焊接检验与质量控制课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,*,NDT-by Dr Xiong JG,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,NDT-by Dr Xiong JG,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,焊接检验与质量控制,焊接检验与质量控制焊接检验与质量控制相关问题1、何谓焊接检验？,2、为什么要进行焊接检验？,3、焊接专业学生为什么要学习焊接检验课程？,4、焊接专业学生如何学习焊接检验课程？,相关问题,1,、何谓焊接检验？,2,、为什么要进行焊接检验？,3,、焊接专业学生为什么要学习焊接检验课程？,4,、焊接专业学生如何学习焊接检验课程？,相关问题,1,、何谓焊接检验？,关键词：检验、焊接,检验,:,破坏性检验（机械性能试验、切片）,非破坏性检验,（无损检验？）,焊接,： 焊接结构,相关问题,2,、为什么要进行焊接检验？,修复、报废（在零件生产过程中那个阶段报废）,允许范围内（断裂力学）,不可容许的,焊 接,产生缺陷,影响质量,相关问题,3,、焊接专业学生为什么要学习焊接检验课程？,1,）无损检测实践中，,60%,以上工作是针对焊接结构,2,）焊接与无损检测的关系,促进研究,无损检测,研究各种缺陷的检测方法,焊接,应用技术,提出要求,世界第一,三峡水轮机转轮,直径：,10.7m,高：,5.4,m,总重量：,440,吨,耗用焊丝：,12,吨,神舟,3,号航天飞船,我国建造最大的,30,万吨超大型原油船总长,333m,，型宽,58m,电机定子座,直径,22m,，重量,832,吨,蜗壳,进水口直径,12.4m,重量750吨,世界最大、最重,相关问题,4,、焊接专业学生如何学习焊接检验课程？,发挥自己的优势：,对各种焊接方法可能产生的缺陷特征的了解。,安徽机电职业技术学院机械工程系焊接专业,常见焊接缺陷,第一章 绪论,第一节 焊接检验的意义,一、概念,性质：专门研究保证焊接产品质量的学科。,内容：包括从图纸设计到产品的成型整个生产过程中所使用的材料、工具、设备、工艺过程和成品质量的检验以及产品运行过程中的质量检测。,第一章 绪论,第一节 焊接检验的意义,一、概念,特点：,1,多学科性，以近代理学、化学、力学、电子学和材料科学为基础，其检验手段和相关原理涉及到力、热、磁、声、光、电各领域，综合多种方法获得的信息，评价焊缝质量。,2,实践性：对焊接缺陷的理解与评定与检验人员的实践经验密切相关。,二、意义：,是获得可靠的焊接结构，在生活中不可缺少的环节。,主要作用：,1,确保焊接结构（件）制造质量，保证其安全运行,生产过程中控制质量、使用过程中监测。,2,改进焊接技术，提高产品质量,评定制造工艺，选择最佳工艺程序。,3,降低产品成本，正确进行安全评定,4,由于有焊接检验的可靠保证，可促使焊接技术的更广泛应用。,第二节 焊接检验分类,一、分类,1,破坏性检验,1,）力学性能试验：拉伸、弯曲、冲击,2,）化学分析试验：化学分析，腐蚀,3,）金相试验,第二节 焊接检验分类,2,非破坏性检验,外观检测、强度检验、致密性检验、无损检验（,NDT,）,1,）外观检查：,加厚高、缝宽是否稳定，是否有咬边、表面气孔、裂纹、变形等。,2,）强度检验：,水压检验、气压检验,3,）致密性检验：,气密性、吹气、氨渗漏、煤油、载水、沉水、水冲、氦检漏。,4,）无损检验,（,NDT,）,第二节 焊接检验分类,4,）无损检验（,NDT,）,定义：,无损检测技术是一门新兴的综合性应用学科。