底片评片技术1-2

3.2铸件常见缺陷的识别铸造是通过熔炼金属或其合金、制造铸型、并将金属熔液浇入铸型、在金属熔液凝固后获得一定形状和性能工件的工艺过程，它是工件成形的基本方法之一，是所有冶金方法中最直接成形的方法，其广泛应用于各种各样的产品。铸造包括多种方法，如砂型铸造、金属型铸造、压铸、熔模铸造、离心铸造等，砂型铸造是最常用的铸造方法，其他铸造方法统称为特种铸造方法。铸件的质量，除了直接与铸造合金相关外，主要与下列因素相关：铸件设计；铸件制造工艺；铸造操作。它们共同影响液态合金的性质、液态合金的充型能力和铸件的凝固过程，也就决定了铸件的质量。铸件中常见的内部缺陷可分为下面四类：孔洞类缺陷：如气孔、针孔、缩孔、缩松、疏松；裂纹类缺陷：如冷裂纹、热裂纹、白点、冷隔；夹杂类缺陷：如夹杂物、夹渣（渣孔）、砂眼；成分类缺陷：偏析。3.2.1气孔气孔是熔化的合金在凝固过程中，合金熔液中的气体未能逸出，在铸件中形成的孔洞。气孔是铸件中最常见的缺陷之一。按照气孔产生的原因，气孔可分为三类：侵入气孔；在浇注的过程中，铸型、型芯由于急剧加热挥发出的气体，粘接剂等有机物燃烧产生的气体，型腔中未逸出的气体，进入到金属熔液中形成的气孔。析出气孔；溶解在金属熔液中的气体，在冷却、凝固过程中，由于温度降低或外界压力降低，使溶解度降低，而从金属熔液中析出形成的孔洞。反应气孔；金属熔液与铸型或金属熔液中的某些元素之间发生化学反应产生的气体所造成的气孔。气孔缺陷在底片上常见的形态主要有两种：各种形态的气孔、针孔。气孔的影像在底片上可以呈现为各种形态，例如，孤立的或成群的圆形、椭圆形、梨形暗斑，它轮廓光滑、影像鲜明，整个影像黑度较大，无明显变化。较大的气孔很容易识别。但细小的气孔与夹渣，有时很难区分。图18气孔（补焊区存在裂纹）

针孔是铸件中比较均匀散布的细小气孔。在铸件截面厚度较小时，在底片上它呈现为均匀散布的暗点状影像，影像清晰。在截面厚度较大时，影像模糊，这时候由于气孔在厚度方向上的叠加，影像可转化为尖点状（苍蝇脚状）或近于圆点状。如果厚度大，影像将变成模糊的云片状形貌。图19针孔缺陷影像

3.2.2夹杂物

夹杂物缺陷是铸件中含有的成分与基本成分不同的各种金属性异物和非金属性异物。夹杂物可分为三类：金属夹杂物常见的金属夹杂物主要是混杂在铸件金属熔液中的其他种类金属块，因此它具有一定的几何形状，视其与铸件金属相比密度的大小、原子序数的高低，它的影像可能显现为比背景黑度低或高的黑度，影像常具有片状形象，整个影像的黑度比较一致。砂眼砂眼是充塞型砂的孔洞，它是由于铸型受到冲刷，致使型砂脱落并残留在铸件中造成的缺陷。在底片上其整体影像的形状可能极不规则，但影像黑度具有颗粒状特征，特别在影像边缘区。夹渣夹渣来源于金属熔液内部反应的产物和熔炼过程中形成和分离出来的浮渣、熔剂残渣、脱落的铸型材料等。经常出现的夹渣是炉渣、氧化物等，它们化学成分复杂，形状极不规则，多数情况中它们集中在铸件的某个部位，以比较密集或分散的的状态出现。在底片上它们影像的基本形貌是在一定范围内分布的颗粒状的黑斑。颗粒的大小不同、形状不同，常显现为小片状影像，影像的轮廓比较清楚，影像的黑度与背景黑度相差较大。图20夹渣缺陷影像

