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新式真空件的超声波测定剖析
日期：2024-11-25 10:38
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摘要：
新式真空件的超声波测定剖析
深圳华清仪器仪表有限公司销售专线： 13530869090 13554848522 QQ：540214533 1163083232 812222693
1金属蜂窝真空钎焊件结构及工艺
1. 1焊件结构及钎料
金属蜂窝真空钎焊件是由金属蜂窝（材料为Hastelloy X）与单面承力板（高温合金）钎焊而成。
金属蜂窝真空钎焊采用粘带钎料，即用粘合剂将BNi82CrSiB粉末粘合后压成薄片。
1. 2钎焊工艺
真空钎焊是在真空环境中，在一定的温度和压力下，利用熔化的填充金属（钎料）将加热的固体金属连接在一起。焊接过程中固体金属不发生熔化，其结合是依靠被焊金属与钎料间的原子扩散而成。
钎焊工艺为：金属蜂窝及承力板预处理将粘带钎料滚压入金属蜂窝芯格用点焊将金属蜂窝定位在承力板上用工夹具定位真空炉中加温加压。
2超声波检测的可行性分析
因工艺原因，金属蜂窝真空钎焊件可能出现未焊合或钎料层存在疏松等缺陷。由于未焊合缺陷是面积型缺陷，而超声波检测对面积型缺陷较敏感，因此较适合用于检验蜂窝真空钎焊件的质量。
2. 1金属蜂窝真空钎焊件超声波检测原理
检测时，超声波从零件的承力板面入射。当超声波在承力板中传播到其底面时，若承力板与金属蜂窝焊合良好，则一部分超声波将穿过钎料（厚度约0. 4 mm）继续向蜂窝中传播，因而在承力板底面处的反射回波较小；若承力板与金属蜂窝未焊合，则大部分声波将在承力板底面处反射回来。因此，只要监测承力板厚度深度处的超声回波幅度，就能判断焊接质量的好坏。
2. 2影响检测的主要因素及其控制
（ 1）分辨率由于金属蜂窝的壁厚非常薄（ 0. 05 mm） ，故对超声检测系统的横向分辨率要求较高；同时，当承力板的壁厚较薄时（*小为1. 5 mm） ，又要求其纵向分辨率较好，因此可考虑使用较高检测频率、小焦点聚焦探头进行检测，以保证检测的精度。
（ 2）穿透力当承力板的壁厚较厚，且材料对超声波衰减较大时，若采用太高的检测频率，可能造成超声波的穿透力不够。所以分辨率与穿透力是相互矛盾的，应结合被检零件的具体情况综合考虑，再确定检测方案与技术参数。
（ 3）承力板的影响承力板可由锻件加工而成，也可直接铸造成型。从加工方便的角度考虑，设计常采用铸件承力板。由于铸件组织的不均匀，当超声波穿过承力板时，其对超声波的衰减程度不同，使得同一承力板的不同部位的底面回波幅度相差很大，这种差异将会与因焊接质量不同造成的底面回波幅度的差异叠加在一起，影响检测结果的评判。
因此在观察C扫描检测结果时，应结合铸件承力板回波幅度和影像成像的特点，综合评定。
总之，在检测过程中应选择合适的检测条件（包括仪器、探头和检测参数等） ，同时采用正确的评定方法，方能保证检测质量的可靠。
3超声波检测的可靠性试验
3. 1试验条件的选择
（ 1）试验件试验件有铸件、锻件承力板以及承力板分别为铸件和锻件的金属蜂窝真空钎焊件。
（ 2）仪器设备考虑到金属蜂窝的尺寸非常小（壁厚0. 05 mm，宽0. 8 mm） ，为确保试验的准确，采用两套不同的水浸超声检测系统超声波清洗设备分类和特点，一套为NIP SCAN超声扫查系统+ USIP20超声探伤仪组合（分辨率较高） ，另一套为M INISCAN超声扫查系统+ Sonic138超声探伤仪组合（分辨率较低） ，对同一零件进行对比试验。 可见，由于NIPSCAN超声扫查系统及U SIP20超声探伤仪组合的分辨率较高，检测C扫描图更加清晰，因此宜使用该套检测系统。
（ 3）探头超声波的分辨率与探头的焦点尺寸密切相关，因此选用I3 1008 R 2. 5 （焦点尺寸为1.08 mm）和HGE5827A 3. 5 （焦点尺寸为1. 58 mm）两种探头，对同一零件进行对比试验，结果。可见， I3 1008 R 2. 5探头由于焦点尺寸较小，用其检测金属蜂窝真空钎焊件时，可清晰地分辨出蜂窝的影像。
