【《40钢板焊缝无损检测探究》12000字】

40钢板焊缝无损检测研究[摘要]无损检测是以不损害被检验对象的使用性能为前提，应用多种物理原理和化学现象，对各种工程材料、零部件和结构进行有效的检验和测试，借以评价它们的完整性、连续性、安全可靠性及某些物理性能【1】。而磁粉检测和渗透检测是无损检测中应用广泛，操作最简单的检测方法，属于无损检测常规方法。本实验根据要求，以磁粉检测对焊缝进行无损检测。首先选择已经标明缺陷的40钢标准工件，进行磁粉及渗透探伤检测，练习实验操作方法，对比熟悉实验现象，加深对检测方法的了解。[关键词]无损检测；40钢焊缝缺陷；磁粉探伤：渗透探伤目录第一章绪论 第一章绪论1.1前言无损检测技术起源于自然界存在的物理现象。随着无损检测技术的发展，至今已发明了许多检测方法。常用的无损检测方法有超声检测(UT)、磁粉检测(MT)、涡流检测(ECT)、射线照相检验（RT）和液体渗透检测(PT)五种。而磁粉检测是无损检测中应用广泛，操作最简单的检测方法，属于无损检测五大常规方法之一。当今科技的飞速发展，随着工业生产过程中对改进制造工艺，提高产品性能越来越重视，由于无损检测具有在不损坏检测对象的前提下进行检测和发现缺陷，检测过程简单效率高，可以降低工件返修率得以控制产品的质量，更能够节约原材料，最终达到提高劳动生产率的效果，因此在许多行业中应用越来越广。无损检测在质量控制中越来越承担着重要的作用。随着现代科学技术的不断更新和快速发展，对生产的产品做无损检测以控制产品质量成了必须的过程，无损检测技术也相应得到飞速发展。近年来工业无损检测技术在生产中的缺陷检测方面得到广泛应用，无损检测成为工业发展最重要的有效工具，可以在很大程度上体现一个国家的工业铸造技术水平，无损检测的重要性，已是国际公认的常识。我国改革开放以来，和国际间的贸易更加频繁，与国际标准联系日趋紧密，对产品的质量要求也在不断提高，从而为无损检测的发展提供了条件。焊接结构的材料和接头形式繁多，若焊接处存在几何形状不连续性、焊接变形和残余应力等,易形成各种裂纹缺陷,使焊接工件的焊接处成为事故的多发区,所以国内外对焊接结构裂纹缺陷的检测都给予了高度的重视。应用无损检测技术检测焊接结构的质量在现代工业生产中有着非常重要的意义【2】。1.2无损检测简介大多数物质都具有声、光、电和磁等物理特性，而无损检测正是利用这些特性来对物质进行检测，根据检测结果，分析物质内部是否存在缺陷或其他问题，并且对被检测的物质没有破坏性。为了准确、有效地检测出工件的表面或者近缺陷，其检测工艺的选择需要综合的考虑多方面的因素，从而恰当地选择，而且选择的每一种检测方法的工艺过程都要受到严格控制。1.2.1无损检测原理无损检测是指在不损害或不影响被检测对象使用性能,不伤害被检测对象内部组织的前提下，利用材料内部结构异常或缺陷存在引起的热、声、光、电、磁等反应的变化，以物理或化学方法为手段，借助现代化的技术和设备器材，对试件内部及表面的结构、性质、状态及缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化进行检查和测试的方法【3】。1.2.3焊缝的缺陷类型及无损检测方法选择在现代的工业制造领域中，焊接是一种被广泛应用于的基础工艺方法，而焊缝的质量直接决定了未来工件的使用周期。因此检测工作者最急切关心的问题是如何准确可靠的对焊缝进行检测和评价。在钢结构的焊接过程中，如果焊接方法不正确，将会导致钢结构出现缺陷。其中，最常见的六大缺陷有热裂纹、冷裂纹、层状撕裂、未熔合及未焊透、气孔和夹渣。第一，热裂纹。其基本特征是在焊缝的冷却过程中产生。其产生的主要原因是钢材或焊材中的硫、磷杂质与钢形成多种脆、硬的低熔点共晶物，在焊缝的冷却过程中，最后凝固的低熔点共晶物处于受拉状态，极易开裂。第二，冷裂纹。由焊接而产生的冷裂纹又称延迟裂纹，其所具有的主要特征为通常在200℃至室温范围内产生，有延迟特征，焊后几分钟至几天出现。其产生的主要原因与钢材的选择、结构的设计、焊接材料的储存与应用及焊接工艺有密切的关系。第三，层状撕裂。