3.2.3缩孔与缩松铸件在冷却和凝固过程中，合金将发生液态收缩和固态收缩，由于铸件设计的特点和铸型设计存在的不足、浇注操|作不当等，造成补缩不足，在铸件中产生孔洞。集中的大孔洞称为缩孔，分散而细小的孔洞称为缩松。缩孔与缩松在底片上呈现的形态常见的是集中性孔洞、纤维状缩孔、海绵状缩松三种形态。

图21缩孔

集中性孔洞常就称为缩孔，在底片上它呈现为形状不规则、黑度比背景高出较多的暗斑影像，其分布没有确定的方向，面积较大，轮廓一般清晰。纤维状（树枝状）缩孔在底片上它呈现为树枝状黑度较大的影像，影像具有主干、主枝、次枝等形貌，整个影像都显示较大的黑度，特别是主干和主枝。由于其形状的特殊性，这种缺陷影像容易识别。海绵状缩松由相互连结的小孔洞系构成，在底片上呈现为云雾状影像，它总有一定的面积分布。

图22纤维状缩孔图23海绵状缩松

3.2.4疏松（显微缩松）铸件在冷却和凝固过程中，合金将发生液态收缩和固态收缩，由于补缩不足，在缓慢凝固区出现的很细小的孔洞区称为疏松，也称为显微缩松。疏松在不同合金中可出现不同的形态，常见的形态主要是一般疏松、中心疏松、层状疏松、分散状疏松。一般疏松：是细小、分立的孔洞，分布在铸件的整个厚度范围内，在底片上呈现的影像与铸件厚度有关。对薄的截面，可显示为细的网纹影像；中心疏松：对厚的截面，由于孔洞的相互重叠，将显示为模糊的暗斑。当它分布在铸件中心区时，显示为模糊的暗斑影像。层状疏松：在镁合金中，细小的孔洞系常形成层状分布，在底片上呈现为条纹状影像，条纹的黑度不大，总是以多条同时出现，并具有整体相同的走向。分散状疏松：是细小、相互连接的孔洞，常集中分布在铸件的某个范围内，在底片上呈现为小长条状的网状影像。

图24中心疏松图25层状疏松图26分散状疏松（伴有针孔）3.2.5裂纹铸件在凝固末期和常温的冷却过程中，其收缩可能受到阻碍，这些阻碍作用将导致在铸件中产生应力，当应力超过铸件金属当时的强度时将引起开裂，造成裂纹缺陷。热裂：是高温液态金属凝固时，由于收缩应力超过了金属当时的强度或变形超过了金属的塑性产生的裂纹。它主要出现在铸件的拐角处、截面厚度突变处、最后凝固处。在底片上它呈现为不规则的黑线状影像，黑线常为波折状，有时可形成分叉。

