焊接质量检查与缺陷修补5 (最后) 4课分解
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1 .了解和掌握船舶焊接质量检测的重要性船舶焊接质量检测中常见缺陷2 .熟练掌握船舶检测常用方法和应用范围。
第一节船舶焊接检验及其重要性第一、船舶焊接检验焊接检验可以分为破坏性检验和非破坏性检验
破坏检查：是破坏局部焊接或焊接接头以明确焊接质量的方法。 无损检测：是一种利用探伤设备发现缺陷的检测方法。 焊接破坏性的检查
无损检测力学性能试验焊接金属化学分析焊接性试验其他外观
质量检验水压试验致密性试验硬度
实验表面质量检验无损探伤金相组织检验二、船舶焊接检验过程
为确保船舶焊接质量，船舶焊接检验过程基本由焊前检验、焊接过程检验、焊后检验三个环节组成。 (一)焊前检查焊前检查的主要内容：焊前
检验主要内容基本金属质量检验焊接材料质量检验焊接结构设计鉴定焊接材料预检验焊接材料装配质量检验测试板检验能量检验辅机的检验工具检验焊接环境检验焊接预热检验焊接工资资格检验(二)焊接过程检验
焊接工艺检测的主要内容：焊接工艺检测的
主要内容焊接规格
的检查复核
焊接材料焊接顺序的检查检查
焊缝
表面质量检查
焊后热检查焊后热处理
(三)焊后检查
焊后检查的主要内容包括外观检查、无损检查、力学检查、金相检查、焊接晶界腐蚀检查、致密性检查、焊接强度检查。 船舶焊后焊接质量检测主要采用的无损检测(即无损探伤)。
三.船舶焊接检查的重要性
(一)焊接结构制造质量保证、安全运行的焊接产品质量不检事故屡见不鲜(1978年6月28日，上海某热电厂供热管道发生爆炸)。 原因：焊后检查不严，未焊透深度达板厚的80%。 1979年10月14日，辽宁省某化纤厂氮气瓶水压试验中发生破裂。 原因：竣工检查时未能检测到裂缝。 (二)改进焊接工艺，提高产品质量
焊接检查可以评定制造工序是否正确。 同时，在制定焊接工艺时，提前准备好样品，利用焊缝检测技术选择最佳工艺，焊缝能满足规定的质量等级要求。 (三)由于降低产品成本，准确进行安全评估的焊缝检测贯穿于焊接生产的全过程，从而避免了产品最终报废的现象，大大减少了原材料浪费、工时延误造成的经济损失，必将带来明显的社会效益和经济效益。 由于有焊接检测的可靠保证，可以促进焊接技术的更广泛应用。
第二节常见船舶焊接缺陷
焊接缺陷：焊接质量不符合技术要求规定的称为缺陷外部缺陷。 外部缺陷露出焊接外表面，可用肉眼或放大镜观察。 焊接尺寸不符合要求的咬边、焊瘤、弧坑、表面气孔、表面焊接缺陷面裂纹等。 内部缺陷：内部缺陷位于焊缝内部，如未焊接、内气孔、内部裂纹、熔渣等，这些缺陷通过无损检测或无损检测方法发现。 一.焊接接头外部缺陷(一)焊缝尺寸和形状不符合要求
焊缝外观形状宽而不整齐，高低不均； 焊缝过宽或过窄，余量过高或过低； 角焊缝的单边等。 (二)弧坑
孔是在焊接结束时产生的塌边现象。 基坑会明显降低焊接强度，同时基坑经常出现裂纹。 (三)咬边
沿着焊趾的母材部位，由于焊接参数选择不当，操作工艺不正确，电弧烧坏母材形成凹坑和槽，称为咬边。 咬边会削弱母材的有效面积，减弱焊接接头的强度，更严重的是会引起应力集中，承受动载荷和交变载荷的结构容易使咬边产生裂纹，导致结构破坏。 (四)焊接肿瘤
焊瘤是指在焊接中，熔融金属在焊接以外的未熔融母材中流动而形成的金属瘤，该处局部未熔敷。 肿瘤又称充盈。 焊瘤多出现在横、纵、背焊缝中，焊瘤不仅影响焊缝的成形美观，而且往往隐藏着焊剂和未焊，容易导致裂纹的产生。 (五)表面裂纹、熔渣、气孔
焊接部或热影响部发生龟裂，用肉眼或放大镜可以观察到的东西称为表面龟裂。 裂缝的两端很尖，容易扩散。 残留在焊缝表面的熔渣，扎根于金属内部，不易脱落的称为表面夹渣。 如果是条纹状的把手会更危险。