《钢结构超声波探伤及质量分级法》（JG/ T 203 2007）将于2007年11月1日起实施建设部于2007年4月18日发布公告：《钢结构超声波探伤及质量分级法》（ JG/ T 203 2007）将于2007年11月1日起实施，原《焊接球节点钢网架焊缝超声波探伤及质量分级法》（ JG/ T 3034. 1 1996）和《螺栓球节点钢网架焊缝超声波探伤及质量分级法》（ JG/ T 3034. 2 1996）同时废止。《钢结构超声波探伤及质量分级法》包括网格钢（圆管）结构焊接接头和建筑钢（平板）结构两大类节点型式的超声波探伤及质量分级法。JG/ T 203 2007标准与JG/ T 3034. 1 1996和JG/ T 3034. 2 1996标准相比主要修订以下内容：（ 1）1至9为修订版新增补的内容（新标准中的9. 5 9. 9节）。
（ 2）增加了圆管T （ X） ， K和Y相贯节点焊接接头缺陷评定和质量分级（新标准中的7和9. 5节）。
（ 3）依据GB/ T 11345 1989《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级》，扩充了检测板厚下限适用范围；增加了钢板、锻件、铸钢件的评定和质量分级（新标准中的6. 4 6. 7， 8， 9. 6 9. 9节）。
（ 4）补充了焊接接头检测比例，遵循GB 50205《钢结构工程施工质量验收规范》强制性条文和GB 50202《建筑地基基础工程施工质量验收规范》，以确保探伤的检测质量（新标准中的6. 4. 2， 6. 4. 15节）。
（ 5）根据国际惯例，只用探头在钢中的折射角，取消了K值的提法（新标准中的4. 4， 6. 2节）。
（ 6）关于DAC曲线，补充了壁厚8 mm以下画一直线的方法，便于现场使用（新标准中的6. 3. 3节）。
（ 7）在检测技术监督方面，规定了关于建立健全技术档案的内容（新标准中的11. 1 11. 4节）。
5结论
（ 1）用超声波检测法对金属蜂窝真空钎焊件进行检测是可行且可靠的。
（ 2）在运用超声波检测金属蜂窝真空钎焊件时，应注意传动设备、仪器及检测附件、参数的搭配，以达到*佳检测效果。
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1金属蜂窝真空钎焊件结构及工艺
1. 1焊件结构及钎料
金属蜂窝真空钎焊件是由金属蜂窝（材料为Hastelloy X）与单面承力板（高温合金）钎焊而成。
金属蜂窝真空钎焊采用粘带钎料，即用粘合剂将BNi82CrSiB粉末粘合后压成薄片。
1. 2钎焊工艺
真空钎焊是在真空环境中，在一定的温度和压力下，利用熔化的填充金属（钎料）将加热的固体金属连接在一起。焊接过程中固体金属不发生熔化，其结合是依靠被焊金属与钎料间的原子扩散而成。
钎焊工艺为：金属蜂窝及承力板预处理将粘带钎料滚压入金属蜂窝芯格用点焊将金属蜂窝定位在承力板上用工夹具定位真空炉中加温加压。
2超声波检测的可行性分析
因工艺原因，金属蜂窝真空钎焊件可能出现未焊合或钎料层存在疏松等缺陷。由于未焊合缺陷是面积型缺陷，而超声波检测对面积型缺陷较敏感，因此较适合用于检验蜂窝真空钎焊件的质量。
2. 1金属蜂窝真空钎焊件超声波检测原理
检测时，超声波从零件的承力板面入射。当超声波在承力板中传播到其底面时，若承力板与金属蜂窝焊合良好，则一部分超声波将穿过钎料（厚度约0. 4 mm）继续向蜂窝中传播，因而在承力板底面处的反射回波较小；若承力板与金属蜂窝未焊合，则大部分声波将在承力板底面处反射回来。因此，只要监测承力板厚度深度处的超声回波幅度，就能判断焊接质量的好坏。
2. 2影响检测的主要因素及其控制
（ 1）分辨率由于金属蜂窝的壁厚非常薄（ 0. 05 mm） ，故对超声检测系统的横向分辨率要求较高；同时，当承力板的壁厚较薄时（*小为1. 5 mm） ，又要求其纵向分辨率较好，因此可考虑使用较高检测频率、小焦点聚焦探头进行检测，以保证检测的精度。
（ 2）穿透力当承力板的壁厚较厚，且材料对超声波衰减较大时，若采用太高的检测频率，可能造成超声波的穿透力不够。所以分辨率与穿透力是相互矛盾的，应结合被检零件的具体情况综合考虑，再确定检测方案与技术参数。
