磁粉检测在保证焊接质量方面的应用

磁粉检测在保证焊接质量方面的应用

刘英苹 孙富全

中车大连机车车辆有限公司 中车大连机车研究所有限公司

摘要：近年来，工业技术上升式发展，拓宽了焊接技术使用范围。目前焊接技术普遍出现在冶金、石油以及化工部门。随着现代技术手段高速发展，大量部门开始使用高强度焊接结构技术。该技术虽优于普通焊接技术，但是在焊接过程当中，容易出现巨大的缺陷问题。为对此类问题进行规避，必须要借助强大的检测技术，发现问题所在。因此本文在保证焊接质量的基础之上，对磁粉检测方法的应用进行探究。

关键词：磁粉检测；焊接；实例；应用

检验普通的焊接结构以及承受疲劳应力作用的焊接结构，最容易出现的便是裂纹缺陷问题。这种裂纹危害焊接结构的安全性。为了能够及时检测并排除缺陷状况，可以采用磁粉检测方法。该种方法可以在极短的时间之内发现缺陷，检测成果可靠，操作简单，同时也不需要耗费太高成本，因此常被用在检测焊接机构表层缺陷当中。

需要注意的是，焊接结构所使用的原材料不同，那么材料之间的磁导率也会有所差异。如果被检测的焊接结构，具有较强的磁导率，那么便证明其所使用原料具有较强的磁性，容易磁化；反之如果是非铁磁性物质，例如不锈钢以及非金属材料，那么会导致磁导率过低，缺少漏磁场，进而导致磁化困难。因此检测非磁性焊接结构，不建议使用磁粉检测方法。

一、磁粉检测过程

磁粉检测过程一般包含以下几个工艺步骤：首先，需要运用机械方法或者是化学方法，对被检测焊接机构进行预处理，清理焊接结构表面尘埃，保持表面光洁，为磁粉流动以及漏磁场的吸附做好准备工作，具体的处理步骤为：第一，对于吸附在焊接接头上的油污、焊剂残渣、铁锈等杂物进行及时的清除，使接口表面不存在任何污渍；第二，不仅要保证焊接见表面的干燥，同时也需要保证磁粉的干燥。这样才有利于磁粉的流动和吸附；第三，运用化学方法清理工件表面，如果采用的化学试剂与磁悬液酸碱性产生排异，那么这时就需要采取措施，维护工件表面的干燥。

其次，便是磁化和施加磁粉工艺步骤。需要注意的是磁粉的添加主要分为两种方法：一种为连续法，另一种为剩磁法。这两种方法在使用当中，都需要在工件的表面喷洒磁粉或者是磁悬液；然后剩下的工艺步骤为观察磁痕、分析磁痕、清除工件表面磁粉、然后再进入焊接部件后续处理工作。

二、焊接件检测的内容与范围

焊接件表面的磁痕，主要包括三种：首先是表面缺陷磁痕，这种磁痕表面线条十分明显清晰，所有的磁粉都密集附着在焊接件表面，同时也具有良好的缺陷重复性；其次便是近表面缺陷磁痕，该种磁痕线条宽大且模糊，并且磁痕深度越深，线条越模糊。因此，为了能够准确的观察近表面缺陷，需要通过磁化电流，使磁痕得以显现；最后便是假磁痕。借助磁粉检测方法，可以对焊缝当中存在的裂纹、气孔以及杂物进行有效检测。

1. 坡口

对坡口进行检测，最主要的检测范围在坡口以及坡口钝边。分层和裂纹是坡口经常出现的缺陷问题，其中分层缺陷是一种轧制缺陷，该种缺陷主要集中在板厚附近，与钢板表面保持平行；而另一种裂纹缺陷，主要分为沿分层端部开裂裂纹以及火焰切割裂纹，前者主要与板面平行。

（二）焊接过程中的检测

1.层间检测

层间检测主要针对普通钢种焊接以及特厚板钢种焊接。其中，普通钢种具有较差的焊接性能，因此为保证其牢固性，需要对每一层焊接钢板进行检验，以防出现裂纹，以此来保证每层焊接钢板的稳固性；而对于特厚板焊接来说，检验每一层的焊接，则需要运用到磁粉检测方法，详细检测钢板的焊缝以及邻近坡口。

2.电弧气刨面

电弧气刨在使用过程当中，受増碳影响，容易在电弧气刨面和邻近坡口表面产生裂纹，只有对其进行及时检测，才能够规避裂纹问题的发生。

（三）焊缝

焊接裂纹，最容易出现在焊缝的金属部位以及钢板的热影响区。但是需要注意的是，热影响区的宽度较大，对其进行检测应当放宽其检测宽度，至少应为焊缝宽度的两倍^[1]。

4. 机械损伤部位

为了保证组装工作的顺利进行，会将吊耳和卡具临时焊接在部件之上，当组装完成之后再将其拆卸掉，但是如果拆卸过程当中稍有差池，就会出现几平方厘米到十几平方厘米的裂纹，虽然裂纹面积略小，但是也需要进行仔细检测。

三、检测方法选择

（一）磁轭法

该种方法操作简单，借助便携式交流电磁铁，便可以实现单方向的磁化。但是需要注意的是，该种检测方法检测方向单一。因此为了进行全方位检测，将焊缝以10~20毫米为线段长度，分割为不同检断，并将不同的检断做好标记，从而在同一部位做两次以上的垂直检测。一般来说100~150毫米为电磁轭最适宜距离。

（二）支杆法

该种方法也是单向检测方法，其可以调整电极之间的距离，并且根据检测部位的实际状况，给出最适宜的间距以及电流大小。

（三）交叉磁轭法

该种方法可以检测焊缝的表层裂纹。此外，该方法具有较高的灵敏度以及可靠性，因此常被用来检测锅炉压力容器。

4. 线圈法

该种方法主要被用来检测管道圆周焊缝，为了磁化管道需要将电缆沿着焊缝的圆周方向缠绕4~6匝，一般只有焊缝出现纵向裂纹，才会用到此种检测方法。

四、焊接件检测实例

（一）坡口检测

在钢板的坡口面上放置交叉磁轭，然后，顺着坡口的方向进行磁化检测，便是交叉磁轭检验坡口缺陷的过程。为了检验坡口灵敏度，我们可以将30/100 A型试片贴在小于50毫米的钢板坡口处进行检测。除此之外，如果钢板过于硬厚，检测器灵敏度会降低，则需要在坡口的两侧全部放置试片做检验^[2]。

2. 电弧气刨面的检测

检测电弧气刨面，可以在其沟槽中间插字交叉磁轭。然后让交叉磁轭根据沟槽的方向行走。运用磁粉检测方法，则需要采用喷洒或者是刷涂磁悬液的方式，将磁粉均匀的铺在电弧气刨面表面。但是需要注意的是，当交叉侧通过磁悬液之后，应立即清理磁悬液，以防其进入电弧气刨沟槽，影响磁粉检测的判断和分析。

五、结论

磁粉检测方法能够较为灵活的检测焊接件存在的裂纹、夹层以及未焊透缺陷。并且通过该方法，可以判断缺陷性质、大小、位置以及严重程度等概况。交流电磁化以及直流电磁化，分别可以检测2毫米以及6毫米以内的缺陷。如果缺陷的深度逐渐加深，那么相应的检测灵敏度就会下降，因此该种方法普遍用来检测磁性材料的表面缺陷。

参考文献：

[1]张俊哲.无损检测技术及其应用[M].北京：科学出版社，2010.

[2]宋地哲.磁粉检测[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2014.