焊缝表面的小空洞，或单个或连续的称为气孔或连续气孔。 由于存在一个大的气孔，焊接的有效截面积减少，焊接强度降低。 连续气孔的危害更大。 表面气孔
二.焊接内部各种缺陷(一)内部裂纹
焊接和热影响区发生龟裂，无法用肉眼或放大镜观察，只能用机器观察的东西称为内部龟裂。 内部裂纹通常必须用x射线探伤仪和超声波探伤仪检查才能发现。 )二)未焊接
焊接时，接头根部没有完全熔化的现象叫做未焊接。 会降低焊接接头的力学性能。 另外，容易引起破裂。 (三)未融合
焊道与焊道之间，或者焊道与母材之间，不完全熔化结合的现象称为未熔合。 分布在不同的板厚上，会降低焊接接头的力学性能。 (四)内部气孔焊缝内部有小空洞或单个或连续空洞称为内部气孔或内部连续气孔。 会降低焊接接头的力学性能。 (五)内夹渣
残留在焊缝内部的熔渣称为内部焊剂。
工业和信息化教育
焊接接头外观检测手续简单，且应用广泛的检测方法，是成品检测的重要内容。
外观检查主要是发现焊接表面的缺陷和尺寸的偏差。 该检查一般采用肉眼观察，标准模板、量规、放大镜等工具进行检查。 被称为肉眼观察法或目视法。 (一)对焊接变形采用直尺、方尺、铅锤、水平仪等检查。 (二)焊接外观
用肉眼或放大镜检查。 (三)对焊缝采用角规、游标卡尺等检查。 二.着色探伤
着色探伤是一种用于发现表面缺陷的无损检测方法。 着色探伤的基本原理是在被测工件表面涂上渗透力强的渗透液，通过毛细管现象使渗透液渗透到工件表面开口处的缺陷中，去除工件表面多余的渗透液，然后在工件表面涂上显影剂，使缺陷中的渗透液通过毛细管作用重新吸附在工件表面，形成缺陷的痕迹。 根据白光下观察到的缺陷所显示的痕迹，进行缺陷的评价。 着色探伤过程如下
(1)预清洗去除零件表面的铁屑、铁锈、毛刺、熔渣、油污等表面污染物。
)涂布渗透合适的渗透剂，通过毛细管作用使表面开口的缺陷产生液体渗透。 渗透时间为10~15min。 )3)中间清洗从被测表面去除零件表面多余的渗透剂，留下缺陷处的渗透液。 )4)干燥应在显影前干燥被测表面(溶剂挥发快，需水长时间)。 否则，残留的溶剂和水会影响显影剂的效果。 )显影清洗后，在被测表面涂布薄而均匀的显影剂。 厚度为0.05~0.07mm，保持15~30min。 显影剂将缺陷部的渗透液吸附在部件表面，显示出“正在流血”的、比实际缺陷大的图形。 (6)观察时间进程，评估出现的缺陷。 着色探伤照明光源为日光或白色光.
着色探伤示意图
着色探伤主要采用洗涤剂、渗透剂、显影剂。 三、焊缝内部缺陷的检测我们主要介绍船舶焊接质量检测中常用的超声波探伤、射线探伤。 (一)超声波探伤
超声波探伤是利用超声波在物体中的传播、反射、衰减等物理特性来发现缺陷的探伤方法。 根据其工作原理可分为脉冲反射法、透射法和共振法超声波探伤法等。 根据其缺陷表示方式，分为a型、b型、c型和3D型表示超声波探伤等； 根据所用超声波类型可分为纵波法、横波法、表面波法等； 按声耦合方式可分为直接接触法和浸液法超声探伤等。 船舶焊接检测中常用脉冲反射法超声波探伤仪。 1 .超声波及超声波性质
超声波是频率大于20000Hz的机械振动在弹性介质中传播的过程。 探伤常用的超声波频率为0.5~10MHz。 超声波的性质
)1)有良好的指向性
)能够在弹性介质中传播，不能在真空中传播； (3)界面处可以进行透射、反射、折射、波型转换； )4)具有透过物质，在物质中衰减的特性。 2 .脉冲反射法超声波探伤的基本原理
脉冲反射法是超声波探伤中应用最广泛的方法。 其基本原理是，将以一定频率断续地发射的超声波(脉冲波)通过一定介质(一定介质)耦合剂)传递到工件，遇到异质界面)缺陷或工件底面)，超声波发生反射，回波由设备接收，以电脉冲信号传递给电机) a型表示超声波探伤的原理
