隨著增材制造技術(shù)在制造業(yè)的廣泛應(yīng)用,3D 打印焊接件的焊縫檢測面臨新挑戰(zhàn)。外觀檢測時(shí),借助高精度的光學(xué)顯微鏡,觀察焊縫表面的粗糙度、層間結(jié)合情況以及是否存在明顯的縫隙或孔洞。由于 3D 打印過程的特殊性,內(nèi)部質(zhì)量檢測采用微焦點(diǎn) X 射線 CT 成像技術(shù),該技術(shù)能對微小的焊縫區(qū)域進(jìn)行高分辨率三維成像,清晰呈現(xiàn)內(nèi)部的未熔合、氣孔等缺陷的位置、大小及形狀。在航空航天領(lǐng)域的 3D 打印零部件焊縫檢測中,還會進(jìn)行力學(xué)性能測試,如拉伸試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)等,評估焊縫在復(fù)雜受力情況下的性能。同時(shí),利用電子背散射衍射(EBSD)技術(shù)分析焊縫區(qū)域的晶體取向和織構(gòu),了解 3D 打印過程對材料微觀結(jié)構(gòu)的影響。通過綜合運(yùn)用多種先進(jìn)檢測技術(shù),確保增材制造焊接件的質(zhì)量,推動 4D 打印技術(shù)在制造業(yè)的可靠應(yīng)用。? 攪拌摩擦焊接接頭性能檢測,評估接頭強(qiáng)度、塑性及疲勞壽命。E2209落錘法缺口韌性試驗(yàn)
焊接過程中,熱影響區(qū)的性能會發(fā)生變化,直接影響焊接件的整體性能。熱影響區(qū)性能檢測包括對熱影響區(qū)的硬度、強(qiáng)度、韌性等力學(xué)性能的檢測,以及金相組織分析。在檢測硬度時(shí),在熱影響區(qū)不同位置進(jìn)行多點(diǎn)硬度測試,繪制硬度分布曲線,觀察硬度變化情況。對于強(qiáng)度和韌性,可從熱影響區(qū)截取試樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)和沖擊韌性試驗(yàn)。通過金相顯微鏡觀察熱影響區(qū)的金相組織,分析晶粒大小、形態(tài)以及相的分布。例如,在鍋爐制造中,鍋筒焊接件的熱影響區(qū)性能直接關(guān)系到鍋爐的安全運(yùn)行。若熱影響區(qū)出現(xiàn)晶粒粗大、硬度異常等問題,會降低鍋筒的強(qiáng)度和韌性。通過熱影響區(qū)性能檢測,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題,調(diào)整焊接工藝,如控制焊接熱輸入、改進(jìn)焊接順序,以改善熱影響區(qū)性能,確保鍋爐的質(zhì)量和安全。ER308焊接件的高溫服役后性能檢測,分析微觀與宏觀變化,保障設(shè)備安全。
拉伸試驗(yàn)是評估焊接件力學(xué)性能的重要手段之一。通過拉伸試驗(yàn),可以測定焊接件的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率等關(guān)鍵力學(xué)性能指標(biāo)。在進(jìn)行拉伸試驗(yàn)時(shí),首先要從焊接件上截取符合標(biāo)準(zhǔn)要求的拉伸試樣,試樣的截取位置和方向要具有代表性,能夠反映焊接件整體的力學(xué)性能。然后將試樣安裝在拉伸試驗(yàn)機(jī)上,緩慢施加拉力,同時(shí)記錄力和位移的變化。當(dāng)拉力達(dá)到一定程度時(shí),試樣開始發(fā)生屈服,此時(shí)對應(yīng)的力即為屈服力,通過計(jì)算可得到屈服強(qiáng)度。繼續(xù)施加拉力,直至試樣斷裂,此時(shí)的拉力對應(yīng)的強(qiáng)度即為抗拉強(qiáng)度。