專利名稱：應(yīng)用渦流技術(shù)的焊縫檢驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用渦流技術(shù)的焊縫檢驗(yàn)方法，該方法特別適用于對構(gòu)件進(jìn)行缺陷探測，這種構(gòu)件的焊接金屬具有粗晶粒的顯微組織并且不能通過熱處理來細(xì)化。
對于焊縫不能存在缺陷這一方面有著非常高的要求?？赡艿娜毕萦腥酆先毕?側(cè)壁熔合缺陷、根部熔合缺陷或?qū)娱g熔合(interrunfuse)缺陷)，氣孔，裂紋(在焊縫內(nèi)或在其旁邊)，夾渣以及咬邊。
因此，在對工件進(jìn)行釋放應(yīng)力退火和對焊縫進(jìn)行最后檢驗(yàn)之前，通常要在焊接之后進(jìn)行初步檢驗(yàn)。
已知有各種焊接接頭鑒定方法，例如雜散磁通量檢驗(yàn)法，X射線幅射檢驗(yàn)法，以及應(yīng)用超聲波的脈沖一回波技術(shù)。
在焊接縫上用X射線或γ幅射線來探測例如裂紋的內(nèi)部缺陷，當(dāng)焊縫厚度非常大之時(shí)就會出現(xiàn)困難，這是因?yàn)橹挥心切┢浯笮≈辽贋楣ぜ穸鹊?至3%的缺陷才能被檢測出。當(dāng)焊縫部位很難接近時(shí)，X射線方法的使用也被排除。在這些情況下，剩下超聲波檢驗(yàn)法和雜散磁通量檢驗(yàn)法可作為檢驗(yàn)方法，但是，雜散磁通量檢驗(yàn)法只局限用于能磁化的材料上和試件的表面區(qū)域。因此，通常只討論超聲檢驗(yàn)法。
工件、從而也是焊縫的超聲波檢驗(yàn)法中存在的一個(gè)問題在于其晶粒的尺寸。當(dāng)超聲波的波長遠(yuǎn)大于晶粒尺寸，則顯微組織的晶粒在一定程度上未被超聲擊中。但是，當(dāng)晶粒尺寸為超聲波波長的大約1/10或更大時(shí)，聲產(chǎn)生的散射會使焊縫檢驗(yàn)成為不可能。例如，奧低體焊縫的情況就是這樣。
具體地說，散射現(xiàn)象不僅降低回波水平，而且產(chǎn)生大量較小的回波，導(dǎo)致不規(guī)則的干擾配聲(interfering background)，由此使缺陷點(diǎn)的回波只是微弱的顯示出或者完全不顯示出來。
增大超聲功率(較高的傳送電壓)或放大信號對于改善這一方面并無幫助，因?yàn)楦蓴_配聲隨著增大至與所考慮的回波相同的程度。換個(gè)方式，如果降低試驗(yàn)頻率，即增大波長，那么，雖然能夠應(yīng)用超聲來檢驗(yàn)具有稍大些晶粒尺寸的顯微組織狀況，但是對于小缺陷點(diǎn)的檢測靈敏度則減小了。
從實(shí)踐中可知，檢查厚壁TIG焊接管的焊縫中的熱影響區(qū)中的熱裂紋時(shí)，是采用光學(xué)方法將焊縫放大和成形在顯示器上來進(jìn)行的。該方法的缺點(diǎn)在于，只有那些伸展至表面的裂紋才能被檢測出，并且檢查工作非常費(fèi)時(shí)，使試驗(yàn)工作者感到非常疲勞。
用來測定顯微組織不均勻性的另一種已知方法是磁感應(yīng)檢驗(yàn)法。如果將一金屬工件引入一個(gè)由線圈產(chǎn)生的交變磁場中，在該工件中就誘導(dǎo)出渦電流，該渦電流本身又產(chǎn)生一個(gè)與該線圈的磁場相反的磁場。如果工件內(nèi)存在裂紋、氣孔或其它不均勻性，該渦流電流必須繞這些障礙而流過，結(jié)果影響了第二磁場，從而也影響了第二電壓。在例如管子的長工件的情況下，采用自比較方法，但在該方法中，對于連續(xù)縱向裂紋來說，既不能測定出裂紋長度，也不能測定出裂紋深度。如果用探測線圈來檢驗(yàn)裂紋，那么，盡管在遵守一定的條件時(shí)能夠測定裂紋深度，但該方法只適用于工件表面下的區(qū)域，因此它并不適用于厚工件和厚焊縫。
上述方法還具有缺點(diǎn)，即焊縫只有在其完全加工之后才能進(jìn)行檢驗(yàn)，因此需要花費(fèi)大量生產(chǎn)時(shí)間。對與缺陷大小緊密相關(guān)的大容積焊縫的聯(lián)機(jī)試驗(yàn)還屬未知。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于克服上述所有缺點(diǎn)和發(fā)展一種新穎的應(yīng)用渦流技術(shù)的焊縫檢驗(yàn)方法，這種檢驗(yàn)方法適用于在非常多層的多層焊縫中探測缺陷，該焊縫的焊接金屬具有粗晶粒的顯微組織并且不能通過熱處理來細(xì)化，這種檢驗(yàn)方法不需花費(fèi)很多時(shí)間。
根據(jù)本發(fā)明，為實(shí)現(xiàn)上述目的，在檢驗(yàn)大容積和粗晶粒的焊接時(shí)，在焊縫堆積的過程中，逐層隨機(jī)對焊縫進(jìn)行檢驗(yàn)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)尤其可以從下面的事實(shí)中看到。由于小容積的材料被檢測，可以有高的分辨率，因此，較小的缺陷，如短裂紋能夠被檢測出來，另外，即使是粗晶粒的材料也能夠滿意地進(jìn)行檢驗(yàn)。所有這些方面，與常用的超聲檢驗(yàn)法相比，顯著增大了缺陷探測概率。