它是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、磁等反应的变化，来探测各种工程材料、零部件、结构件等内部和表面缺陷，并对缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化作出判断和评价。,目的：,定量掌握缺陷与强度的关系，评价构件的允许载荷、寿命或剩余寿命。检测结构在制造和使用过程中产生的结构不完整性及缺陷情况，以便改进制造工艺，提高产品质量，及时发现故障，保证设备安全、高效、可靠地运行。,第二节 焊接检验分类,4,）无损检验（,NDT,）,质量管理：,对非连续或连续加工的原材料、零部件提供实时质量控制，如控制材料的冶金质量、加工工艺质量、组织状态、涂镀层的厚度以及缺陷的大小、方位与分布等等。,在役检测：,对装置或构件在运行过程中进行监测，或者在检修期间进行定期检测。,质量鉴定：,对制成品（材料或零部件）在进行组装或投入使用前，进行最终检验。,第二节 焊接检验分类,4,）无损检验（,NDT,）,无损检测一般有三种含义,：,无损探伤,NDI (Nondestructive Inspection),无损检测,NDT (Nondestructive Testing),无损评价,NDE (Nondestructive Evaluation),NDI,仅检测出缺陷（探伤）；,NDT,以,NDI,检测结果为判定基础，对检测对象的使用可能性进行判定；此外还含有参数测试的意思；,NDE,掌握对象的载荷、环境条件，对构件的完整性、可靠性及使用性能进行综合评价。,目前国内一般统称为,NDT,，国外,NDE,逐渐代替,NDT,。,第二节 焊接检验分类,4,）无损检验（,NDT,）,无损检测技术的特点：,(1),不会对构件造成任何损伤,(2),为查找缺陷提供了有效方法,(3),能够对产品质量实现监控,(4),能够防止因产品失效引起的灾难性后果,(5),具有广阔的应用范围,第二节 焊接检验分类,4,）无损检验（,NDT,）,五大常规无损检测方法：,超声检测（,Ultrasonic Testing,，,UT,）,射线检测（,Radiographic Testing,，,RT,）,磁粉检测（,Magnetic particle Testing,，,MT,）,渗透检测（,Penetrant Testing,，,PT,）,涡流检测（,Eddy current Testing,，,ET,）,第二节 焊接检验分类,4,）无损检验（,NDT,）,非常规无损检测方法：,声发射（,Acoustic Emission,，,AE,）,泄漏检测（,Leak Testing,，,LT,）,光全息照相（,Optical Holography,）,红外热成象（,Infrared Thermography,）,微波检测（,Microwave Testing,）等等，目前多达,70,余种,第二节 焊接检验分类,二、焊接检验依据,1,施工图样：原材料、焊缝位置、坡口形式及尺寸、焊缝检验要求等。,2,技术标准：技术条件,3,检验文件：工艺规程、检验规程、检验工艺,4,订货合同：,第三节 焊接检验过程,一、焊接检验：表,1-2,二、焊接过程检验：表,1-3,三、焊后检验：表,1-4,四、安装调试质量的检验,1,对现场组装的焊接质量进行检验。,2,对产品的制造埋的焊接质量进行现场复查。,1,）检验程序和检验项目,2,）检验方法和验收标准,3,）焊接质量问题的现场处理,第三节 焊接检验过程,五、产品股份质量的检验,1,产品运行期间的质量监控,2,产品检修质量的复查,3,服役产品质量问题现场处理,4,焊接结构破坏事故的现场调查分析,1,）现场调查,2,）取样分析,3,）设计校核,4,）复查制造工艺,第二章,焊接缺陷,第一节 焊接缺陷的概念及分类,一、概念：,焊接过程中在焊接接头内部产生的不符合标准要求的缺陷称为焊接缺陷。