超声无损检测技术在金属材料焊接中的应用分析

在社会工业化发展速度不断加快的背景下，对于各类金属材料和器件的需求量不断增加。因此，为了满足各行各业对生产的要求，需要运用金属材料焊接技术，制作出满足要求的金属器件加以应用。但金属焊接技术工艺相对复杂，且容易受到各种内外因素的影响，对金属材料焊接质量及安全造成影响。所以，为了保证金属材料焊接的质量安全，需要采取有效的措施，能够及时识别和查找出缺陷问题，以保证金属材料达到规定标准，能够满足应用情况。

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1 技术概述

超声技术是影像学技术中比较具有代表性的技术类型之一，在很多领域中都得到了广泛的应用

。例如在工业生产方面，超声无损检测技术就有着非常多的应用，能够在不损坏被检测物体的情况下，分析缺陷或质量问题。超声波无损检测技术，主要利用超声波的传播原理，通过其在不同物体之间的传播特性，检测物体的内部质量。超声波可以穿过许多物质，而在传播过程中，除了超声波波形之外，物体材料的均匀性、应力等问题，也都会影响传播速度。因此可根据速度的变化，判断材料内部情况。在不同材料介质中，超声波传播速度特点不同。例如在常规固体材料中，温度发生改变，超声波传播速度及应力都会改变，材料温度升高，超声波传播速度会下降。另外，材料内部是否均匀，对于超声波传播情况也有很明显的影响。借助这一原理，超声无损检测技术在金属焊接中的应用有利于及时发现焊接缺陷。

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2 技术优势

在工业化建设发展进程中，金属材料焊接是一项常见的作业内容。不过随着行业转型升级的推进，在焊接工作质量方面，提出了更高的标准化要求。而在金属材料焊接检测中，应用超声无损检测技术，具有十分明显的应用优势。最为重要的一点是，该技术能够避免对待检对象作业质量、使用功能产生影响，可保证良好的无损状态，利用超声波传输特性，全面系统地检测焊接质量。与传统的检测方法相比，超声无损检测技术能够降低成本投入，确保企业经济效益，同时能减少金属材料及能源浪费，符合可持续发展要求

。在金属材料焊接中，运用超声无损检测技术，能够取得很高的检测精确度。超声波可以穿透面积较大、厚度较厚的金属元件，精准定位其中的缺陷。利用信息化技术，可以实现自动化分析数据的要求，利用现代化技术方式，对数据进行计算和绘制，最终生成完整的检测报告。此外，在实际应用当中，该技术的操作设备轻便，操作方法简单，因而在实际应用中，能够更加方便、快捷的完成任务。

3 技术局限

相比于传统检查技术，超声无损检测技术虽然效果更理想，但同时也会产生较高的能耗问题。在检测过程中，需要注意对能耗的合理控制与降低，从而减少生产成本，提高经济效益。对此，需要合理安排超声无损检测技术的检测时间，提高检测效率

。在金属材料焊接当中，超声无损检测技术并不是全过程应用参与，而是需要在合理的时间点加以应用。为了确保检测效率及检测质量，减少错检漏检情况的发生，应当在检测过程中，重点检测容易发生问题的环节和部分。对检测工作开始时间进行合理化安排，使焊接质量问题有效检出率得到提升，进而保证超声无损检测技术应用中取得良好的经济性。

4 超声无损检测技术在金属材料焊接中的常用方法

4.1 直接接触法

在具体应用中，利用耦合介质，将超声探头与被检测材料表面直接接触，根据超声波进入不同介质交界面时发生的反射原理，检测目标材料物质的情况

。在该方法的实际应用当中，需要注意保证探头向被检测对象中有效接收和发送超声波，以避免全部反射声能的情况。因此在检测之前，需要将接触层的空气完全排除彻底。通常采用的方法是，在超声探头和被检测物体之间，涂抹较薄的耦合剂，可以排除空气的影响。具体如图1所示。

金属材料焊接当中，超声无损检测技术的最主要的应用方法之一就是直接接触法，该方法的应用频率相对较高，操作也简单方便。

4.2 液体浸润法

液体浸润法也是超声无损检测技术在金属材料焊接中的一种常用方法。该方法主要是将探头发射的超声波经过一定距离的液体耦合层，使超声波在到达被检测材料表面和液体表面交界处的时候，会发生一定的反射。而大部分声能可以进入到被检测材料当中

。如材料中存在缺陷，超声波就会在缺陷位置发生反射。还有一部分声能可以传播到地面后再发生反射。在该方法中，避免了超声探头和被检测材料的直接接触，能够保持超声波发射接收的稳定性。具体方法包括了全部液浸法、局部液浸法、喷流式液浸法，如图2所示。

5 技术应用

5.1 金属焊接宏观缺陷检测

金属材料焊接中的宏观缺陷主要是金属材料物理方面的变化。例如材料表面平整度、材料实际厚度长度等。这些宏观缺陷对于焊接工作会造成一定的影响。例如焊接过程中，由于金属材质特殊性，会受到外界环境因素的影响，较高的温度造成低熔点材料熔化，进而影响材料整体厚度长度。焊接中焊料沿焊缝流动，附着在材料表面，造成厚度增加等问题。