其主要特征表现为当焊接温度冷却到400℃以下时，在一些板材厚度比较大，杂质含量较高，特别是硫含量较高，且具有较强沿板材轧制平行方向偏析的低合金高强钢，当其在焊接过程中受到垂直于厚度方向的作用力时，会产生沿轧制方向呈阶梯状的裂纹。第四，未熔合及未焊透。两者产生原因基本相同，主要是工艺参数、措施及坡口尺寸不当，坡口及焊道表面不够清洁或有氧化皮及焊渣等杂物，焊工技术较差等。第五，气孔。按其产生形式可分为两类，既析出型气孔和反应型气孔。析出型气孔主要为氢气孔和氮气孔，反应型气孔在钢材即非有色金属的焊接中则以CO气孔为主。析出型气孔的主要特征是多为表面气孔，而氢气孔与氮气孔的主要区别在于氢气孔以单一气孔为主，而氮气孔则多为密集型气孔。焊缝中气孔产生的主要原因与焊材的选择，保存与使用，焊接工艺参数的选择，坡口母材的清洁程度及熔池的保护程度等有关系。第六，夹渣。非金属夹杂物的种类、形态和分布主要与焊接方法、焊条和焊剂及焊缝金属的化学成分有关。目前针对于焊缝检测，为了判定焊接结构或焊件在成型后能否满足使用要求,而又不进行大面积破坏性实验的情况下,无损检测的技术在目前国内外钢焊缝检测领域应用广泛。主要用到的无损检测方法有射线探伤，超声波探伤，磁粉探伤，渗透探伤和全息探伤。在对焊缝的常规检测方法中，磁粉检测凭借具有高灵敏度、检验速度快、成本低、工艺简单等诸多优点，在检测焊缝方面起着重要的作用[1]。渗透检测所需设备简单、成本低[1]，同时不受工件形状和尺寸大小的限制，渗透探伤结果直观可见，能检测出多种缺陷[3]。目前磁粉检测和渗透检测是广泛应用于焊缝缺陷探伤的两种典型无损检测方法。1.2.4磁粉检测技术发展简史20世纪50年代，部分大型国有企业设立无损检测部门，新中国磁粉检测和渗透检测工作开始起步。20世纪60年代，在仿制的基础上，研制出大型交流磁粉探伤机。设备与器材研制工作初露端倪。1978年，中国机械工程学会无损检测分会磁粉、渗透检测专业委员会成立，并首次召开全国性技术交流会。1982年，国内首次开办磁粉、渗透检测专业Ⅱ级人员培训班，结束了检测人员无证操作的历史。20世纪80年代，随着改革开放的深入开展，通过引进吸收和再创新，我国的磁粉、渗透检测技术获得快速发展，迅速缩短了与先进国家间的差距。20世纪90年代，标准化工作取得重要进展，磁粉、渗透检测技术标准化体系基本形成。2000年以来，随着数字化技术的发展，磁粉、渗透检测技术开始进入半自动/自动化和图像化时代。1.2.5渗透检测技术发展简史1949年新中国成立后，工业领域应用的渗透检测是以煤油+滑油或机油+煤油为渗透剂，进行相应的产品检测。1960年开始采用荧光黄作染料的荧光渗透检测。1964年开始使用着色渗透剂进行相应的检测。1970年以后开始使用自乳化型和后乳化型荧光渗透液，国产荧光染料YJP-15出现。之后不断完善渗透检测测试方法，现在已经逐渐实现检测智能化，生产出大型自动化无损检测系统，并且不断有新无损检测技术和适应新领域的检测设备投入应用。1.3本课题的目的和意义磁粉检测和渗透检测是无损检测中应用广泛，操作相对简单的检测方法，属于无损检测五大常规方法。都具有操作方便、工具简单、易于观察等优点。但是只能检测表面和近表面缺陷，难以检测多孔工件且重复性较差等缺点，但磁粉和渗透探伤有各自的优缺点，将使用两种检测方法分别进行检测，对实验结果综合分析，相互补充。本次实验通过磁粉检测和渗透检测实验来检测40钢板工件的焊接缺陷，通过主动实践实验过程，对大学所学专业知识加以实践应用，提高自己的独立思考能力和实践动手能力，做到理论与实践相结合，全面提高自己的综合能力。还可以通过实验进一步了解磁粉检测的相关知识，使自己的知识更加全面，更加深刻，融会贯通，从根本上提高解决问题的能力。