如果檢驗(yàn)工作能夠在室溫以上較高的工作溫度，最好是高達(dá)350℃下進(jìn)行完畢，這是非常便利的，因?yàn)椴豁毜却缚p冷卻至室溫，這樣可縮短生產(chǎn)時(shí)間。
本發(fā)明方法有利地應(yīng)用于使奧低體焊絲來焊接奧氏體母材的情況，或者應(yīng)用于使用奧氏體焊絲來進(jìn)行焊接的情況，在上述情況下，在焊接時(shí)形成粗晶粒的奧氏體焊接金屬。
通過參照下文中結(jié)合附圖的詳細(xì)說明，就可以很容易地對本發(fā)明及其伴隨的大量優(yōu)點(diǎn)有更全面的理解，在該些附圖中示出了本發(fā)明的以渦輪轉(zhuǎn)子焊接為實(shí)例的一種實(shí)施例。


圖1概示了本發(fā)明的方法步驟Ⅰ-Ⅲ。
附圖中只示出對理解本發(fā)明是必要的那些元件。
現(xiàn)參照附圖，在其中的各圖面中，同一標(biāo)號標(biāo)示相同的或相應(yīng)的零件。本發(fā)明是參照一個(gè)說明性的實(shí)施例來詳細(xì)說明的。
在該實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子Ⅰ是由奧氏體材料，例如17Cr14Ni3W組成的，余為Fe。利用奧低體焊絲進(jìn)行焊接，該奧氏體焊絲例如是16Cr12Ni1 Mo，余為Fe。由于工件有很大厚度，必須制出多層和大容積的焊縫，由于使用的材料，使焊縫具有很粗的晶粒和各向異性的顯微組織。焊縫的表面幾何形狀由于其多層性質(zhì)而變得很不平坦。
轉(zhuǎn)子Ⅰ不可能進(jìn)行焊后熱處理來消除粗晶粒和各向異性。
在焊好第一焊層4之后，根據(jù)本發(fā)明，應(yīng)用渦流檢驗(yàn)法立即對第一焊層4進(jìn)行聯(lián)機(jī)試驗(yàn)。為此目的，將試驗(yàn)儀的探頭3呈現(xiàn)至第一焊層4的表面，用探頭3對該第一焊層4進(jìn)行掃描，在該過程中使第一焊層4經(jīng)受已知的磁感應(yīng)試驗(yàn)。
由于滲透至奧氏體材料的深度是若干毫米，并且在此處也不發(fā)生如超聲波檢驗(yàn)法的情況下由于粗大晶粒所引起的噪聲效應(yīng)，因此可以獲得的缺陷探測概率，比在超聲波檢驗(yàn)法時(shí)在完全填滿焊接坡口之后的情況下所獲得的缺陷探測概率明顯高很多。對于裂紋型式的缺陷點(diǎn)，如果該缺陷點(diǎn)伸展至表面，則其探測概率特別高。
如果未顯示出有缺陷，將探頭3移去，進(jìn)行第二焊層5的焊接，整個(gè)操作重復(fù)進(jìn)行。
按此方式，對整體焊縫的初步檢驗(yàn)可以免去，從而制造工件(在本案中是焊接的轉(zhuǎn)子)的生產(chǎn)時(shí)間得以減少。
此外，甚至在堆積待檢驗(yàn)的工件的溫度增高時(shí)，也有可能應(yīng)用本檢驗(yàn)方法。因此，通過的焊件在進(jìn)行檢驗(yàn)之前不必冷卻至室溫，其結(jié)果使生產(chǎn)時(shí)間還可按此方式進(jìn)一步縮短。
顯然，本發(fā)明有可能根據(jù)上面的教導(dǎo)來作出大量的修改和變化。因此，應(yīng)該理解，本發(fā)明不是只按上面所具體描述的方法來實(shí)施，而是可以在附帶的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)進(jìn)行實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用渦流技術(shù)的焊縫方法，其特征在于，在檢驗(yàn)大容積和粗晶粒的焊縫時(shí)，在焊縫堆積的過程中，逐層隨機(jī)對焊縫進(jìn)行檢驗(yàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，渦流檢驗(yàn)法是在升高的工件溫度下進(jìn)行的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，工件溫度高達(dá)350℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法應(yīng)用于奧氏體母材和/或奧氏體焊接金屬的情況。
全文摘要
一種應(yīng)用渦流技術(shù)的焊縫檢驗(yàn)方法，可對大容積和粗晶粒的焊縫進(jìn)行檢驗(yàn)。上述焊縫的其堆積的過程中，逐層隨機(jī)檢驗(yàn)其是否存在缺陷。本發(fā)明方法特別適用于檢驗(yàn)帶奧氏體焊接金屬的構(gòu)件。值得注意的是其具有很高的缺陷探測概率。
文檔編號G01N27/90GK1109170SQ9411796
公開日1995年9月27日 申請日期1994年11月12日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月22日
發(fā)明者W·伊貝林, G·費(fèi)伯, G·庫倫, A·索爾茨 申請人:Abb管理有限公司