《焊接检验与质量控制》全套教学课件

1、? ?焊接检验与质量控制焊接检验与质量控制? ?全套教学课件全套教学课件?焊接检验与质量控制焊接检验与质量控制?课程说明课程说明 课程设置及分工课程设置及分工： 32学时，学时，2.0学分；学分； 其中：其中：理论教学理论教学 26学时；张鹏林老师学时；张鹏林老师 实验教学实验教学 6 学时。张鹏林学时。张鹏林, 赵文军老师赵文军老师 课程性质：课程性质： 本课程为焊接技术与工程专业必选课本课程为焊接技术与工程专业必选课； 选修对象选修对象： 焊接技术与工程。焊接技术与工程。 国际焊接工程师国际焊接工程师和和国际质检师国际质检师的的必修课程必修课程！本章小结本章小结 课程特点课程特点 ：多科性

2、多科性本课程学时虽然不多，可知识内本课程学时虽然不多，可知识内涵却十分丰富。多科性是说，这门技术的涵却十分丰富。多科性是说，这门技术的理论根底是以近代物理学、化学、电子学、理论根底是以近代物理学、化学、电子学、材料学为支撑的；从工程角度来说，它又材料学为支撑的；从工程角度来说，它又是以全面质量管理科学与无损评定技术紧是以全面质量管理科学与无损评定技术紧密结合的一个崭新领域；在具体检测方法密结合的一个崭新领域；在具体检测方法和相关原理上，又涉及到磁、电、声、光、和相关原理上，又涉及到磁、电、声、光、热、力等各个领域；在取得准确的检测结热、力等各个领域；在取得准确的检测结果方面，有时尚需多种检测方

3、法的有机配果方面，有时尚需多种检测方法的有机配合、运用获得的多种信息对材料包括试合、运用获得的多种信息对材料包括试样和产品的物理性能和变异以及各类缺样和产品的物理性能和变异以及各类缺陷做出准确的评价。陷做出准确的评价。?焊接检验与质量控制焊接检验与质量控制?课程说明课程说明实践性实践性对材料、试样、产品的检验，主要是对材料、试样、产品的检验，主要是探测其中的探测其中的缺陷缺陷，了解，了解各类缺陷的性质、位置各类缺陷的性质、位置 、尺寸、形状、分布规律尺寸、形状、分布规律等等。等等。 因此，对材料及工件内部缺陷的理解因此，对材料及工件内部缺陷的理解 、分布、分布规律和特点的认识，熟悉它们在每种检

4、测方法中规律和特点的认识，熟悉它们在每种检测方法中的的显像规律显像规律并做出正确的评价等方面，均与检验并做出正确的评价等方面，均与检验人员的实践经验密切相关。人员的实践经验密切相关。 此外，要想取得无损检验人员的此外，要想取得无损检验人员的资格证资格证，更，更需经过一段较严格的需经过一段较严格的培训培训和通过相关的和通过相关的考试考试； 要真正成为名副其实的要真正成为名副其实的质检师质检师，往往要经过较，往往要经过较长期长期的严格实践的严格实践砺炼！砺炼！?焊接检验与质量控制焊接检验与质量控制?课程说明课程说明 实用性实用性焊接检验技术具有较为广泛的应焊接检验技术具有较为广泛的应用领域。它不仅

5、用于工业生产中，在医疗、用领域。它不仅用于工业生产中，在医疗、生物技术、电子技术、地质科学等诸多领域生物技术、电子技术、地质科学等诸多领域均可得到有效的运用。均可得到有效的运用。 尤其在金属材料制造领域，如锅炉压尤其在金属材料制造领域，如锅炉压力容器、化工机械、造船、海洋构造、航空力容器、化工机械、造船、海洋构造、航空航天以及核反响堆等生产制造领域更是不可航天以及核反响堆等生产制造领域更是不可缺少的质量保证手段。缺少的质量保证手段。?焊接检验与质量控制焊接检验与质量控制?课程说明课程说明教学要求：教学要求：重点掌握各种焊接检验方法的根本原理、适用重点掌握各种焊接检验方法的根本原理、适用范围和技

6、术要点；范围和技术要点； 能够正确选择探伤方法、仪器、设备，熟悉根能够正确选择探伤方法、仪器、设备，熟悉根本操作要领；本操作要领；初步掌握拟订检验工艺、缺陷识别、质量等级初步掌握拟订检验工艺、缺陷识别、质量等级评定等相关技能；评定等相关技能； 积极参与课堂教学，认真记好笔记，按时完成积极参与课堂教学，认真记好笔记，按时完成规定实验，主动参加答疑活动。规定实验，主动参加答疑活动。 ?焊接检验与质量控制焊接检验与质量控制?课程说明课程说明 主要教学参考书：主要教学参考书： 1.赵熹华主编赵熹华主编. 焊接检验，焊接检验， 北京：机械工业出版社，北京：机械工业出版社，2021； 2.梁启涵主编梁启涵

7、主编. 焊接检验，焊接检验， 北京：机械工业出版社，北京：机械工业出版社，2000； 主编主编. 无损检测，无损检测， 北京：机械工业出版社，北京：机械工业出版社，2021； 相关标准。相关标准。?焊接检验与质量控制焊接检验与质量控制?课程说明课程说明 随着现代工业技术的开展，焊接结构产品，焊接加工技随着现代工业技术的开展，焊接结构产品，焊接加工技术在现代科学技术和生产中得到了广泛的应用。术在现代科学技术和生产中得到了广泛的应用。一、焊接检测的意义一、焊接检测的意义 一、焊接检测的意义一、焊接检测的意义 一、焊接检测的意义一、焊接检测的意义 近年来，由于无视焊接产品质量检验造成的事故屡见不近年

8、来，由于无视焊接产品质量检验造成的事故屡见不鲜：鲜： 2021 2021年年1212月月2828日，上海某热电厂供热管道发生爆炸。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原因：焊后检查不严，未焊透深度达板厚的80%80%。 20052005年年1010月月1414日，辽宁某化纤厂盛氮球罐水压试验时发生日，辽宁某化纤厂盛氮球罐水压试验时发生爆裂。爆裂。 原因：竣工检查时漏检裂纹。原因：竣工检查时漏检裂纹。一、焊接检测的意义一、焊接检测的意义焊接检测的主要作用有：焊接检测的主要作用有： 1 1确保焊接结构制造质量，保确保焊接结构制造质量，保证其使用性能；证其使用性