,注意：,不同的产品类型和质量要求，对缺陷的种类、大小、数量、分布等限制是不同的，同样的缺陷某些情况下作为焊接缺陷，某些情况下不作为焊接缺陷。,第二章,焊接缺陷,第一节 焊接缺陷的概念及分类,二、分类,1,按焊接方法分：熔焊缺陷、压焊缺陷、钎焊缺陷,2,熔焊缺陷：,1,）裂纹,a,按分布情况：横向、纵向、弧坑、放射状、枝状、间断、微观（,p13Fig2,1,）。,b,按性质分：,(i),热裂纹：结晶裂纹、液化裂纹、高温失塑裂纹。,(ii),冷裂纹：氢孜裂纹、淬火裂纹、层状撕裂。,(iii),再热裂纹：热裂纹、再热裂纹断口表口有氧化色彩。,2,）气孔,第二章,焊接缺陷,第一节 焊接缺陷的概念及分类,二、分类,2,熔焊缺陷：,2,）气孔,a,按分布情况：单个、密集、链状、层状分布。,b,按性质分：,(i) H2,气孔：断面为螺丝形，表面呈喇叭形、内壁光滑，鱼眼：周围存在有脆性解理扩展的裂纹,(ii) N2,气孔：蜂窝状，成堆出现。,(iii)CO2,气孔：表面光滑、条虫形。,3,）固体夹渣（杂）：,第二章,焊接缺陷,第一节 焊接缺陷的概念及分类,二、分类,2,熔焊缺陷：,3,）固体夹渣（杂）,：,a,夹渣：,b,夹杂,4,）未熔合和未焊透,5,）形状缺陷,a,咬边,b,焊瘤,c,烧穿和下塌,d,错边和角变形,e,焊缝尺寸、形状不合要求,第二章,焊接缺陷,第一节 焊接缺陷的概念及分类,二、分类,2,熔焊缺陷：,6,）其它缺陷,a,电弧擦伤,b,飞溅,第二章,焊接缺陷,第二节 产生焊接缺陷的主要因素,一、材料,二、结构,三、工艺,第二章,焊接缺陷,第三节 焊接缺陷的危害及对质量的影响,一、缺陷的危害：焊接结构破坏的主要原因之一是缺陷,二、焊接缺陷对质量的影响,1,结构负载强度,2,耐腐蚀性能,1,焊接缺陷引起的应力集中：,K,t,：,2,对静载强度的影响,承载面积减小,3,对脆性断裂的影响,缺陷,应力集中,脆断,错边,角变形,弯曲应力,低应力破坏,4,对疲劳强度的影响,5,对应力腐蚀开裂的影响,三、常用结构类型及其焊缝质量等级,第三章,射线探伤,教学目的：,通过学习，初步掌握射线探伤的原理、方法、操作过程,。,重点：,1,衰减定律：,I,=I,0,e,-,2,探伤的基本原理,3,探伤条件的选择,4,底片评定,难点：底片评定,第三章,射线探伤,第一节 射线探伤基本原理,一、概念和分类：,射线探伤,利用射线可穿透物质和在物质中有衰减的特性来发现缺陷的一种方法,分类,：,按,rays,种类,：,X-rays,探伤,-rays,探伤,高能,rays,按显示缺陷方式,：,电离法,荧光屏观察法,照相法,实时图象法,计算机断层扫描,第三章,射线探伤,第一节 射线探伤基本原理,一、概念和分类：,二、射线性质：,1,电磁波：,以光速直线传播，不带电,1A,=10,1,nm,电磁波种类：,无线电波,30km0.3mm,红外线,0.3mm7800A,可见光,7800A,3900 A,紫外钱,3900A,200 A,X-ray 10.9,A,0.006 A,（高速电子撞击金属靶产生）,-ray 1.139,A,0.003,A,（放射线物质,(,60,Co,，,O,192,Ir,）内部原子核的衰变而来）,第三章,射线探伤,第一节 射线探伤基本原理,一、概念和分类：,二、射线性质：,1,电磁波：,2,不带电,：不受电场、磁场的影响,3,可穿透物质并在物质中会衰减,用于探伤,4,可使物质电离、使胶片感光，并使某些物质产生荧光,可见,5,生物效应，即对生物细胞起作用,防护,第三章,射线探伤,第一节 射线探伤基本原理,一、概念和分类：,二、射线性质：,三、,rays,与物质的相互作用：,（光电效应，汤姆逊放射，康顿效应和电磁效应）能量衰减，吸收和散射,1,The absorption of rays by materials,能量的转换,第三章,射线探伤,第一节 射线探伤基本原理,三、,rays,与物质的相互作用：,1,The absorption of rays by materials,射线通过物质,与物质的原子互相撞击,原子被激活（与原子核联系较弱的电子被逐出）,ray,消耗全部能量，电子能量较大,标识电子放射,ray,消耗部分能量，电子能量较小,散射电子放射,标识电子：产生二次、三次,.,电子放射,散射电子：与物质相互作用变为热量,rays,的能量降低,物质厚度越大，射线与物质电子撞击的机会越多，射线能量损耗较大。