁力線的缺陷具有最高的檢測靈敏度，而對(duì)那些平行于磁力線的缺陷可能會(huì)根本檢測不到。對(duì)位于