9、能； 2 2改进焊接工艺，合理使用焊改进焊接工艺，合理使用焊接技术；接技术； 3 3降低产品本钱；降低产品本钱； 4 4有效保障并促进焊接技术的有效保障并促进焊接技术的推广和应用。推广和应用。一、焊接检测的意义一、焊接检测的意义 焊接检测可分为焊接检测可分为破坏性检验破坏性检验、非破坏性检验两非破坏性检验两类类。 非破坏性检验非破坏性检验又称为无损检测，是不损坏被检材又称为无损检测，是不损坏被检材料或成品的性能与完整性而检测其缺陷的方法。料或成品的性能与完整性而检测其缺陷的方法。 破坏性检验破坏性检验是从焊件上切取试样，或以产品的整是从焊件上切取试样，或以产品的整体破坏做试验，以检测其各种力学

10、性能、化学成分、体破坏做试验，以检测其各种力学性能、化学成分、焊接性等的试验方法。焊接性等的试验方法。二、焊接检测的分类二、焊接检测的分类二、焊接检测的分类二、焊接检测的分类涡流探伤磁粉探伤射线探伤高能射线探伤射线探伤射线探伤超声波探伤着色渗透探伤荧光探伤无损探伤致密性试验水压试验外观检查非破坏性检验焊接性试验微观组织分析宏观组织分析金相检验含氢量测定腐蚀试验化学分析化学分析及试验疲劳试验断裂韧度试验硬度试验冲击试验弯曲试验拉伸试验力学性能试验破坏性试验焊接检验方法gX 产品不同，检验的内容也不相同，例如，船舶、桥梁、锅炉、压力容器、建筑结构等均有区别。 检测的工程主要概括为以下几方面：1外观

11、质量检查 检查产品和焊缝的外形尺寸； 检查焊缝外表缺陷。2无损检测 检查焊缝内部缺陷。 二、焊接检测的分类二、焊接检测的分类3 3压力试验压力试验( (强度检验强度检验) ) 水压试验水压试验 气压试验气压试验4 4气密性试验气密性试验 检验产品的密封性检验产品的密封性5 5焊接接头力学性能试验焊接接头力学性能试验 检查焊接接头的强度、塑性、韧度。检查焊接接头的强度、塑性、韧度。 分析裂纹的特点、成因。分析裂纹的特点、成因。二、焊接检测的分类二、焊接检测的分类 焊接生产中必须按照图样、技术标准和检验文件规定进行焊接生产中必须按照图样、技术标准和检验文件规定进行检验。检验。 1 1、施工图样、施

12、工图样图样是生产中使用的最根本资料，加工制作应按图样的规定进图样是生产中使用的最根本资料，加工制作应按图样的规定进行。行。 2 2、技术标准、技术标准包括有关的技术条件，它规定了焊接产品的质量要求和质量评包括有关的技术条件，它规定了焊接产品的质量要求和质量评定方法，是从事焊接检验工作的指导性文件。定方法，是从事焊接检验工作的指导性文件。 3 3、检验文件、检验文件包括工艺规程、检验规程、检验工艺等，它们具体规定了检验包括工艺规程、检验规程、检验工艺等，它们具体规定了检验方法和检验程序，指导现场检验人员进行工作。方法和检验程序，指导现场检验人员进行工作。 4 4、订货合同、订货合同用户对产品焊接

13、质量的要求在合同中有明确标定的，也可作为用户对产品焊接质量的要求在合同中有明确标定的，也可作为图样和技术文件的补充规定。图样和技术文件的补充规定。三、焊接检验的依据三、焊接检验的依据 焊接检验过程，根本上由焊前检验、焊接过程检焊接检验过程，根本上由焊前检验、焊接过程检验、焊后检验、安装调试质量检验和产品服役质量检验、焊后检验、安装调试质量检验和产品服役质量检验等五个环节构成。验等五个环节构成。 1 1、焊前检验、焊前检验 主要检验工程有：根本金属质量检验、焊材质量主要检验工程有：根本金属质量检验、焊材质量检验、焊接结构设计鉴定、焊件备料检查、焊接装配检验、焊接结构设计鉴定、焊件备料检查、焊接装

14、配质量检验、焊接试板检查、能源检查、辅机检查、工质量检验、焊接试板检查、能源检查、辅机检查、工具检查、焊接环境检查、预热检查、焊工资格检查等。具检查、焊接环境检查、预热检查、焊工资格检查等。四、焊接检验的过程四、焊接检验的过程2 2、焊接过程检验、焊接过程检验 主要工程有：焊接标准的检验、复核焊接主要工程有：焊接标准的检验、复核焊接材料、检查焊道外表质量，检查后热温度及时材料、检查焊道外表质量，检查后热温度及时间、检查焊后热处理等。间、检查焊后热处理等。3 3、焊后检验、焊后检验 焊后检验过程包括：外观检查、无损检验、焊后检验过程包括：外观检查、无损检验、力学性能检验、金相检验、焊缝晶间腐蚀检

15、验、力学性能检验、金相检验、焊缝晶间腐蚀检验、焊缝铁素体含量检验、致密性检验、焊缝强度焊缝铁素体含量检验、致密性检验、焊缝强度检验等。检验等。四、焊接检验的过程四、焊接检验的过程4 4、安装调试质量的检验、安装调试质量的检验 安装调试质量检验包括二方面：其一，对安装调试质量检验包括二方面：其一，对现场组装的焊接质量进行检验；其二，对产品现场组装的焊接质量进行检验；其二，对产品制造时的焊接质量进行现场复查。制造时的焊接质量进行现场复查。5 5、产品服役质量的检验、产品服役质量的检验 1 1产品运行期间的质量监控产品运行期间的质量监控 2 2产品检修质量的复查产品检修质量的复查 3 3服役产品质量