,即：,rays,能量损耗越大,能量的转换,第三章,射线探伤,第一节 射线探伤基本原理,三、,rays,与物质的相互作用：,1,The absorption of rays by materials,2,The dispersion of rays,可看作是部分射线入变了原来的方向,实质,：,ray,电磁波,原子中的电子在电磁场作用,下,产生强迫振动,振动的电子产生,ray,波长与频率与原射线相同，向四周辐射,（,X-ray,）汤姆,逊效应；,部分射线波长长于原射线波长,原来射线能量消耗在电子的逸出,轨道和电子的附加速度上。,能量的转换,第三章,射线探伤,第一节 射线探伤基本原理,三、,rays,与物质的相互作用：,2,The dispersion of rays,3,衰减定律：,I,=I,0,e,-,-,能量因素、材料因素,吸收系数,= + ,散射系数,线衰减系数,透过物质的厚度,I,透过厚度,的物质后的射线强度,I,0,射线的初始强度,能量的转换,第三章,射线探伤,-,射线探伤基本原理,三、,rays,与物质的相互作用：,3,衰减定律：,I,=I,0,e,-,-,能量因素、材料因素,讨论：影响,I,的因素：,：,：密度越大， 射线在其途径上碰到的原子就越多，衰减越严重。,大,：易被吸收,提高照相分辨率，增加金属滤极（,cm,）,小,：射线能量大，易使电子发生强迫振动和弹性碰撞。,：, ,小,：电子与分核的结合力小，易发生康普顿散射。,因此，,对于相同波长或能量的射线，物质的原子序数越大，密度越大，,值越大。相同的物质，射线的波长越长、,值越大,。,第三章,射线探伤,-,射线探伤基本原理,三、,rays,与物质的相互作用：,四、,The principle of inspection,原理,：被检工件与其内部缺陷介质对射线能量衰减程度不同，引起射线透过工件后强度差异，使缺陷在射线底片或,X,光电视屏幕上显示出来。,关键,：不同物质对射线的衰减系数,不同。,设：, ,工件的线衰减系数,缺陷的线衰减系数,则透过工件完好部分,X,厚的射线强度：,Ix=I,0,.e,-,x,透过缺陷部位的射线强度：,I=I,0,.e,-,x,. e,-(,-,),x,= I,x,. e,-(,-,),x,第三章,射线探伤,-,射线探伤基本原理,四、,The principle of inspection,透过缺陷部位的射线强度：,I=I,0,.e,-,x,. e,-(,-,),x,= I,x,. e,-(,-,),x,讨论：,1,时，,I,I,x,，底片,较黑,，如气孔、夹渣、裂纹等,2,时，,I,I,x,，底片,较白,，如夹钨,3,时，,II,x,，缺陷部位与周围完好部位透过的射线,强度无差异,I=I,0,.e,-,(x-,x),. e,-,x,第三章,射线探伤,第一节 射线探伤基本原理,第,二,节 射线探伤设备,一、,X-ray,探伤机,1,classification,按结构形式,：携带式、移动式、固定式,按辐射方向,：定向幅射、周向幅射。