a型脉冲反射型超声波探伤仪如图8-1所示，接通电源后，同步电路产生的触发脉冲同时施加到扫描电路和发送电路。 扫描电路接受触发后开始动作，产生锯齿波的扫描电压，施加在示波管的水平(x轴)偏转板上，使电子束水平偏转，也称为示波屏上的水平扫描线)时间基线)。 与此同时，发射电路触发后产生的高频窄脉冲被施加到探针上，激发压电晶片的振动，在工件上产生超声波。 在工件中传播的超声波被缺陷和底面反射，回波被同一探头或者接收探头接收，变换为电信号，由接收电路放大检波，施加到显示管的垂直(y轴)偏转板上，使电子束垂直偏转，在水平扫描线的对应位置接收缺陷波f、底波b 图8—1 A型脉冲反射型超声波探伤原理框图
) b型表示超声波探伤原理
B型显示是脉冲回波超声平面成像的一种。 如图8-2所示，用亮点表示接收信号，探伤对象由探头的移动线和声束决定的截面用波阵面表示。 纵轴表示声波的传播时间，横轴表示探头的水平位置，可以表示截面中缺陷的二维特征。 进行这种显示的探测器的工作方式称为b型显示。 图8—2 B型超声波探伤原理框图3 .超声波探伤设备
超声波探伤设备主要由超声波探伤器、探头和试样组成。 )探头)探头，又称压电超声换能器，是实现电----声能相互转换的能量转换器件。 可分为直探头、斜探头、水浸焦距探头和孪晶探头。 焊接质量检测通常采用斜探伤器(2)超声波探伤器的超声波探伤器是探伤设备的主体，主要功能是产生超声波频率的电振动，从而激励探头反射超声波。 同时，对探测器传来的电信号进行放大、处理，并以一定的方式显示出来。 )3)将试验片根据一定用途设计制作的具有简单形状的人工反射体的试验片称为试验片。 是探伤标准的一部分，是判定探伤对象质量的重要尺度。 分为标准试验块和比较试验块。 超声波探伤又称超声波检查。 其优点是灵敏度高、设备轻便、使用方便、检测速度快、效率高、成本低、对人体无害，因此比x射线探伤应用更广泛。 100%全管体及焊缝超声波复检(2)射线探伤
射线探伤又称射线检测，是利用射线穿透物质、物质中有衰减的特性来发现缺陷的探伤方法。 可以检查金属和非金属及其产品的内部缺陷。 焊接中的气孔、熔渣、未焊接等体积性缺陷。 根据所用射线源类型可分为x射线探伤、射线探伤和高能射线探伤等； 按其显示缺陷方法可分为射线电离法探伤、射线荧光屏观察法探伤、射线照相法探伤、射线实时成像法探伤和计算机断层扫描技术等。 人们利用辐射的这些性质，对电离法、荧光屏观察法、照相法、工业电视法等多种辐射检测方法进行了研究。
教育信息化3.0
1 .辐射性质
x射线是由高速前进的电子在真空中撞击金属靶产生的，该射线源目前主要是x线机和加速器，其辐射能量和强度可调。 射线是放射性物质(60Co )。 192Ir等) )由于内部原子核的衰变，其能量不会变化，衰减概率也无法控制。 x射线和射线都具有以下主要性质。 (1)隐形，以光速直线传播； )不带电，不受电场或磁场的影响； )3)具有透过物质并在物质中衰减的特性；
)4)电离物质，使胶片感光，可使某些物质产生荧光； )5)作用于生物细胞的)生物效应)。 2 .射线探伤的基本原理
如图8-3所示，放射线探伤的本质是，根据被检查工件及其内部缺陷介质引起的放射线能量的衰减程度，引起放射线透过工件后的强度的差异，能够将缺陷显示在放射线负片或x射线电视的画面上。 工件及缺陷中射线的线衰减系数分别为和。 根据衰减规律，透过完全部位的x厚度的放射线强度： IX=I0 e
-X
透射缺陷部位放射线强度为I=I0e-x-(，-)x
若工件有缺陷，则透射缺陷部位x处放射线的厚度的放射线强度IX与透射缺陷部位(x-)的放射线强度I )不同； 在工件下方放置照相软片，射线强的部分对软片感光量大，暗室处理后底片为黑色，射线弱的部分底片明亮，胶片可见有缺陷的黑影。 这就是射线照相法的探伤原理。 3.X光机的分类和用途