16、问题现场处理服役产品质量问题现场处理 4 4焊接结构破坏事故现场处理焊接结构破坏事故现场处理四、焊接检验的过程四、焊接检验的过程无损检测的概念无损检测的概念无损检测，即指不损伤产品又能发现缺陷的检无损检测，即指不损伤产品又能发现缺陷的检测方法或技术，亦称为无损探伤，属于非破坏测方法或技术，亦称为无损探伤，属于非破坏性检测方法的范畴。性检测方法的范畴。它与某些破坏性检测方法，如力学性能检验、它与某些破坏性检测方法，如力学性能检验、化学分析试验、金相检验等具有很强的互补性。化学分析试验、金相检验等具有很强的互补性。尤其适合成品检验和在役运行产品的检验。尤其适合成品检验和在役运行产品的检验。 无损检

17、测的英文缩写为：无损检测的英文缩写为： NDTnondestructive testing。五、无损检测五、无损检测对实际工程材料的辨证认识对实际工程材料的辨证认识 材料力学对于材料的认识是基材料力学对于材料的认识是基于于“均匀性、连续性和小变形假设均匀性、连续性和小变形假设来讨论问题的。来讨论问题的。 而实际工程材料及产品在制造而实际工程材料及产品在制造过程中，往往因冶金、结构、工艺过程中，往往因冶金、结构、工艺因素的复杂性及操作人员技术水平因素的复杂性及操作人员技术水平的差异，即使按照同一工艺规程操的差异，即使按照同一工艺规程操作，也往往会产生各种各样的缺陷。作，也往往会产生各种各样的缺陷

18、。 总之，实际工程材料和构件并总之，实际工程材料和构件并不那麽理想，有缺陷是绝对的，没不那麽理想，有缺陷是绝对的，没有缺陷那么是相对的。有缺陷那么是相对的。 五、无损检测五、无损检测1.1.3 无损检测的意义无损检测的意义 (1) 质量、平安保证质量、平安保证即控制产品质量，保证设即控制产品质量，保证设 备平安运行。备平安运行。 生产高质量产品的需要生产高质量产品的需要 生产高质量的产品，往往需要从原材料、试生产高质量的产品，往往需要从原材料、试板，到零件、部件乃至最终产品，都进行较严格板，到零件、部件乃至最终产品，都进行较严格的质量把关，即实行全面质量管理。而无损探伤的质量把关，即实行全面质

19、量管理。而无损探伤技术恰好是必不可少的技术手段。技术恰好是必不可少的技术手段。 设备在役平安运行期间跟踪监测的需要设备在役平安运行期间跟踪监测的需要 设备运行期间也可能产生新的缺陷。如：应设备运行期间也可能产生新的缺陷。如：应力腐蚀裂纹、延迟裂纹、疲劳裂纹等等。需要定力腐蚀裂纹、延迟裂纹、疲劳裂纹等等。需要定期或不定期地进行质量跟踪，以保证其运行的平期或不定期地进行质量跟踪，以保证其运行的平安性。如核反响堆中的压力容器。安性。如核反响堆中的压力容器。五、无损检测五、无损检测 2工艺、技术保证即改进制造技术，优化制造工艺； 在新产品研制、新工艺制定过程中，对于某些工艺参数、工艺措施确实定，有时需

20、要进行严格的工艺评定，借助先进的焊接检验技术可筛选出最正确标准，进而制定出新产品的工艺规程，最终制造出合格的产品或优质产品。五、无损检测五、无损检测 3效率、效益保证及时发现缺陷，降低生产本钱； 在复杂产品的加工过程中往往经历： “零件制备部件组成结构总成等较长生产周期。在重点工序适时进行合理、适度的检验，可及时消除该工序产生的缺陷、防止同类缺陷的重复出现。这样做比在产品加工完成后再来消除缺陷更节省时间、材料和工时。从而降低了生产本钱。而且，及时返修在操作上也较为容易。五、无损检测五、无损检测 特别值得注意的是：特别值得注意的是： 在商品经济时代，时间就是效益，时间在商品经济时代，时间就是效益

21、，时间就是生命！就是生命！ 假设由于产品质量问题成堆，工艺难度增大，假设由于产品质量问题成堆，工艺难度增大，因而拖延工期，最终造成合同违约，还会引起因而拖延工期，最终造成合同违约，还会引起进一步的经济纠纷，甚至因产品报废，还会带进一步的经济纠纷，甚至因产品报废，还会带来更大的经济损失。来更大的经济损失。 所以，严密的组织管理，所以，严密的组织管理， 高效的检测手段，高效的检测手段， 精干的检验队伍，精干的检验队伍， 是现代工业产品质量控制的法宝。是现代工业产品质量控制的法宝。 五、无损检测五、无损检测 4信誉、实力的见证积累技术资料，促进技术进步成功的检测数据、配套的原始底片、合格的检验报告、

22、标准的检测试板等等，都是珍贵的技术资料。既可用于技术交流，又可长期存档。依托精干的检测队伍、先进的检测设备以及严密的管理措施所建立起来的质量保证体系，不但能够提高材料的潜能、促进企业的技术进步，还能提高企业的信誉和产品的国际竞争力。特别是在出现产品质量纠纷时，上述检验资料的法律价值就会凸现出来！五、无损检测五、无损检测区别适度检验和过度检验区别适度检验和过度检验 焊接检验技术的两面性焊接检验技术的两面性 事物总是一分为二的，都具有二重性。事物总是一分为二的，都具有二重性。 在产品制造和在役运行过程中，及时、适度地在产品制造和在役运行过程中，及时、适度地采用焊接检验技术，是优质高产的重要保证。采

23、用焊接检验技术，是优质高产的重要保证。但是，过分地采用该项技术，也会延误工期，但是，过分地采用该项技术，也会延误工期，同时无端提高生产本钱。因此，应参考有关同时无端提高生产本钱。因此，应参考有关标准，合理选择检测工艺。标准，合理选择检测工艺。 这就是强调经济性原那么，正确处理好质这就是强调经济性原那么，正确处理好质量检测与降低生产本钱和生产周期的关系！量检测与降低生产本钱和生产周期的关系！五、无损检测五、无损检测无损检测的特点及检测依据无损检测的特点及检测依据 无损检测的特点无损检测的特点 无损检测技术主要用于未知工艺缺陷无损检测技术主要用于未知工艺缺陷的检验。它是对破坏性检验的补充和的检验。