（ 3）承力板的影响承力板可由锻件加工而成，也可直接铸造成型。从加工方便的角度考虑，设计常采用铸件承力板。由于铸件组织的不均匀，当超声波穿过承力板时，其对超声波的衰减程度不同，使得同一承力板的不同部位的底面回波幅度相差很大，这种差异将会与因焊接质量不同造成的底面回波幅度的差异叠加在一起，影响检测结果的评判。
因此在观察C扫描检测结果时，应结合铸件承力板回波幅度和影像成像的特点，综合评定。
总之，在检测过程中应选择合适的检测条件（包括仪器、探头和检测参数等） ，同时采用正确的评定方法，方能保证检测质量的可靠。
3超声波检测的可靠性试验
3. 1试验条件的选择
（ 1）试验件试验件有铸件、锻件承力板以及承力板分别为铸件和锻件的金属蜂窝真空钎焊件。
（ 2）仪器设备考虑到金属蜂窝的尺寸非常小（壁厚0. 05 mm，宽0. 8 mm） ，为确保试验的准确，采用两套不同的水浸超声检测系统超声波清洗设备分类和特点，一套为NIP SCAN超声扫查系统+ USIP20超声探伤仪组合（分辨率较高） ，另一套为M INISCAN超声扫查系统+ Sonic138超声探伤仪组合（分辨率较低） ，对同一零件进行对比试验。 可见，由于NIPSCAN超声扫查系统及U SIP20超声探伤仪组合的分辨率较高，检测C扫描图更加清晰，因此宜使用该套检测系统。
（ 3）探头超声波的分辨率与探头的焦点尺寸密切相关，因此选用I3 1008 R 2. 5 （焦点尺寸为1.08 mm）和HGE5827A 3. 5 （焦点尺寸为1. 58 mm）两种探头，对同一零件进行对比试验，结果。可见， I3 1008 R 2. 5探头由于焦点尺寸较小，用其检测金属蜂窝真空钎焊件时，可清晰地分辨出蜂窝的影像。
《钢结构超声波探伤及质量分级法》（JG/ T 203 2007）将于2007年11月1日起实施建设部于2007年4月18日发布公告：《钢结构超声波探伤及质量分级法》（ JG/ T 203 2007）将于2007年11月1日起实施，原《焊接球节点钢网架焊缝超声波探伤及质量分级法》（ JG/ T 3034. 1 1996）和《螺栓球节点钢网架焊缝超声波探伤及质量分级法》（ JG/ T 3034. 2 1996）同时废止。《钢结构超声波探伤及质量分级法》包括网格钢（圆管）结构焊接接头和建筑钢（平板）结构两大类节点型式的超声波探伤及质量分级法。JG/ T 203 2007标准与JG/ T 3034. 1 1996和JG/ T 3034. 2 1996标准相比主要修订以下内容：（ 1）1至9为修订版新增补的内容（新标准中的9. 5 9. 9节）。
（ 2）增加了圆管T （ X） ， K和Y相贯节点焊接接头缺陷评定和质量分级（新标准中的7和9. 5节）。
（ 3）依据GB/ T 11345 1989《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级》，扩充了检测板厚下限适用范围；增加了钢板、锻件、铸钢件的评定和质量分级（新标准中的6. 4 6. 7， 8， 9. 6 9. 9节）。
（ 4）补充了焊接接头检测比例，遵循GB 50205《钢结构工程施工质量验收规范》强制性条文和GB 50202《建筑地基基础工程施工质量验收规范》，以确保探伤的检测质量（新标准中的6. 4. 2， 6. 4. 15节）。
（ 5）根据国际惯例，只用探头在钢中的折射角，取消了K值的提法（新标准中的4. 4， 6. 2节）。
（ 6）关于DAC曲线，补充了壁厚8 mm以下画一直线的方法，便于现场使用（新标准中的6. 3. 3节）。
（ 7）在检测技术监督方面，规定了关于建立健全技术档案的内容（新标准中的11. 1 11. 4节）。
5结论
（ 1）用超声波检测法对金属蜂窝真空钎焊件进行检测是可行且可靠的。
（ 2）在运用超声波检测金属蜂窝真空钎焊件时，应注意传动设备、仪器及检测附件、参数的搭配，以达到*佳检测效果。
深圳华清仪器仪表有限公司销售专线： 13530869090 13554848522 QQ：540214533 1163083232 812222693