在金属材料焊接中，超声波无损检测技术的应用需要保证检测工作要点明确，其将会对检测工作的具体开展产生很大的影响。金属材料焊接过程中，一般根据焊接目的和材料性能来确定具体的焊接方法。在焊接过程中，如果采用了不同的焊接工艺，为了保证试验方法的适用性，有必要全面掌握焊接技术标准。在此基础上，根据焊接方法应用中的缺陷，选择合适的超声无损检测技术方法，才能确保检测数据结果的可靠性与准确性，能够客观真实的评价焊接工作质量。例如，某些高温环境下的焊接技术，可能会产生金属瘤的缺陷问题

。因而在超声无损检测技术的选择上，需要重点关注检测主体材料表面是否存在金属瘤。这样能够保证检测技术良好匹配实际情况，减少作业量，提高检测效率和检测准确度。

5.2 金属焊接微观缺陷检测

金属材料自身可能会存在一定的内部缺陷，因而导致在金属材料焊接当中，受到相关因素的影响，焊接接头发生形色不同的情况，导致焊接接头性能连续性中断。所以，在金属材料焊接当中，需要确保金属材料内部完整性良好，才能确保金属材料焊接的完整性

。超声波无损检测技术可以全面检测金属材料内部缺陷，明确材料内部的具体情况。例如材料没有焊透、存在夹渣现象、具有气孔现象、出现裂纹现象等问题。利用检测结果提醒作业人员及时修正，从而解决相关缺陷问题，保证焊接水平与相关标准达标。

5.3 金属材料内部缺陷检测

微观缺陷是金属材料焊接作业中常见的问题，然而，传统的检测方法难以准确检测，因此需要采用超声无损检测技术。微观缺陷的发生，通常与焊接技术水平、焊接工艺选择有关。在焊接作业过程中，如何没有合理的控制环境状态、温度参数等，就容易发生微观缺陷。不同金属材料焊接中，都需要对温度进行合理的控制。而在焊接过程中，如果焊接温度过高，超出了金属熔化标准，就会造成金属材料表面损害，或金属内部组织应变等问题。这些问题对于金属材料的材质水平会造成影响，进而导致金属焊接质量下降

。另外，在一些精密零件加工当中，焊接工作环境变化，对于焊接结果也会造成影响，例如氧气供应超标引起不良氧化反应等，进而引起难以发现的微观缺陷。对于金属焊接过程中的微小缺陷，超声波无损检测技术可以清晰、准确地检测到。将检测结果对比金属加工标准，做出准确的判断，进而确保超声无损检测技术的应用效率和检测质量，及时准确的发现各种微观缺陷，为技术人员后续调整提供依据和参考。

6 注意事项

6.1 明确检测工作要点

在金属初加工过程中，对于这些情况，一般会有所忽视，尤其是在金属精密加工环节，由于金属材料变化细微，难以直接发现，因而会影响焊接质量

。对此，应用超声无损检测技术，能有效检测金属宏观焊接质量。金属表面宏观焊接质量检测中的超声无损检测技术，能够发挥出巨大的作用。在检测过程中，检测人员可以对金属材料内部材质问题选择性的忽略，根据不同焊接方式，有效调整对焊接口形态，确保超声无损检测技术的有效应用。同时，检测结果更加直观、清晰，对后续处理与调整也有积极的影响。

6.2 合理安排检测时间

尽管超声无损检测技术的应用优势十分明显，但是在具体应用中，该技术也存在一定的应用局限，仍然存在一些问题和不足尚未解决

。通过实际应用研究能够发现，该技术在金属焊接应用中的局限性主要体现在以下几个方面。尽管在金属材料焊接中，对超声无损检测技术进行了普遍的应用，但是通常只能够定性剖析、定量检测焊接工作质量问题，而对于其它相关问题方面，无法达到预期的检测目标和检测效果。此外，超声无损检测技术在应用中也面临着体积限制的问题。对于具有规则形态的材料，能够达到比较高的检测准确度，但是在相对不规则形貌的材料中，检测结果精确度就会受到一定的影响，也会阻碍超声传播速率。此外，在超声无损检测技术的应用中，金属材料本身的性质，如晶粒尺寸，也会影响检测效率和检测质量。这些问题可能造成最终检测结果不准确的情况，在应用当中需要加以注意。

6.3 加强人员沟通交流

超声无损检测技术在金属材料焊接中的应用，检验人员在工作中也需要随时与焊接人员进行沟通，有利于提高检验效率。保证检查质量，具有重要的意义。在具体检测当中，由于金属材料焊接采用了不同的焊接方式，同时金属材料本身也具有不同材质方面的差异性。因此，在检测工作的各个环节中，检测人员和焊接操作人员都需要进行沟通。在检测前，要做好相关的定量分析与定性分析。在检测中，应当提升与焊接人员的默契度。在检测后，也要认真听取焊接人员的意见和建议。在各个阶段，均要加强与焊接人员之间的有效沟通，对焊接作业的方法、流程全面掌握，从而选择更为合适的检测方法，确保检测结果准确、可靠。

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7 结论

在工业生产领域中，金属材料焊接是一种常见的作业内容，在很多金属器件制造生产中，都需要进行焊接。而由于金属材料焊接工艺比较复杂，因而容易发生一些焊接缺陷问题，影响焊接质量。超声无损检测技术是一种先进的技术，将其应用于金属材料焊接中，能够发挥良好的效果。运用不同的方法，及时发现各种焊接缺陷，进而保证焊接质量。

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