24、它是对破坏性检验的补充和完善。其特点是：完善。其特点是： 非破坏性非破坏性是指在获得检测结是指在获得检测结果的同时，除了剔除不合格品外，不果的同时，除了剔除不合格品外，不损失零件。因此，检测规模不受零件损失零件。因此，检测规模不受零件多少的限制，既可抽样检验，又可在多少的限制，既可抽样检验，又可在必要时采用普检。因而，更具有灵活必要时采用普检。因而，更具有灵活性普检、抽检均可和可靠性。性普检、抽检均可和可靠性。五、无损检测五、无损检测 互容性互容性即指检验方法的互容性，即：即指检验方法的互容性，即：同一零件同一零件可同时或依次可同时或依次采用不同的检验方法采用不同的检验方法；而且又而且又可重复

25、可重复地进行同一检验。这也是非破坏地进行同一检验。这也是非破坏性带来的好处。性带来的好处。 动态性动态性这是说，无损探伤方法可对这是说，无损探伤方法可对使用中的零件使用中的零件进行检验，而且能够适时进行检验，而且能够适时考察产考察产品运行期的品运行期的累计影响累计影响。因而，可查明结构的。因而，可查明结构的失失效机理效机理。 严格性严格性是指焊接检验技术的严格性。是指焊接检验技术的严格性。首先焊接检验需要首先焊接检验需要专用仪器专用仪器、设备设备；同时也需；同时也需要要专门训练的检验人员专门训练的检验人员，按照，按照严格的规程严格的规程和和标标准准进行操作。进行操作。五、无损检测五、无损检测

26、检验结果的分歧性不同的检测人员对同一试件的检测结果可能有分歧。特别是在超声波检验时，同一检验工程要由两个检验人员来完成。需要“会诊！ 概括起来,焊接检验的特点是：非破坏性、互容性、动态性、严格性以及检测结果的分歧性等。 应注意扬长避短，科学利用！ 五、无损检测五、无损检测本章小结本章小结焊接检验的意义；焊接检验的意义；焊接检验的分类；焊接检验的分类；焊接检验的过程；焊接检验的过程；常用的焊接无损检测方法。常用的焊接无损检测方法。 本章思考题：本章思考题： 1. 焊接检验有哪些实际意义？焊接检验有哪些实际意义？ 2. 如何处理好适度检验问题？如何处理好适度检验问题？ 3. 焊接检验的根本特点有哪

27、些焊接检验的根本特点有哪些? 4. 哪些检验属于破坏性检验哪些检验属于破坏性检验? 作作 业业第第2章章 缺陷分析缺陷分析 本章提要：本章提要： 缺陷分析是焊接检验的技术根底。缺陷分析是焊接检验的技术根底。 主要解决两方面的问题：主要解决两方面的问题： 一是弄清缺陷的分类、性质、危害性；一是弄清缺陷的分类、性质、危害性； 二是分析缺陷的产生原因，以便有效地识二是分析缺陷的产生原因，以便有效地识别缺陷、消除缺陷，提高工艺质量。别缺陷、消除缺陷，提高工艺质量。 本章重点讲授缺陷分类、危害性。缺陷的本章重点讲授缺陷分类、危害性。缺陷的产生原因应结合产生原因应结合?材料成型原理材料成型原理?课程内容课

28、程内容深入理解与总结。深入理解与总结。 最后，对常用检测方法作简要介绍。最后，对常用检测方法作简要介绍。2.1 工艺缺陷的概念及分类工艺缺陷的概念及分类2.1.1 工艺缺陷的概念工艺缺陷的概念 1什么是工艺缺陷？什么是工艺缺陷？ 在材料加工成型过程中，经常会出现在材料加工成型过程中，经常会出现 某种或某些不符合质量要求的外观缺陷、性某种或某些不符合质量要求的外观缺陷、性能缺陷、组织缺陷和更为严重的内部几何不能缺陷、组织缺陷和更为严重的内部几何不连续型缺陷如裂纹、孔洞、夹杂等。我连续型缺陷如裂纹、孔洞、夹杂等。我们把这些们把这些“冶金因素、结构因素、工艺因素冶金因素、结构因素、工艺因素导致的产品

29、质量不符合相关标准要求的各导致的产品质量不符合相关标准要求的各类缺陷统称为工艺缺陷。类缺陷统称为工艺缺陷。 2工艺缺陷的辨证分析 缺陷产生的绝对性 就是说，在实际生产中，要获得没有任何缺陷的产品，在技术上是相当困难的；要使成批生产的产品都没有任何缺陷，是不经济的，甚至是不可能的。 缺陷评定标准的相对性 即“判废标准的相对性。就是说，不同的产品或同一产品，往往因使用条件工况不同，对其质量要求也不同，因而，对工艺缺陷的容限，即“判废标准也不尽相同 。 判废标准的制定原那么：判废标准的制定原那么： 一般地说，产品质量等级越高、失效后一般地说，产品质量等级越高、失效后危害性越大，对缺陷控制也越严格。因

30、此，危害性越大，对缺陷控制也越严格。因此，必须注意贯彻和参照有关标准，不能随意判必须注意贯彻和参照有关标准，不能随意判废。即合于使用的原那么。废。即合于使用的原那么。 工艺缺陷的修复：工艺缺陷的修复： 轻微的缺陷，不影响使用，是可以容忍的；轻微的缺陷，不影响使用，是可以容忍的； 严重的缺陷，不符合使用要求，那么必严重的缺陷，不符合使用要求，那么必须给予处理：须给予处理： 有些缺陷能够及时修复；而有些缺陷那有些缺陷能够及时修复；而有些缺陷那么可能无法修复，产品就得判废！么可能无法修复，产品就得判废！ 举例说明举例说明 比方：焊缝余高过大，属于焊缝形状不良，比方：焊缝余高过大，属于焊缝形状不良，严