第二章磁粉与渗透检测2.1磁粉检测简介磁粉检测是指当被磁化的铁磁性材料表面或近表面存在缺陷或组织状态的变化，从而在材料表面空间形成漏磁场，主要用于探测铁磁性材料表面或近表面的缺陷。如图2-1所示，将磁粉施加在此表面上，漏磁场吸附磁粉形成磁痕，从而显示出缺陷的存在及其形状。磁粉检测(MagneticParticleTesting,缩写符号为MT），又称磁粉检验或磁粉探伤，属于无损检测五大常规方法之一。图2-1经磁化的铁磁性材料缺陷处漏磁场的形成2.1.1磁粉检测原理磁粉检测的基础是缺陷处漏磁场与磁粉的磁相互作用。铁磁性材料或工件被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面或近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合适光照下目视可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、形状和大小和严重程度。2.1.2检测适用范围(1)成品、半成品、未加工的原材料（如钢坯）及在役与使用过的工件都可用磁粉检测技术进行检查。(2)板材、型材、管材、棒材和锻钢件、铸钢件及焊接件都可应用磁粉检测技术来检测缺陷。(3)被检测的表面和近表面的尺寸很小，间隙极窄的铁磁性材料，可检测出长0.1mm、宽为微米级的裂纹和目测难以发现的缺陷。(4)可用于检测马氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢材料，但不适用于检测奥氏体不锈钢和用奥氏体不锈钢焊条焊接的焊缝，也不适用于检测铜、铝、镁、钛合金等非磁性材料。（5）可用于检测工件近表面和表面的裂纹、折叠、冷隔、疏松、白点、发纹、气孔和夹渣等缺陷，但不适于检测工件表面浅而宽的划伤、针孔状缺陷、埋藏较深的内部缺陷和延伸方向与磁力线方向夹角小于20°的缺陷。2.1.3磁粉检测的分类按检测方法分，有连续法（附加磁场法）和剩磁法；按磁化电流性质分，有交流磁化法和直流磁化法；按磁化磁场的方向分，有周向磁化和纵向磁化；按显示介质的状态和性质分，有干粉法、湿粉法和荧光磁粉法；按磁化方法分，有直接通电法、局部磁化支杆法、芯杆法、线圈法、磁扼法、复合磁化法和旋转磁场法等。（1）连续法和剩磁法连续法连续法又称附件磁场法或现磁法，是在外加磁场作用下，将磁粉或磁悬液施加到工件上进行磁粉探伤。对工件的观察和评价可在外磁场作用下进行，也可在中断磁场后进行。剩磁法剩磁法是先将工件进行磁化，然后在工件上浇浸悬液，待磁粉聚集后在进行观察。这是利用材料剩余磁性进行检测的方法，故称为剩磁法。

（2）湿法和干法磁粉悬浮在油、水或其他液体介质中使用称为湿法，它是在检测过程中，将磁悬液均匀分布在工件表面上，利用载液的流动和漏磁场对磁粉的吸引，显示出缺陷的形状和大小。湿法检测中，由于磁悬液的分散作用及悬浮性能，可采用的磁粉颗粒较小。因此，它具有较高的检测灵敏度。特别适用于检测表面微小缺陷，例如疲劳裂纹、磨削裂纹等。湿法经常与固定式设备配合使用，也与移动和便携式设备并用。用于湿法的磁悬液可以循环使用。干法有称干粉法，在一些特殊场合下，不能采用湿法进行检测时，而采用特制的干磁粉按程序直接施加在磁化的工件上，工件的缺陷处即显示出磁痕。干法检测多用于大型铸，锻件毛坯及大型结构件、焊接件的局部区域检查，通常与便携式设备配合使用。（3）磁轭法、交叉磁轭法、触头法和线圈法交叉磁轭法在工件表面产生旋转磁场，可以一次检测多个方向的缺陷，便于操作，检测效率高，是最常用的检测方法。但其仪器体积较大，且只能用于连续法检测，一般需要其他检测方法的补充。磁轭法检测只能发现相对磁场方向的横向缺陷，但若两次磁化方向90°，则大约可以发现各个方向的缺陷。磁轭法虽然设备简单，且能检测带漆层。但检测效率低，容易漏检，只是一种辅助检测方法。触头法又称支杆法，通过直接通电形成磁场。如图2-2这种方法装置便携，对于大型构件现场检测较容易，而且对于表面下缺陷，这种方法灵敏度相比其他方法较好，不过这种方法所产生的磁场仅适用支杆触头之间的部分及支杆触头附近，所以要求检测部分作为整个的检测，而且因为两个触头之间出现的外部场的干扰对于观测有一定的影响，所以会限制所使用电流的强度，还有必须小心防止烧伤触头下的试件。 图2-2支杆触头法示意图适合用线圈法检测圆管焊缝，是将试件放在通有电流的螺管线圈进行磁化的方法，如图2-3对于大型试件不能放入固定的螺线圈，可以在试件外面缠绕电缆，电流从电缆中通过从而磁化试件，称为绕线法。 