,特殊用途,：软,X-ray,机：,U,P,60KV,不是能量越大越好,微焦点,X-ray,机：焦点尺寸小于,0.01 mm,0.1mm,2,construction,：,第三章,射线探伤,-,第,二,节 射线探伤设备,一、,X-ray,探伤机,1,classification,2,construction,：,X-ray,管、高压发生器、控制装置、冷却器、机械装置、高压电缆,第三章,射线探伤,-,第,二,节 射线探伤设备,一、,X-ray,探伤机,3,formation of X-ray,：,X-,光管,1,）,structure,a,阴极构件：阴极、灯丝、聚焦罩：,冷阴极：,铝,热阴极：钨,b,阳极构件：阳极、靶块,-,阳极板受高能电子及冲击变热，要冷却,c,套管,第三章,射线探伤,-,第,二,节 射线探伤设备,一、,X-ray,探伤机,3,formation of X-ray,：,X-,光管,2) Principle,灯丝通电后，在其周围形成电子云，聚焦罩使其聚焦，电子在阴极,阳极之间被加速，高速撞击靶块，电子被阻挡，减速和吸收，部分功能,(1%),转换为,X-ray,，大部分能量转换为热能。,第三章,射线探伤,-,第,二,节 射线探伤设备,一、,X-ray,探伤机,3,formation of X-ray,：,X-,光管,1,）,structure,2) Principle,设高压为,Up,，则：,除,min,外，还有其它波长的,X-rays.,3) Focus,第三章,射线探伤,-,第,二,节 射线探伤设备,一、,X-ray,探伤机,3,formation of X-ray,：,X-,光管,1,）,structure,2) Principle,3) Focus,X-ray,机的重要技术指标，影响探伤灵敏度,焦点尺寸主要取决于灯丝形状和大小，如图,第三章,射线探伤,-,第,二,节 射线探伤设备,一、,X-ray,探伤机,3,formation of X-ray,：,X-,光管,1,）,structure,2) Principle,3) Focus,图中：,1,电子束尺寸,2,实际焦点,3,有效焦点（光学焦点）,4,靶块,5,轰击区,实际焦点,/,有效焦点,=3,有效焦点尺寸,，清晰度,第三章,射线探伤,-,第,二,节 射线探伤设备,一、,X-ray,探伤机,3,formation of X-ray,：,X-,光管,1,）,structure,2) Principle,3) Focus,图中：,1,电子束尺寸,2,实际焦点,3,有效焦点（光学焦点）,4,靶块,5,轰击区,实际焦点,/,有效焦点,=3,有效焦点尺寸,，清晰度,第三章,射线探伤,-,第,二,节 射线探伤设备,一、,X-ray,探伤机,3,formation of X-ray,：,X-,光管,1,）,structure,2) Principle,3) Focus,4)X-ray,机主要性能：,P34,，表,3-2,第三章,射线探伤,-,第,二,节 射线探伤设备,一、,X-ray,探伤机,二、,-rays,机,1,classification,：,携带式：用,192Ir,作射线源，薄件,移动式：用,60Co,作射线源，厚件,爬行式：野外焊接管线,2,structure,放射源、保护帽,Fig3-6,源,：,人工放射性同位素，钴,-60(Co-60),、铯,-137(Cs-137),、铱,-192(Ir-192),、铥,-170(Tm-170),要求：足够的能量、合适的半衰期、较小的焦点尺寸、便于防护、用后处理方便,二、工业射线胶片,射线胶片结构,2024/11/27,57,NDT-by Dr Xiong JG,第七章,无损检测新技术,本章重点：,1,、,声发射探伤特点；,2,、声发射探伤设备的基本要求；,3,、声发射源分类；,4,、红外探伤原理及红外探伤仪分类；,5,、激光全息探伤原理；,6,、中子射线与物质作用特点。,第七章,无损检测新技术,一、声发射探伤技术,（一）声发射探伤基础,1,声发射现象,材料或结构在外力或内力作用下产生变形或断裂时，以弹性波形式释放出应变能的现象叫作声发射。