31、重时可以修磨；必要时甚至可以磨平。严重时可以修磨；必要时甚至可以磨平。 特别指出，考虑到焊接接头组织和性能的恶特别指出，考虑到焊接接头组织和性能的恶化，某些产品的焊接修复不允许超过化，某些产品的焊接修复不允许超过2次！次！所以，应该注意制定严格的修复工艺，否那所以，应该注意制定严格的修复工艺，否那么就会造成经济损失！么就会造成经济损失！ 2.1.2 工艺缺陷的分类工艺缺陷的分类 工艺缺陷种类繁多，产生原因也相当复工艺缺陷种类繁多，产生原因也相当复杂。为了便于分析和处理工艺缺陷、制定检杂。为了便于分析和处理工艺缺陷、制定检验工艺、方便技术交流，有必要对其进行分验工艺、方便技术交流，有必要对其进行

32、分类。类。 (1)按技术内涵大体分为：按技术内涵大体分为： 加工、装配缺陷加工、装配缺陷 如焊件坡口角度、如焊件坡口角度、装配间隙不均匀，错边量过大等；装配间隙不均匀，错边量过大等； 形状、尺寸缺陷形状、尺寸缺陷 如工件变形、焊缝如工件变形、焊缝宽窄不一致、焊缝余高过大、外表塌陷、满宽窄不一致、焊缝余高过大、外表塌陷、满溢、焊瘤等等；溢、焊瘤等等； 几何不连续型缺陷几何不连续型缺陷 如焊件中的裂如焊件中的裂纹、孔洞、夹杂、未熔合、未焊透，铸纹、孔洞、夹杂、未熔合、未焊透，铸件中的缩孔、疏松、裂纹等等；件中的缩孔、疏松、裂纹等等； 组织、性能缺陷组织、性能缺陷 如机械性能不良、如机械性能不良、耐

33、腐蚀性下降、过热组织、脆性组织、耐腐蚀性下降、过热组织、脆性组织、偏析等等；偏析等等； 其它工艺缺陷其它工艺缺陷 如飞溅、外表划伤、如飞溅、外表划伤、电弧擦伤、凿痕、磨痕等等。电弧擦伤、凿痕、磨痕等等。 2按工艺方法工艺责任分为： 焊接缺陷因实施焊接工艺而引起的 缺陷； 铸造缺陷因实施铸造工艺而引起的 缺陷； 锻压缺陷因实施锻造、冲压工艺而引 起的缺陷； 热处理缺陷 略 3按缺陷性质不同分为：按缺陷性质不同分为： 裂纹裂纹如冷裂纹、热裂纹、再热裂纹、如冷裂纹、热裂纹、再热裂纹、 层状撕裂、火口裂纹等；层状撕裂、火口裂纹等； 孔穴孔穴如缩孔、气孔等；如缩孔、气孔等； 固体夹杂固体夹杂如夹渣、夹钨

34、等；如夹渣、夹钨等； 未熔合未熔合如坡口未熔合、层间未熔合；如坡口未熔合、层间未熔合； 未焊透未焊透如根部未焊透、中部未焊透；如根部未焊透、中部未焊透； 其它缺陷其它缺陷未包含在以上未包含在以上5种缺陷中的种缺陷中的缺陷，如咬边、烧穿、焊瘤、电弧划伤等。缺陷，如咬边、烧穿、焊瘤、电弧划伤等。 4按缺陷的埋藏深度分为： 外表缺陷如外表气孔、外表裂纹、砂眼、咬边等； 近外表缺陷如皮下气孔、夹杂等； 内部缺陷如内部夹杂、气孔、缩孔、裂纹、未熔合、未焊透等； (5)按缺陷的几何特征不同分为： 体积型 如孔洞、夹杂等； 面积型如裂纹、未熔合、夹层等； 6按具体缺陷的位置特征又有不同的称谓：例如：裂纹可分

35、为：HAZ 裂纹、焊缝裂纹、火口裂纹、焊趾裂纹、焊根裂纹等；未熔合可分为：坡口未熔合、层间未熔合、根部未熔合。 7其它分类： 按裂纹走向不同有：横向裂纹、纵向裂纹、人字形裂纹、辐射形裂纹等称谓； 按裂纹尺寸不同又有：宏观裂纹、微裂纹等称谓。 按具体缺陷按具体缺陷产生机理产生机理又有不同的分类，又有不同的分类，例如：例如： 焊接接头中的焊接接头中的裂纹裂纹因其产生机理不同有：因其产生机理不同有： 热裂纹热裂纹、冷裂纹冷裂纹、再热裂纹再热裂纹、层状撕裂层状撕裂等；等； 焊件中的焊件中的气孔气孔又分为：又分为： 氢氢气孔、气孔、氮氮气孔、气孔、CO气孔等等。气孔等等。22 工艺缺陷的危害及其工艺缺陷

36、的危害及其对产品质量的影响对产品质量的影响 2.2.1 工艺缺陷的危害性定性分析工艺缺陷的危害性定性分析 应该指出，处在同一位置上的不同应该指出，处在同一位置上的不同性质的缺陷、或处在不同位置的同一性性质的缺陷、或处在不同位置的同一性质的缺陷，其危害性是不尽相同的：质的缺陷，其危害性是不尽相同的： (1)对于同一性质的缺陷即使数量、大对于同一性质的缺陷即使数量、大小相同有：小相同有： 外表缺陷比内部缺陷危害性大; 位置特征 高应力区的缺陷比低应力区的缺陷危害性大； 应力特征 与主应力垂直的片状缺陷比平行主应力时危害性大； 走向特征 应力集中区的缺陷比非应力集中区的缺陷危害性大； 缺口效应 对疲

37、劳强度的影响比静载强度的影响大； 载荷特征 未发现的缺陷比已发现的缺陷危害性大； 掌控状态(2)(2)不同性质的缺陷危害性排序从大到小：不同性质的缺陷危害性排序从大到小： 裂纹裂纹 未熔合，未焊透未熔合，未焊透 咬边咬边 夹杂条状夹杂条状 夹杂夹杂( (圆形圆形) ) 气气孔。孔。 应该强调，任何一种缺陷到达相当严重的程度应该强调，任何一种缺陷到达相当严重的程度都会造成危害，不仅会造成结构的破坏，甚都会造成危害，不仅会造成结构的破坏，甚至会酿成灾难性事故！至会酿成灾难性事故！ 尤其对于裂纹类缺陷工艺上是不能容忍的！尤其对于裂纹类缺陷工艺上是不能容忍的！ 必须彻底铲除必须彻底铲除! !2.2.2