图27热裂纹影像冷裂：是铸件在较低温度下，由于铸造应力超过了合金的强度极限而产生的裂纹。它主要出现在铸件收缩中处于拉伸的部位和应力集中的部位。大型或构造复杂的铸件容易产生冷裂纹。冷裂纹也常称为应力裂纹。在底片上它典型的影像是微弯、平滑的直线状黑线。图28冷裂纹影像3.2.6冷隔在铸件中金属流汇合处，如果金属熔液熔合不完善或金属熔液不连续，那么在铸件中将产生穿透或未穿透的缝隙，这即是冷隔缺陷。产生冷隔的原因主要是金属熔液温度低、铸型表面或冷铁激冷度过大、充型速度不正确、浇注系统不合理等。冷隔缺陷主要出现在铸件远离浇口的宽大表面处和薄壁处。在底片上，冷隔缺陷常呈现为宽度比较均匀、缺少变化、平滑的线条状黑线影像或呈现为片状的影像。图29冷隔影像3.2.7偏析铸件凝固后出现的化学成分不均匀性称为偏析，即在局部区域某种合金成分过多或过少。一般偏析：是合金不同成分发生均匀地很小局部的集中，形成大量的很小区域的偏析。带状偏析是不同合金成分以层状交替分布在铸件中，它主要发生在离心铸造过程中。一般偏析和带状偏析在一般情况下都不被认为是缺陷。局部偏析（或称为集中偏析）可以出现多种形态，常见的是缩孔或热裂纹的整体或局部被低熔点的合金成分（或化合物）填充形成的偏析，它们也分别被称为收缩偏析和热裂偏析。对于铝镁合金，它们在底片上的影像呈现为黑度小于背景黑度的裂纹状形态，所以很容易识别。在日常也常称其为白裂纹。在收缩偏析或热裂偏析中也可能含有夹渣物。图30收缩偏析图31含有夹渣的收缩偏析4.底片上的其他影像4.1常见的伪缺陷由于暗室操作不当、射线照相透照操作不当、或胶片本身质量存在的问题，在底片上可能产生一些类似缺陷、但并不是缺陷的影像，常简称为伪缺陷。如果不注意，容易把它们与缺陷影像混淆，造成错误的质量评定结论，因此，应注意对伪缺陷影像的识别。下面列出了一些底片上常见的伪缺陷影像。4.1.1划伤在切装胶片时，使用的器具、工作台面、操作者的指甲等，都可能擦伤或划破胶片的乳剂层，这样，在底片上将产生细而光滑的线状斑纹，影像的黑度也较大。在反射光下观察底片表面，可以看到表面划伤的痕迹。4.1.2压痕在固定暗盒或其他操作过程，胶片局部受到挤压或弯折，在底片上将出现月牙状斑纹。曝光前胶片受到挤压或弯折时，底片上产生的斑纹是黑度远低于背景黑度的斑纹影像；但如果胶片局部受到比较严重的挤压或弯折时，底片上将产生黑度高于背景黑度的月牙状斑纹影像，并且斑纹周围将围绕着黑度低于背景黑度的区域。曝光后胶片受到挤压或弯折时，底片上产生的斑纹是黑度高于背景黑度的斑纹。在反射光下观看底片表面，可以看到挤压或弯折的痕迹。4.1.3水迹底片干燥时，局部水聚集，在底片上可形成模糊的形状不规则的片状影像，影像的黑度较低、均匀变化、一侧有边缘痕迹。在反射光下观看底片表面，可以看到表面存在的污染痕迹。4.1.4增感屏斑纹由于增感屏的损坏、污染、或夹带异物，使增感屏局部的增感性能改变，导致胶片局部曝光异常，在底片上可形成与增感屏的损坏、污染、异物相似形状的影像。影像的黑度可能低于背景的黑度，也可能高于背景的黑度，这决定于增感屏的具体情况。增感屏受到划伤时产生的影像黑度将高于背景黑度，增感屏中存在异物或受到污染时，产生的影像的黑度将低于背景的黑度。4.1.5显影液斑点在显影操作开始之前，胶片被溅上显影液，在底片上将产生斑点状影像。这些影像黑度大，并具有成片分布的特点，集中在局部区域。4.1.6定影液斑点在显影操作开始之前，胶片被溅上定影液，在底片上将产生透明的斑点状影像。由于它黑度很低，具有平滑的轮廓和成片分布的特点，因而容易识别，不会与重金属夹杂物混淆。4.1.7霉变斑点胶片保管不善，受潮发霉，会出现一些黑度不大、分布在较大范围的点状影像。

4.2静电斑纹

在干燥天气下切装胶片时，如果胶片与胶片或胶片与某些物体发生摩擦产生了静电，或者化纤衣物造成操作人员对胶片的放电，将造成胶片感光，在底片上形成黑度高于背景黑度的静电斑纹。三种基本形态：点状斑纹、冠状斑纹和树枝状斑纹。a）b）c）图32静电斑纹的基本形态