,换句话说，声发射是材料或结构中局部区域快速卸载使,弹性波,得以释放的结果，即是一种常见的物理现象。绝大多数金属材料塑性变形和断裂时都有声发射发生，但声发射信号的强度很弱，人耳不能直接听到，需要借助灵敏的电子仪器才能检测出来。用仪器检测、分析声发射信号，并利用声发射信号来推断声发射源的技术，称为声发射技术。,所有的焊接缺陷都可以成为声发射源，平面型缺陷比非平面型缺陷更容易成为声发射源，这是因为平面型缺陷的应力集中系数高，更容易引起局部屈服产生新的开裂。,2,声发射信号的表征参数,声发射换能器所检测到的信号是经过多次反射和波型变换的复杂信号。所以目前说明声发射信号的表征参数是针对仪器输出波形而言的。这些参数主要有声发射事件计数、平均事件计数、振铃计数、平均振铃计数、振铃事件比、幅度分布、能量和能量率等。,第七章,无损检测新技术,3,声发射探伤特点,声发射探伤与常规无损探伤方法相比具有以下特点：,(1),声发射探伤仪显示和记录那些在力的作用下扩展的危险缺陷。,(2),声发射探伤对扩展中的缺陷有很高的灵敏度，可以探测到零点几微米数量级的裂纹增量。,(3),声发射探伤过程对工件表面状态和加工质量要求不高。,(4),缺陷尺寸及在焊缝中的位置和走向不影响声发射探伤结果。,(5),声发射探伤与射线照相法和超声波探伤相比，受材料的限制比较小。,第七章,无损检测新技术,（二）声发射探伤设备简介,1,声发射探伤设备的基本要求,(1),应具有较高的检测灵敏度 声发射信号单个事件的持续时间很短，通常在,0.0l-100,微秒范围内，声发射脉冲的上升时间一般在几十至几百毫微秒范围内。而且声发射在工件表面上产生的垂直位移约为,10,-4,-10,-10,mm,。,(2),应具有较宽的频率选择范围 因为声发射信号本身具有很宽的频率范围，因此也要求声发射探伤仪能在较宽的频率范围内选择检测的频率窗口。,(3),对各种噪声具有较强的抑制和鉴别能力 因为声发射探伤常在各种机械噪声、流体动力噪声及电气噪声下进行，而有些噪声（例如夹具之间、夹具与工件之间因摩擦而产生的噪声）其特性与声发射信号十分相似，所以要求声发射探伤仪要有较强的抑制和鉴别噪声的能力。,第七章,无损检测新技术,2.,声发射探伤设备,目前声发射探伤仪大体上可以分为二类：一类是单通道声发射探伤仪；另一类是多通道声发射探伤仪。,第七章,无损检测新技术,（三）声发射探伤在焊接中的应用,在焊接领域中声发射技术已成功地应用于役前、在役压力容器结构完整性检测评定上。,1,在役、役前压力容器结构完整性检测评定,有相当数量的在役压力容器，普遍存在着各种先天性（制造中遗留）和后天性（使用中产生）缺陷，未能得到及时检验和处理。声发射技术可应用于在役压力容器检修水压试验，发现活动性缺陷源，定出位置后再用常规无损探伤方法对局部活动源进行重点复查，这样不仅大大减少了常规无损探伤工作量，加快检修速度，而且免去了相当数量超标缺陷的返修，提高了经济效益。同时也真正确保压力容器的安全使用。,役前水压试验声发射检测评定方法与在役压力容器检修声发射检测评定方法相同。,第七章,无损检测新技术,2.,加载压力及保压台阶的确定 在役压力容器的声发射检测应在容器加载过程中进行，加载程序一般包括升压、保压过程。最高加载压力最好稍高于原出厂时的水压试验压力，至少不得低于最高使用压力的,1.25,倍。,3.,声发射源分类 声发射源通常根据声发射源的活动度或强度分类。声发射源的活动度是指声发射源区事件计数或振铃计数在加载过程中的变化率。按活动度发射源分为,1,、,2,、,3,型，,1,型最强。声源的强度是由经过距离修正的声发射源平均振铃计数和平均幅度分别与总事件的平均振铃计数和平均幅度的比值来决定。按强度分类由强到弱分为,I,、,II,、,III,型。