金屬板電焊無損探傷檢測-超聲波探傷檢測

金屬板常用到電阻點焊進行連接，并成為公認的最快最經(jīng)濟的焊接方式。點焊自身的優(yōu)點使其成為汽車、航空、金屬加工業(yè)等行業(yè)中最高效和最具有競爭力的焊接手段，尤其在汽車和航空工業(yè)。

點焊屬于壓力焊的一種，是在熱與機械力作用下形成焊點的過程，熱作用使焊件結合面母材金屬熔化，機械力作用使焊接區(qū)產(chǎn)生必要的塑性變形，兩者適當配合和共同作用是獲得優(yōu)質點焊接頭的基本條件。點焊的焊接工藝使其具有如下優(yōu)勢無需填充材料、操作簡便，成本低，速度快，生產(chǎn)效率高，易于在生產(chǎn)線上實現(xiàn)自動化等。在汽車行業(yè)，電阻點焊是最常用的焊接方式。電阻點焊用于金屬板的焊接制作已經(jīng)具有近幾十年的歷史。汽車或軌道車輛的車架和車身上金屬板主要的焊接形式都是點焊，中等大小的客運車輛平均具有5 000個焊點。以美國制造的汽車為例，車身上的點焊數(shù)量大約為4 000～7 000，車身結構的可靠性和乘客安全很大程度上依賴于可靠的焊接質量。然而，由于電阻點焊焊接過程短暫而復雜，焊接過程中熔核的形成是看不見的，不可能通過視覺直接觀察熔核來判斷焊接質量。在這一短暫的過程中，電阻點焊的焊接質量受到諸多因素的影響，點焊是電、熱、機械、化學和冶金學等多種現(xiàn)象相互作用的結果，其質量很大程度上依賴于焊接操作過程，與工件表面條件、電極尖端與工件表面的吻合情況、焊接電流大小、焊接時間、電極壓力、電路阻抗、分流效應等參數(shù)都有關系。焊點或焊縫的應力狀態(tài)、焊件的斷裂韌度以及焊接處異常也是引起焊接處質量問題的重要因素。在焊接過程中，這些焊接參數(shù)的波動可能導致焊核直徑不足、虛焊、過焊，焊核中存在焊接缺陷等問題。因此，對點焊接頭進行監(jiān)測和檢測是非常必要的，也是一項非常有意義并使很多人受益的工程，但同時也是一項非常艱巨的任務。

點焊的質量檢測手段

點焊無損檢測中最重要的手段是超聲波檢測(UT, Ultrasonic Testing)。研究表明，UT結果與破壞性檢測的結果具有很好的相關性。根據(jù)不同程度的檢測要求，UT檢測技術的檢測過程可以進一步分為兩個階段：①檢測與定位;②定征和缺陷的定量。超聲波檢測技術具有眾多優(yōu)點：①可檢測表面以及內(nèi)部特征或缺陷;②檢測靈敏度高;③檢測過程便捷和高效;④節(jié)約成本;⑤便于實現(xiàn)自動化等。主要的限制在于，基于A模式掃描信號的檢測系統(tǒng)，對操作人員操作技能和經(jīng)驗要求比較高，需要具有一定的設備操作技能和信號分析能力；對于信號的識別和點焊焊接質量的分類與判別帶有主觀性。

點焊無損檢測中另一重要的手段是在線焊接參數(shù)監(jiān)測。近幾年，人們開始使用在線焊接參數(shù)監(jiān)測的方法無損地對點焊進行質量檢測。在線監(jiān)測的原理是這樣的：點焊焊接過程中，伴隨著熔核的形成會出現(xiàn)一些關聯(lián)的現(xiàn)象和特征，通過監(jiān)測焊接過程中出現(xiàn)的這些現(xiàn)象和特征，可以監(jiān)測點焊質量。盡管在線監(jiān)測和控制點焊質量的方法尚沒有得到充分地驗證，但是這種方法仍然可能是比較理想的、有前景的方法。

在線監(jiān)測的參數(shù)或特征可以概括為兩類：①電相關參數(shù)，如動態(tài)電阻、輸入阻抗等；②與機械響應相關的參數(shù)，如焊接電極位移、電極壓力、聲發(fā)射等。

與利用在線焊接參數(shù)模糊分析的手段相比，UT和破壞性檢測可以對點焊的焊接情況進行直接定量評估。點焊超聲波檢測系統(tǒng)現(xiàn)狀傳統(tǒng)的點焊超聲波檢測系統(tǒng)多采用高頻聚焦超聲換能器借助于特殊設計的探頭結構采用脈沖反射法對點焊進行A掃描，檢測時需要手持設備前端，放置于點焊正上方。近年來，點焊接頭質量評價方面正逐步融入新的超聲波檢測技術。國內(nèi)外學者通過分析超聲波 C 掃描圖像特征來檢測點焊質量，如測量點焊熔核直徑，這種技術采用的超聲波系統(tǒng)較A掃描系統(tǒng)要復雜些，稱為點焊超聲波C掃描系統(tǒng)。