a）树枝状斑纹b）冠状斑纹c）点状斑纹4.3衍射斑纹很早就发现在射线照片上有时会出现一些特殊的斑纹影像，这些斑纹影像主要出现在轻合金（如铝合金）和不锈钢的铸件、焊件的射线照片上，特别当工件的厚度较小时更容易出现。研究证明，这些斑纹影像是铸件或焊件金属凝固组织的晶体结构对Ｘ射线的衍射形成的，因此称它们为衍射斑纹。20世纪60年代到70年代不断有文献报道射线照片出现的衍射斑纹，20世纪80年代日本学者又进行了射线照片出现的衍射斑纹的研究。射线底片上常出现的衍射斑纹主要有三类：线状衍射斑纹、羽毛状衍射斑纹、斑点状衍射斑纹。4.3.1线状衍射斑纹基本特征是在焊缝的中心线附近出现一条暗线，其影像类似于根部未焊透，但与根部未焊透的影像相比，这个影像不够清晰，也不够直。此外，其一侧常伴随有白线，或人字形斑纹。线状衍射斑纹也可呈现出其他形态特点如为一条白线、两条暗线等。这种衍射斑纹常出现在不锈钢和轻合金的焊缝射线底片上，应注意避免把它错误地判断为根部未焊透或裂纹。图33线状衍射斑纹

4.3.2羽毛状衍射斑纹不锈钢和轻合金焊缝和铸件的射线底片上常出现的另一种衍射斑纹，这种衍射斑纹也称为“人字形骨架”（或称为“八字形”）斑纹。羽毛状衍射斑纹的基本特征是，斑纹为从焊缝中心附近向焊缝母材方向（两侧或一侧）延伸的暗线条纹，总体形成羽毛状影像。由于它整体形态的特点，很容易与其他缺陷的影像相区别。图34羽毛状衍射斑纹

4.3.3斑点状衍射斑纹主要出现在轻合金铸件和不锈钢铸件的射线底片上，斑点的形状不规则，分布也无确定的规律，因此，可能与夹渣、疏松相混淆。但一般看，斑点影像的边缘比较模糊。在焊缝的射线底片上也可以看到斑点状衍射斑纹。

图35斑点状衍射斑纹如果怀疑底片上的影像可能是衍射斑纹，除了仔细分析外，可以采用：1）改变胶片与工件表面的距离；2）改变透照方向；3）改变透照电压。重新透照，观察底片上影像是否发生变化来进行判断。衍射斑纹的影像在改变透照参数后透照时，由于衍射条件发生改变，影像都将发生明显变化，而缺陷影像一般不会发生明显的形态改变。5.底片各种影像的评判分析及定性5.1底片上焊缝轮廓成像的分析

5.1.1按焊接方法分为：手工电弧焊、手工钨极氩弧焊、自动埋弧焊、自动钨极氩弧焊等。1）手工电弧焊：影像中明显可见焊条摆动时的运条波纹。表面成形不光滑。2）手工钨极氩弧焊：又称非熔化极氩弧焊，是采用光丝焊，焊丝摆动速度低于手工电弧焊，表面成形光滑，运条波纹明显少于电弧焊。3）自动埋弧焊（含自动钨氩弧焊）：影像成形规正、表面光滑，无手工电弧焊的运条波纹，但下坡焊有熔敷金属的铁水流线纹。如下图所示。图36焊接方式及焊接位置示意图5.1.2按焊接位置分为：板分为平焊、立焊、横焊和仰焊。管环缝可分为水平转动焊，水平固定焊和垂直固定焊。水平固定焊又称为全位置焊。1）平焊：手工平焊影像明显可见的均匀细称的焊条运行波纹，成形较规正，其波纹图形如同水的波纹一样。2）立焊：手工立焊影像明显可见鱼鳞状三角波纹，有时呈三角沟槽，成形成较规正。3）横焊：手工横焊影像明显可见焊道与焊道之间的沟槽，横焊时，焊条不上下摆动，故无运条的波纹。4）仰焊：手工仰焊，由于焊条摆动方式与平、立、横均不相同，其影像无平、立、横的运条波纹，如同许多个圆饼形纹组成的焊缝影像，黑度不均匀。5）水平转动焊：其影像明显可见平焊水波纹特征。6）水平固定焊：又称全位置焊，其影像既具有平焊特征，又有立焊和仰焊影像特征。表面成形不太规正。7）垂直固定焊：该焊缝全部为横焊，故其影像具有横焊影像特征。5.1.3按焊接型式分为：双面焊