延伸率則通過測量試樣斷裂前后標(biāo)距長度的變化來計(jì)算。對于承受較大載荷的焊接件,如起重機(jī)的吊臂焊接件,其力學(xué)性能直接關(guān)系到設(shè)備的安全運(yùn)行。通過拉伸試驗(yàn),能夠判斷焊接件的力學(xué)性能是否滿足設(shè)計(jì)要求。若力學(xué)性能不達(dá)標(biāo),可能是焊接工藝不當(dāng)導(dǎo)致焊縫強(qiáng)度不足,需要對焊接工藝進(jìn)行優(yōu)化,如調(diào)整焊接電流、電壓、焊接速度等參數(shù),以提高焊接件的力學(xué)性能。
射線探傷利用射線(如 X 射線、γ 射線)穿透焊接件時(shí),因缺陷部位與基體對射線吸收程度不同,在底片上形成不同黑度影像來檢測缺陷。檢測前,需根據(jù)焊接件的材質(zhì)、厚度等選擇合適的射線源和曝光參數(shù)。將焊接件置于射線源與底片之間,射線穿過焊接件后使底片感光。經(jīng)暗室處理后,底片上會呈現(xiàn)出焊接件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影像。正常焊縫區(qū)域在底片上顯示為均勻的黑度,而缺陷部位,如氣孔表現(xiàn)為黑色圓形或橢圓形影像,裂紋則呈現(xiàn)為黑色線條狀影像。射線探傷能夠檢測出焊接件內(nèi)部深處的缺陷,且檢測結(jié)果可長期保存,便于追溯和分析。在管道焊接檢測中,尤其是長輸管道,射線探傷廣泛應(yīng)用,可準(zhǔn)確判斷焊縫內(nèi)部質(zhì)量,保障管道輸送的安全性和穩(wěn)定性。脈沖焊接質(zhì)量評估,考量熱輸入與外觀,優(yōu)化焊接工藝參數(shù)。
金相組織不均勻性會影響焊接件的性能。在焊接過程中,由于加熱和冷卻速度的差異,焊接區(qū)域及熱影響區(qū)會形成不同的金相組織。為了分析金相組織不均勻性,首先從焊接件上截取金相試樣,經(jīng)過鑲嵌、研磨、拋光和腐蝕等一系列處理后,使用金相顯微鏡進(jìn)行觀察。例如,在鋁合金焊接件中,正常的金相組織應(yīng)是均勻分布的 α 相和 β 相。但如果焊接熱輸入過大,可能導(dǎo)致晶粒粗大,β 相分布不均勻,從而降低焊接件的強(qiáng)度和耐腐蝕性。通過對比標(biāo)準(zhǔn)金相圖譜,評估金相組織的均勻程度。對于金相組織不均勻的焊接件,可通過優(yōu)化焊接工藝,如控制焊接熱輸入、采用合適的焊接冷卻方式,來改善金相組織,提高焊接件的綜合性能。借助超聲探傷技術(shù),檢測焊接件內(nèi)部隱藏的各類缺陷。ER308
焊接件外觀檢測,查看焊縫有無氣孔、裂紋,保障焊接件基礎(chǔ)質(zhì)量。E2209落錘法缺口韌性試驗(yàn)
激光焊接以其高精度、高能量密度等特點(diǎn)在眾多領(lǐng)域中應(yīng)用,其質(zhì)量評估需多維度進(jìn)行。外觀檢測時(shí),觀察焊縫表面是否光滑,有無凹陷、凸起、氣孔等明顯缺陷。在醫(yī)療器械的激光焊接件檢測中,對焊縫表面質(zhì)量要求極高,微小的缺陷都可能影響器械的使用性能。內(nèi)部質(zhì)量檢測可采用超聲 C 掃描技術(shù),該技術(shù)通過對焊接件進(jìn)行二維掃描,能清晰呈現(xiàn)焊縫內(nèi)部的缺陷分布情況,如氣孔的大小、位置和數(shù)量。同時(shí),對激光焊接接頭進(jìn)行金相組織分析,由于激光焊接冷卻速度快,接頭組織具有獨(dú)特性,通過觀察金相組織,判斷焊接過程中是否存在過熱、過燒等問題,評估接頭的微觀質(zhì)量。通過綜合評估,優(yōu)化激光焊接工藝,提高醫(yī)療器械等產(chǎn)品中激光焊接件的質(zhì)量與可靠性。E2209落錘法缺口韌性試驗(yàn)