38、 工艺缺陷产生危害的本质工艺缺陷产生危害的本质 (1)使工件的有效承载截面使工件的有效承载截面F受到削弱，受到削弱，因而使实际平均应力增大。因而使实际平均应力增大。 (2)缺陷造成的几何不连续，导致局部应缺陷造成的几何不连续，导致局部应力集中！力集中！ 引起缺口尖端的局部三向拉应力，引起缺口尖端的局部三向拉应力，使材料性能变脆，即产生缺口效应；使材料性能变脆，即产生缺口效应； 可能引起裂纹失稳扩展，造成低应可能引起裂纹失稳扩展，造成低应力破坏脆断；力破坏脆断； 结构的应力集中点又容易引发疲劳结构的应力集中点又容易引发疲劳裂纹；成为疲劳裂纹源裂纹；成为疲劳裂纹源! 应力集中区也容易加剧引起应力腐

39、应力集中区也容易加剧引起应力腐蚀开裂。蚀开裂。 总之，材料强度越高、加工精度越高、对应总之，材料强度越高、加工精度越高、对应力集中越敏感，工艺缺陷造成的危害越大。力集中越敏感，工艺缺陷造成的危害越大。 2.2.3 工艺缺陷的产生原因工艺缺陷的产生原因 这个问题十分复杂，需要具体问题具体分这个问题十分复杂，需要具体问题具体分析。从总体上说，主要来自：析。从总体上说，主要来自： 冶金因素冶金因素如化学成分、碳当量、杂如化学成分、碳当量、杂质含量、冷却速度等等；质含量、冷却速度等等； 结构力学因素结构力学因素如壁厚、应力集如壁厚、应力集中、截面突变、拘束应力等等；中、截面突变、拘束应力等等； 工艺因

40、素工艺因素预热条件、烘干温度、清预热条件、烘干温度、清理、环境湿度、标准参数等等；理、环境湿度、标准参数等等； 对于每种具体缺陷的产生原因，还要结?材料成型原理?课程的学习来深入理解。 譬如: 焊接冷裂纹的产生原因 ( 三要素): 接头中的淬硬组织 M; 接头中的较高拘束应力R; 扩散氢含量的影响。 三因素相互促进，加剧焊缝在焊根或熔合线处的开裂倾向。2.3 焊接检验方法焊接检验方法 的种类及其适用性的种类及其适用性 2.3.1 常用的无损探伤方法及探伤原理 材料或工件未知工艺缺陷的检测中常用的无损探伤方法有： (1)射线探伤RT 是利用射线的穿透性和衰减性来发现缺陷，即射线能够穿透物质并且在

41、物质中有衰减的物理特性来发现缺陷的。 该法是工业生产中最常用的NDT方法!2.3.1 常用的无损探伤方法及探伤原理常用的无损探伤方法及探伤原理(2)(2)超声波探伤超声波探伤UTUT 是利用超声波在是利用超声波在物质中传播、反射和衰减等物理性质来发物质中传播、反射和衰减等物理性质来发现缺陷的。现缺陷的。 该法与射线探伤法形成优势互补该法与射线探伤法形成优势互补. . (3) (3)磁力探伤磁力探伤MTMT 是通过对铁磁材料是通过对铁磁材料进行磁化所产生的漏磁场来发进行磁化所产生的漏磁场来发 现其外表现其外表及近外表缺陷的。及近外表缺陷的。 在黑色金属的外表检测中应用广泛在黑色金属的外表检测中应

42、用广泛. .2.3.1 常用的无损探伤方法及探伤原理常用的无损探伤方法及探伤原理 (4)渗透探伤渗透探伤PT 是利用荧光染料或是利用荧光染料或红色染料渗透剂的渗透作用显现工件外表红色染料渗透剂的渗透作用显现工件外表开口型缺陷痕迹的。开口型缺陷痕迹的。 注意注意:不能用于多孔型材料不能用于多孔型材料! (5)涡流探伤涡流探伤(ET) 是利用涡流的集肤效是利用涡流的集肤效应及其在缺陷处的畸变行为来发现和检测应及其在缺陷处的畸变行为来发现和检测缺陷的。缺陷的。 此外，还有液晶探伤、中子探伤、全息探此外，还有液晶探伤、中子探伤、全息探伤、声发射探伤等等。伤、声发射探伤等等。检测方法简介的说明检测方法简

43、介的说明 有关各种检测方法的有关各种检测方法的技术内涵技术内涵和和要点要点将在今后各章的讲授中，深入理解。将在今后各章的讲授中，深入理解。 总之，每种方法既总之，每种方法既有它的优势有它的优势，也有，也有它的它的局限性局限性。这一点就像。这一点就像没有包治百没有包治百病的良药病的良药一样！一样！ 应用是应根据应用是应根据检测工艺需要检测工艺需要,认真进行认真进行选择选择!五种常用无损探伤法的适用性五种常用无损探伤法的适用性 射线探伤：适用于材料内部体积型缺射线探伤：适用于材料内部体积型缺陷：孔洞、夹杂、未焊透等；对于面陷：孔洞、夹杂、未焊透等；对于面积缺陷如裂纹等有选择性：即缺积缺陷如裂纹等有

44、选择性：即缺陷平面与射线透照方向平行或接近平陷平面与射线透照方向平行或接近平行时非常适用；而当缺陷平面与射线行时非常适用；而当缺陷平面与射线透照方向垂直时极不敏感！易出现漏透照方向垂直时极不敏感！易出现漏检检! 超声波探伤：适用于大多数缺陷的检超声波探伤：适用于大多数缺陷的检测，但检出容易，定量难。不易发现测，但检出容易，定量难。不易发现细小裂纹。另外，由于检测系统存在细小裂纹。另外，由于检测系统存在盲区，故不适合薄板的检测。盲区，故不适合薄板的检测。五种常用无损探伤法的适用性五种常用无损探伤法的适用性 磁力探伤：适合铁磁性材料的外表缺陷及近外表缺陷的探伤；不适用于非铁磁性材料，如铜、铝、奥氏

