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低密度材料焊缝质量的CT诊断

时间: 2011-07-13 06:01 来源: 作者: 点击:

低密度材料焊缝质量的CT诊断

孙灵霞

朱宏志

 

  为了对低密度材料焊接件的焊缝质量进行不破坏的直接诊断,应用工业

CT对一系列电子束焊接件的焊缝质量进行了分析。CTX光管电压为0~420kV连续可调,焦斑直径f 0.8mm,焊接件分单层低密度材料环与内衬高密度材料的双层环两类。对单层环焊接件,由于材料密度低,管电压随射线穿透厚度不同通常选择200~300kV,能够使系统具有高空间分辨率的同时得到好的质量分辨率,获得的CT图像较理想。平行焊缝扫描获得熔池纵剖面CT图,能测量熔池深度及判断全焊区熔池深度的均匀性。垂直焊缝扫描获得熔池横剖面CT图,能得到熔池深度、熔池表面焊宽、焊缝中心偏离量及内止口间隙数据。

 

  将不同角度扫描得到的数据与金相数据进行了比较,由于

CT扫描的焊缝位置与金相检测的焊缝位置不同,算术平均值相差0~0.05mm。个别焊接件焊缝表面由于熔融金属飞溅留下深浅不一的孔,造成测量数据相差较大。

 

  对两层环焊接件,因为穿透内层的高密度材料要采用较高的射线能量,而高能量的射线穿过低密度材料时信号衰减相对较弱,外环焊缝区域的有用信息必然被掩盖,在

CT图上甚至不能分辨外层低密度材料环的存在。采用分层扫描的方法,使射线平面只穿过外层的低密度材料,对焊区由表至里逐层连续扫描,得到一系列焊区图象,依据图象特征和振幅(密度)的变化判断熔池根部,计算得到熔池深度。受机械运动装置及软件所限,计算所得熔池深度的精确度≤0.1mm。在切过焊缝表面的图象中可以测量熔池表面焊宽,焊缝中心偏离量在熔池根部的分层图像中测量。利用分层扫描的系列图象建立低密度材料焊区的三维图象,可以直观地判断焊缝中心是否偏离及焊区形貌。

 

  另外,对焊区常见的缺陷进行了检测。工业

CT能够检测到任一方向超过50mm的裂纹,检测气孔的灵敏度为0.1mm3。通过对焊接件多角度的分析,发现了热应力导致的裂纹(1.30mm×0.24mm)和熔融金属飞溅造成的气孔(最大方向的尺寸为0.73mm×0.21mm)。射线照相还发现了材料基体中存在的裂纹。因此,工业CT能够对单层低密度材料焊接件焊缝质量进行直接诊断,对内层有高密度材料存在的低密度材料焊缝质量的CT诊断可采用分层扫描的方法进行。

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