综合声发射源的活动度和强度，可把声发射源严重性分为,A,、,B,、,C,三级，其中,A,级源最严重、,B,级源严重、,C,级源不严重。,第七章,无损检测新技术,二、红外线探伤技术,红外线探伤是建立在传热学理论上的一种无损探伤方法。在探伤时，可将一恒定热流注入工件，如果工件内存在有缺陷，由于缺陷区与无缺陷区的热扩散系数不同，那么在工件表面的温度分布就会有差异，内部有缺陷与无缺陷区所对应的表面温度就不同，由此所发出的红外光波（热辐射）也就不同。利用红外探测器可以响应红外光波（热辐射），并转换成相应大小电信号的功能。逐点扫描工件表面就可以得知工件表面温度分布状态，从而找出工件表面温度异常区域，确定工件内部缺陷的部位。,（一）红外线探伤仪,1,红外线探伤仪工作原理,典型的红外线探伤仪工作原理如图所示。,第七章,无损检测新技术,来自工件的红外光波经光学系统,1,的反射、聚焦后，由分光镜将其反射至调制盘,2,，调制盘将来自工件和标准红外光源,5,的红外光波轮流交替地送入红外探测器,6,中，由它转换成相应大小的电信号输出，输出的这些信号经窄带放大器,7,、参考信号发生器,8,、同步整流器,9,和信号处理及显示装置,10,后，得到工件表面被检测点的温度。,第七章,无损检测新技术,2,红外探伤仪分类,红外线探伤仪有红外线热像仪和辐射计两类。,(1),红外线热像仪 可把来自工件表面的温度分布变成直观而形象的热图。,(2),辐射计 就是视场固定的点探测仪。辐射计仅提供一点或一条线的温度分布状态。,3,红外线探测器,红外线探测器是红外线探伤仪中的关键部件，它的质量直接关系到探伤仪性能的优劣。,红外线探测器分为热探测器和光探测器两类。,(1),热探测器 它利用入射的红外线引起探测器材料温度变化，使与温度有关的一些物理参数发生变化，通过这些物理参数的变化来确定所吸收的红外线辐射量。,第七章,无损检测新技术,(2),光电探测器 它利用某些半导体材料在入射红外线照射下产生光电效应，致使导电性发生变化，进而反应出所吸收红外辐射的强弱。,（二）红外线探伤方法分类,1,按检测方法分类,按检测方法可分为主动式和被动式两类。其中，主动式是在加热被检工件同时或加热后，用红外线探伤仪扫描工件表面进行探伤的方法。,2,按被检工件加热状态分类,按被检工件加热状态，可分为稳态和非稳态加热红外线探伤两类。,3,按工件表面温度状态显示方式分类,按显示方式可分热图法、温度分布曲线法和逐点测温法三类。,第七章,无损检测新技术,（三）红外线探伤在焊接检验中应用,焊接接头的红外线探伤常采用主动式探伤方法。,利用红外灯泡,1,非接触加热点焊接头，采用双面法探伤。把接头处加热至,80-100,，从放置热像仪的一侧冷却接头十几秒钟后，在显示装置荧光屏上就能很清楚地显示出接头的等温线直径。将它与标准点焊接头的等温线直径相比，凡等温线直径大于标准点焊接头等温线直径的接头质量合格，否则，则存在未焊透。,第七章,无损检测新技术,三、激光全息探伤,（一）全息照相原理,从激光器发出的光，经分束器分成两束，一束经分光镜直接投射到记录媒质上，称为参考光；另一束经物体反射（或透射）之后也达到记录媒质。,参照光和物光在记录媒质上相干叠加，并使之感光，这样就摄得一张全息照片。,第七章,无损检测新技术,一张全息照片或全息图，用眼睛直接观看时只是灰蒙蒙的半透明片，绝对看不出物体的形象。要再现全息照片上所记录的物，还需要用相干光照射全息照片。,第七章,无损检测新技术,因为这种照相术能获得景物的每个细节辐射或反射光波的全部信息，所以叫做,“,全息照相,”,。全息照片记录来自物体上各点光的全部信息。这也是全息照相与普通照相的一个重要不同之处。普通的照相只能显示物体的一个平面像，不能反映物体的全部情况。,全息照相,的第二个特点是能以一斑而知全貌。当,全息,照片被损坏，即使是大半损坏的情况下，我们仍然可以从剩下的那一小半上看到这张,全息,照片上原有物体的全貌。