45、体钢等等； (4) 渗透探伤：适用于各种材料外表的开口型缺陷的检测如裂纹、针孔等；但不适用多孔型材料； (5) 涡流探伤：适用于各种导电材料的外表及近外表缺陷的探测。不适于非导电材料的缺陷检测。本章小结本章小结 本章从不同角度对本章从不同角度对缺陷分类缺陷分类，以便加强理，以便加强理解和记忆。对于解和记忆。对于缺陷的认识还没有完结缺陷的认识还没有完结，仍须通过其它课程的学习加以深化。在具仍须通过其它课程的学习加以深化。在具体检测方法中，体检测方法中，如何显现缺陷的形态如何显现缺陷的形态，更，更要结合试验深入掌握。要结合试验深入掌握。 最后，对最后，对常用的焊接检验方法常用的焊接检验方法的的适用

46、性适用性作作出出简要的总结简要的总结。后续课程将会深入理解这。后续课程将会深入理解这一点。一点。本章思考题本章思考题1.工艺缺陷是如何分类的？工艺缺陷是如何分类的？2.工艺缺陷产生危害的本质是什麽？工艺缺陷产生危害的本质是什麽？3.不同性质的工艺缺陷的危害性是否相同？不同性质的工艺缺陷的危害性是否相同？试说明之。试说明之。4.同一种缺陷在不同条件下同一种缺陷在不同条件下,危害性是否相危害性是否相同？试说明之。同？试说明之。5.常用的焊接检验方法的适用性如何常用的焊接检验方法的适用性如何?6.什么是咬边、未熔合、未焊透、夹杂？什么是咬边、未熔合、未焊透、夹杂？62 在不损伤被检测对象的条件下，利

47、用材料内部结在不损伤被检测对象的条件下，利用材料内部结构异常或缺陷存在所引起的对热、声、光、电、构异常或缺陷存在所引起的对热、声、光、电、磁等反响的变化，来探测各种工程材料、零部件、磁等反响的变化，来探测各种工程材料、零部件、结构件等内部和外表缺陷，并对缺陷类型、性质、结构件等内部和外表缺陷，并对缺陷类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化作出判数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化作出判断和评价。断和评价。6364 无损检测的方法和分类无损检测的方法和分类RT-射线检测射线检测Radiographic Testing第第 3 章章 射线检测射线检测 本章重点内容：1射线的产生及性质 更

48、好地利用它；2射线检测的根本原理 更好地理解各种缺陷的显像状况；3重点掌握射线照相法检测技术 学以致用；4了解射线的防护知识 保护环境和注意人身平安。本章概要本章概要射线检测的英文缩写射线检测的英文缩写 RT (Radiography testing)根本原理根本原理利用射线能穿透物质且在不同物质中利用射线能穿透物质且在不同物质中的衰减情况有差异的特性来发现构件中的缺陷；的衰减情况有差异的特性来发现构件中的缺陷；依据显示缺陷的方法不同，分为以下几种具体的方依据显示缺陷的方法不同，分为以下几种具体的方法：法： 电离法电离法 荧光屏观察法荧光屏观察法工业电视法工业电视法 照相法照相法 计算机断层扫

49、描法计算机断层扫描法CT本章概要本章概要根据射线源不同，又分为：根据射线源不同，又分为： X射线检测；射线检测； 射线检测；射线检测； 高能射线检测。高能射线检测。本章将以本章将以X射线照相法检测技术为核心，射线照相法检测技术为核心， 讲授射线检测技术。讲授射线检测技术。 射线检测又称射线探伤。射线检测又称射线探伤。 这局部内容也是课程的重点。这局部内容也是课程的重点。 2.1 射线检测的物理根底射线检测的物理根底 2.1.1 射线的本质射线的本质 射线本身就是一种射线本身就是一种波长很短波长很短的的电磁波电磁波。 X,射线射线统称为统称为光子光子。 根据波谱图可查得根据波谱图可查得: X射线

50、的波长为射线的波长为: ; 射线的波长为射线的波长为: . 射线比射线比X射线的波长还短，射线的波长还短， 因此，其因此，其穿透能力更强穿透能力更强!电磁波普图 2.1.2 射线的性质射线的性质 (1)不可见，直线传播不可见，直线传播具有隐蔽性和指向具有隐蔽性和指向性；性； (2)不带电，因而不受电磁场影响不带电，因而不受电磁场影响电中性；电中性； (3)能穿透物质能穿透物质,但有衰减但有衰减具有穿透性和具有穿透性和衰减性；衰减性； (4)能与某些物质产生光化作用，使荧光物能与某些物质产生光化作用，使荧光物质发光；可使胶片感光质发光；可使胶片感光可成像；可成像； (5)能使某些气体电离能使某些

51、气体电离即产生电离辐射；即产生电离辐射； (6)与光波一样，有反射、折射、干预现象；与光波一样，有反射、折射、干预现象； (7)能产生生物效应，伤害和杀死生物细胞能产生生物效应，伤害和杀死生物细胞 对人体有害。对人体有害。 2.1.3 射线的产生射线的产生 射线的性质，有利、有弊，应该射线的性质，有利、有弊，应该科学地加以利用和防范！射线学就是科学地加以利用和防范！射线学就是研究如何利用与防范射线的科学。下研究如何利用与防范射线的科学。下面介绍产生面介绍产生x射线的主要设备射线的主要设备: (1x光管根本组成：光管根本组成： 阴极部件：灯丝钨丝阴极部件：灯丝钨丝发射电发射电子；子； 阴极罩阴极

52、罩聚焦电子。聚焦电子。 阳极部件：阳极靶阳极部件：阳极靶接收电子；接收电子； 冷却介质冷却介质散热作用。散热作用。 真空管真空管玻璃或金属陶瓷制作的真玻璃或金属陶瓷制作的真空外罩。空外罩。(2)X射线管及其工作原理u15500kv 高压电源高压电源 高压电缆高压电缆阳极靶阳极靶电子流电子流玻壳管玻壳管阴极罩阴极罩灯丝灯丝X射线射线 X X射线管用下述参数描述：射线管用下述参数描述： 最高管电压最高管电压 焦点尺寸焦点尺寸 最大管电流最大管电流 x x射线机的参数有射线机的参数有 管电流管电流mAmA强度强度 管电压管电压KeVKeV能量能量 时间时间 X X射线机的控制面板射线机的控制面板 容