根据结构的不同，x线摄谱仪可分为便携式、移动式、固定式3种。 便携式x光机多采用组合式x发生器，体积小、重量轻，适用于施工现场和野外作业的探伤工作； 移动式x射线功能在车间或实验室内移动，中、厚板焊接件探伤实用的固定式x线机固定在固定的工作环境下，通过移动焊接件完成探伤工作。 x光机还可以根据辐射束的照射方向分为定向辐射和周向辐射两种。 其中，周向x线机特别适用于管道、锅炉和压力容器的环形焊缝探伤，由于一次曝光即可对整个焊缝进行检测，工作效率显著提高。
便携式移动式固定式
造船厂用的x射线探伤设备是便携式的，射线以放射性同位素Co60 (钴-60 )为放射源。 辐射对人体有害，必须注意防护问题。 4 .射线探伤设备1—射线源2—铅光阑3、7—过滤板
4 -画质仪、标记胶带5 -铅闸门6 -工件
8—底部铅板
9 )墨盒、胶片、增感屏10 (铅套
图8-4探伤系统基本结构图5 .射线照相法探伤
放射线摄影法探伤的本质是，根据被检查工件和内部缺陷介质对放射线能量的衰减程度的不同，判断透过后的放射线强度分布的差异(放射线强度分布的差异形成放射线图像，也称为放射线图像。 )在感光材料(胶片)上通过缺陷投影得到潜像，经暗室处理后得到缺陷图像。 (a )未熔敷；(b )裂纹；(c )气孔或药芯射线探伤特点：检测缺陷直观、准确、可靠，且所得射线底片可作为缺陷分析和质量证明书存档。 但这种方法也存在设备复杂、成本高的缺点，需要对辐射进行防护。 口或未对齐(一边高一边低) )从外部咬边
内部咬入
下图通过某钢板的对接焊、v型坡口、焊接方式：手工电弧焊，判断图像中缺陷的性质。 横向裂纹钨
下图通过某合金钢板的对接焊、v型坡口、焊接方式：气体保护焊-钨极氩弧焊，判断图像中缺陷的性质。 下图通过某钢板的对接焊、v型坡口、焊接方式：钨极氩弧焊进行电弧焊，判断图像中缺陷的性质。 气孔密集
下图通过某钢板的对接焊、v型坡口、焊接方式：手工电弧焊，判断图像中缺陷的性质。 局部夹渣
没有溶解()溶解不足) ) ) ) )。
下图通过某钢板的对接焊、v型坡口、焊接方式：手工电弧焊，判断图像中缺陷的性质。 丝状夹渣
下图通过某钢板的对接焊、v型坡口、焊接方式：手工电弧焊，判断图像中缺陷的性质。 树枝状假缺陷
下图为某14mm厚低合金钢板对接焊缝，x型坡口，焊接方式：自动焊接，判断图像中缺陷的性质。 纵向裂缝
四.船舶密性实验
检查舷外板及有密性要求的舱室焊缝有无渗漏、渗漏的实验称为船体密性实验。 根据船体结构不同的受试部分，分别采用浇水、充气、水洗或煤油试验等方法。 浇水试验可以用充气试验代替，水洗试验可以用涂煤油代替号码的试验代替
实验
项目方法适用范围1气密
性实验
密封焊接容器，按图样规定压力通入压缩空气，焊缝外涂肥皂水检查，不产生肥皂泡为合格。 密封容器。 2
吹气实验
用压缩空气向焊缝的一面猛吹，在焊缝的另一面涂肥皂水，不产生气泡为合格。 实验时，压缩空气压力405.3KP喷嘴至焊缝表面的距离不得超过30mm。 开放容器。 3
载水实验
将容器注满水，观察焊缝外表面，无水为合格开放容器4的排水实验
用高压水流向焊道另一侧喷射，观察焊道另一侧无渗水为合格。
要检查垂直焊缝，必须从下向上移动管嘴。 甲板等大开放容器密焊的检查。 5
煤油实验
煤油粘度小，表面张力小，渗透性强，具有穿透极小贯通性缺陷的能力。 实验时将焊缝表面清理干净，涂白粉水溶液，干燥后在焊缝另一侧涂煤油浸润，30分钟后白粉无油为合格。 开放容器，如储存石油、汽油的固定式储藏器和同类其他产品。
6
真空负压实验
在被检查物上涂抹肥皂水，将抽真空罩放在被检查物上，用密封剂密封，拧紧进气阀，用真空棒将排气口抽真空，被检查物无气泡即为合格。 平板焊接。 再见