这对于普通照片来说就不行，即使是损失一只角，那只角上的画面也就看不到了。,全息,照的第三个特点是在一张,全息,底片上可以分层记录多幅,全息,照，而且在它们显示画面时不会互相干扰。正是这种分层记录，使得,全息,照片能够存储巨大的信息量。,第七章,无损检测新技术,（二）激光全息探伤方法,1.,激光全息探伤原理,对于不透明的工件来说，激光只能在它的表面发生反射，反映工件的表面状况。但工件表面与内部的情况有关联，在被检工件上加一个并不使工件受损的机械力、热应力或振动力，在内部缺陷所对应的表面区域将产生一个比周围（无缺陷区所对应的表面）大一些的微量位移。激光全息无损探伤就是把工件在受力和不受力两种状态下所获得的全息图加以比较找出异常，确定缺陷。,2,激光全息探伤方法分类,激光全息探伤按观察工件表面微量位移的方法，分有实时法、两次曝光法和时间平均法三种。,第七章,无损检测新技术,3,激光全息探伤加载方式,激光全息探伤的加载方式有内部充气法、表面真空法、加热法和声振法四种。,内部充气法比较适合于管道、小型压力容器、蜂窝式结构。表面真空法比较适合于迭层、板状结构。加热法是一种最简单而有效的方法，对工件表面施加一个急骤的热脉冲，如用一盏灯扫描被检工件表面几秒钟，就可使其弯曲，而达到探伤的目的。声振法是把一个宽频带的换能器,(,常用压电晶体,),胶接在工件表面上，调节驱动电压来改变激振频率，在工件振动期间摄取全息图。,4.,激光全息探伤在焊接中的应用,激光全息探伤在焊接检验中主要应用于小型压力容器、蜂窝状夹层和迭层胶接结构件的探伤。,第七章,无损检测新技术,四、热中子照相法探伤,（一）中子射线与物质作用特点,中子射线与物质作用的特点与,射线、,X,射线相比不同。,X,射线、,射线主要是与物质的核外电子相互作用，形成吸收和散射。而中子射线是不带电的中性微粒，与核外电子几乎没有什么作用，它主要是与物质的原子核相互作用，形成吸收和散射。,中子射线的质量吸收系数与原子序数无规律而循，轻元素的吸收系数大，而重元素的吸收系数反而小。由于存在这一差别，使中子照相具有不同于,X,射线照相的特点。对,X,射线较难穿透的铅、铋钚、铀一类重元素，采用中子照相法探伤则比较容易，所以中子照相法探伤可以作为,X,射线照相法探伤的重要补充。,第七章,无损检测新技术,（二）热中子照相法探伤特点,1,热中子照相法探伤方法,由反应堆、加速器等中子源所发出的中子，经周围的含氢物质（慢化剂）减慢速度后的中子叫热中子。从中子源发出的中子射线不能用于探伤，只有热中子射线才可以用于探伤。,热中子照相法探伤与,X,射线、,射线一样，是利用射线在物质中的衰减作用为基础而进行的。但与,X,射线、,射线照相法探伤不同的是透过物质的中子射线并不能使,X,光胶片感光，而是要通过转换屏激发出,、,或,射线再作用到,X,光胶片上使其感光。热中子照相常用的转换屏有两类：一类是锂、硼、镉和钆，它们在吸收热中子后放出瞬时低能粒子，另一类是铟，镝和银等，在俘获热中子后形成具有一定寿命的放射性同位素。,第七章,无损检测新技术,2,热中子照相法探伤分类,根据转换屏的不同，热中子照相法探伤可分为直接曝光法和间接曝光法两种。,(1),直接曝光法 所用转换屏材料有锂、硼、钆，这类转换屏的特点是感光速度快。其中应用最广泛的钆，它的像分辨率和照相速度都比锂、硼高。,第七章,无损检测新技术,(2),间接曝光法 所用转换屏材料有铟、镝、银，最常用的是铟。照相时，先将转换屏放在透过工件的中子束上照射，此时在转换屏上形成一个反映被检工件情况的潜在放射像，然后将具有潜影的转换屏与,X,光胶片紧贴后放入暗盒，潜影所放射出来的粒子使,X,光胶片感光成像。这种探伤方法避免了工件本身具有放射性或热中子束中含有,射线对照相质量所产生的不良影响。,第七章,无损检测新技术,谢谢,