隨著增材制造技術在制造業(yè)的廣泛應用,3D 打印焊接件的焊縫檢測面臨新挑戰(zhàn)。外觀檢測時,借助高精度的光學顯微鏡,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 X 射線 CT 成像技術,該技術能對微小的焊縫區(qū)域進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。在航空航天領域的 3D 打印零部件焊縫檢測中,還會進行力學性能測試,如拉伸試驗、疲勞試驗等,評估焊縫在復雜受力情況下的性能。同時,利用電子背散射衍射(EBSD)技術分析焊縫區(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。通過綜合運用多種先進檢測技術,確保增材制造焊接件的質(zhì)量,推動 4D 打印技術在制造業(yè)的可靠應用。? 攪拌摩擦焊接接頭性能檢測,評估接頭強度、塑性及疲勞壽命。E2209落錘法缺口韌性試驗
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、強度、韌性等力學性能的檢測,以及金相組織分析。在檢測硬度時,在熱影響區(qū)不同位置進行多點硬度測試,繪制硬度分布曲線,觀察硬度變化情況。對于強度和韌性,可從熱影響區(qū)截取試樣進行拉伸試驗和沖擊韌性試驗。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)性能直接關系到鍋爐的安全運行。若熱影響區(qū)出現(xiàn)晶粒粗大、硬度異常等問題,會降低鍋筒的強度和韌性。通過熱影響區(qū)性能檢測,及時發(fā)現(xiàn)問題,調(diào)整焊接工藝,如控制焊接熱輸入、改進焊接順序,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,保障設備安全。
拉伸試驗是評估焊接件力學性能的重要手段之一。通過拉伸試驗,可以測定焊接件的屈服強度、抗拉強度、延伸率等關鍵力學性能指標。在進行拉伸試驗時,首先要從焊接件上截取符合標準要求的拉伸試樣,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性能。然后將試樣安裝在拉伸試驗機上,緩慢施加拉力,同時記錄力和位移的變化。當拉力達到一定程度時,試樣開始發(fā)生屈服,此時對應的力即為屈服力,通過計算可得到屈服強度。繼續(xù)施加拉力,直至試樣斷裂,此時的拉力對應的強度即為抗拉強度。延伸率則通過測量試樣斷裂前后標距長度的變化來計算。對于承受較大載荷的焊接件,如起重機的吊臂焊接件,其力學性能直接關系到設備的安全運行。通過拉伸試驗,能夠判斷焊接件的力學性能是否滿足設計要求。若力學性能不達標,可能是焊接工藝不當導致焊縫強度不足,需要對焊接工藝進行優(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性能。
射線探傷利用射線(如 X 射線、γ 射線)穿透焊接件時,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,射線探傷廣泛應用,可準確判斷焊縫內(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,使用金相顯微鏡進行觀察。例如,在鋁合金焊接件中,正常的金相組織應是均勻分布的 α 相和 β 相。但如果焊接熱輸入過大,可能導致晶粒粗大,β 相分布不均勻,從而降低焊接件的強度和耐腐蝕性。通過對比標準金相圖譜,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,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,保障焊接件基礎質(zhì)量。E2209落錘法缺口韌性試驗
激光焊接以其高精度、高能量密度等特點在眾多領域中應用,其質(zhì)量評估需多維度進行。外觀檢測時,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,該技術通過對焊接件進行二維掃描,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,對激光焊接接頭進行金相組織分析,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