53、器容器X X射线照相按射线照相按DIN EN 1435DIN EN 1435 贴胶片贴胶片 (3) X射线的产生过程表述射线的产生过程表述首先，对灯丝通电预热首先，对灯丝通电预热,产生电子热发射产生电子热发射,形成电形成电子云；大约子云；大约20分钟左右分钟左右然后，对阴极和阳极施加高压电几百然后，对阴极和阳极施加高压电几百kv， 形成高压电场，加速电子，并使其定向运动；形成高压电场，加速电子，并使其定向运动；被加速的电子最终撞击到阳极靶上，将其高速被加速的电子最终撞击到阳极靶上，将其高速运动的动能转化为热能和运动的动能转化为热能和X射线。射线。(4)(4)几点说明几点说明 高速运动电子的能量

54、，绝大多数转换为热能，转化为X射线的能量比率仅占1左右；因此阳极靶必须散热和冷却；这个问题应该由X射线管的设计人员解决。 产生X射线的强度与管电流成正比，与管电压的平方成正比，与阳极靶材料的原子序数成正比。因此，恰中选择管电流、管电压和阳极靶材料至关重要。 换言之，X射线的强度可由管电流和管电压灵活调节！ 常用的阳极靶材料为钨。它具有高原子序数和高熔点。 X射线的强度的分布规律： 在垂直电子束的方向上最强；在平行电子束的方向上最弱。这就是说，X射线的强度在空间的分布是不均匀的，而且具有一定的扩散角，并不是平行光！ 了解这一点，对应用也很重要后面在象质计的布置时将提到。2.1.4 射线的产生射线

55、的产生 射线射线是由是由放射性同位素放射性同位素的原子核的原子核衰变衰变过程过程伴随伴随产生的产生的。常用于射线探伤的放射性同位素主要有：常用于射线探伤的放射性同位素主要有： 钴钴60、铱铱192、铯铯137/134等。等。射线的特点：射线的特点： 强度高于强度高于X射线，射线，穿透力强穿透力强，适合，适合厚板透视厚板透视； 强度强度无法直接调节无法直接调节，射线长期存在，射线长期存在，防护更要防护更要注意！注意！ 可实现可实现周向辐射周向辐射，透视，透视效率高效率高。2.1.5 射线的半衰期射线的半衰期 同位素同位素 半衰期半衰期射线能量射线能量 应用条件应用条件钴60 5.3年 高 300

56、 mm 以下 钢制件铱192 753天 较弱 60mm 以下 钢制件铯137 332年 较弱 60mm 以下 钢制件射线：射线：不稳定的原子核在发生放射性衰变时，不稳定的原子核在发生放射性衰变时，伴随产生。伴随产生。射线的特征谱线是一系列射线的特征谱线是一系列线状的谱线单个较集中的能量。线状的谱线单个较集中的能量。 活度活度在购置在购置射线源时，需了解的参数为：射线源时，需了解的参数为： 射线源的类型射线源的类型 放射性的活度放射性的活度 射线源的尺寸对应于焦点尺寸射线源的尺寸对应于焦点尺寸Ir192Ir192射线机结构示意图射线机结构示意图准直器准直器 材质：钨或铀材质：钨或铀2.2 射线检

57、测的根本原理射线检测的根本原理2.2.1 射线与物质的射线与物质的相互作用相互作用 光电效应 射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用 光电效应光电效应光电效应 在普朗克概念中每束射线都具有能量为E=hv的光子。光子运动时保持着它的全部动能。 光子能够撞击物质中原子轨道上的电子，假设撞击时光子释放出全部能量，并将原子电离， 那么称为光电效应。 光子的一局部能量把电子从原子中逐出去，剩余的能量那么作为电子的动能被带走，于是该电子可能又在物质中引起新的电离。 当光子的能量低于1 MeV时， 光电效应是极为重要的过程。另外，光电效应更容易在原子序数高的物质中产生，如在铅(Z82)中产生光电效应的程度

58、比在铜(Z=29)中大得多。 射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用 光电效应光电效应康普顿效应 射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用 康普顿效应康普顿效应康普顿效应：在康普顿效应中，一个光子撞击一个电子时只释放出它的一局部能量，结果光子的能量减弱并在和射线初始方向成角的方向上散射，而电子那么在和初始方向成角的方向上散射。这一过程同样服从能量守恒定律， 即电子所具有的动能为入射光子和散射光子的能量之差， 最后电子在物质中因电离原子而损失其能量。 在绝大多数的轻金属中，射线的能量大约在0.23 MeV范围时，康普顿效应是极为重要的效应。 康普顿效应随着射线能量的增加而减小，其大小也取决于物

59、质中原子的电子数。在中等原子序数的物质中，射线的衰减主要是由康普顿效应引起， 在射线防护时主要侧重于康普顿效应。 射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用 康普顿效应康普顿效应电子对效应X射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用 电子对效应电子对效应电子对效应电子对效应 一个具有足够能量的光子释放出它的全部动能而形成具有同样能量的一个电子和一个正电子，这样的过程称为电子对的产生。 产生电子对所需的最小能量为0.51 MeV，所以光子能量hv必须大于等于1.02 MeV。 X射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用 电子对效应电子对效应汤姆逊效应 X射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用 汤姆

60、逊效应汤姆逊效应汤姆逊效应 射线与物质中带电粒子相互作用，产生与入射波长相同的散射线的现象叫做汤姆逊效应。这种散射线可以产生干预， 能量衰减十分微小。 射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用 汤姆逊效应汤姆逊效应2.2.2 射线在物质中的衰减定律和衰减曲线射线的衰减是由于射线光子与物体相互作用产生光电效应、 康普顿效应、汤姆逊效应或电子对的产生，使射线被吸收和散射而引起的。由此可知，物质愈厚，那么射线穿透时的衰减程度也愈大。射线衰减的程度不仅与透过物质的厚度有关，而且还与射线的性质(波长)、物体的性质(密度和原子序数)有关。一般来讲，射线的波长愈小，衰减愈小；物质的密度及原子序数愈大， 衰减