图2-3线圈法磁化示意图（a）螺管线圈法磁化（b）绕线法纵向磁化（c）绕线法周向磁化2.2渗透检测简介渗透检测,也称为渗透探伤（PenetrantTesting,缩写符号为PT）,是一种基于毛细管作用的原理的无损检测方法。渗透检测主要是通过识别染色燃料或其他燃料,然后展示了钢结构的缺陷。这种技术不仅可以测试钢结构的焊接结构,而且还可以检测有色金属。渗透检测技术不会对于人体的结构造成巨大的伤害,成本低,操作简单。2.2.1渗透检测原理渗透检测是无损检测基本方法之一，主要应用渗透剂和显像剂两种试剂，渗透剂以毛细现象为基础，在毛细作用下渗透剂渗入工件表面缺陷中，去除表面多余的渗透剂之后，施加显像剂，缺陷中残留的渗透液又在毛细作用下回渗到工件表面，从而显示出表面缺陷的分布状态和形态外貌。毛细作用是指浸润液体在细管里升高和不浸润液体在细管里降低的现象，是液体表面对固体表面的吸引力，究其根本原因，在于曲面内外压强差和液体表面张力的作用。一般情况下，渗透检测分析时使用光的波长范围为450--750nm，本次实验使用太阳光作为光源，若选择紫外光，其波长范围一般选择330--390nm，这是使用着色渗透检测时所使用的光源；若选择荧光渗透检测时，一般选择荧光波长为510~550的黄绿色荧光。2.2.2检测适用范围适用于检查金属和非金属零件或材料表面开口缺陷，例如：裂纹、疏松、气孔、夹渣、冷隔、折叠和氧化斑疤等。不适用表面是吸收性的零件或材料，例如：粉末冶金零件；外来因素造成的开口被堵塞的缺陷，例如零件经喷丸处理或喷砂，则可能堵塞表面缺陷的开口。2.2.3渗透检测的分类目前，渗透检测分为荧光法、着色法以及荧光着色法[2]，其他的渗透检测方法都是在此基础上的延伸发展。荧光法是因渗透剂中含有荧光物质，然后在毛细作用下发生渗透，后在显像剂作用下经紫外线的照射激发荧光剂，使缺陷显像。而着色法是在同样的原理下在白光或日光下显色。荧光着色法兼备荧光和着色两种方法的特点，既能在紫外线下显像也可以在白光或日光下显像。三种方法都遵循渗透、去除、显像、观察、后清洗和防护等操作步骤。第三章40钢板焊缝检测实验3.1磁粉检测的实验3.1.1磁粉实验仪器和工具（1）磁粉探伤仪、探头；（如图3-1,3-2所示）（2）反差增强剂，磁膏（如图3-3,3-5所示）；（3）砂纸、放大镜、擦布；（4）被测焊接件。图3-1实验室磁粉探伤仪图3-2实验室磁粉探伤探头图3-3实验室磁粉探伤试剂图3-4实验室磁粉探伤试片图3-5实验室磁粉探伤磁膏3.1.2磁粉检测实验流程（1）工件表面预处理，用砂纸清除掉工件表面的防锈漆，使待检工件表面平整光滑，以使探头能和工件表面接触良好；（2）准备好磁粉悬浮液：磁膏充分溶化于适量水中，并且搅拌均匀，形成磁性溶液，装入喷撒壶待用；（普通磁粉：20-30g/升油或水；荧光磁粉：3-5g/升油或水）接通仪器电源开关，已接通电网则红色指示灯亮；（如图3-7所示）（4）估算工作电流，将工作选择开关SA2置于“充磁”位置，并使“电流调节”电位器处于合适位置；(电流的选择：使用连续法时，I=（10-12）D，使用剩磁法时，I=（20-30）D，I为对工件磁化应选择的电流，安培；D为工件的直径，非圆形面按周长/3.14，单位为毫米)图3-6触头法磁化的有效磁化区（阴影部分）图3-7磁粉检测仪接入电源图3-8利用探头探伤（5）连续法探伤：将探头和工件表面接触好（应保证触头与工件紧密结合，以防止打火烧伤工件，触头接触面打火后会产生氧化层，引起再次打火，应用砂皮去除氧化层后再使用），并将磁粉悬浮液向两磁头间喷洒少许，按下冲磁按钮，充磁指示灯亮，表示工件正在磁化，应当磁悬浮液在工件表面正在流动时，对工件充磁。剩磁法探伤：对工件先充磁再施加悬浮液。每次充磁时间应掌握在1-2秒，对于同一种工件可多次短时间充磁。每次充磁时间不应大于3秒，更不允许长时间对工件连续大电流通电。（如图3-8所示）（6）注意调整通电时间，仔细观察下缺陷位置、形状；沿工件表面拖动探头，重复上述方法，进行一段距离后，用放大镜在已检工件表面仔细检查，寻找是否有磁痕堆积，从而评判缺陷是否存在；（7）填写磁粉探伤实验报告，初步评估缺陷性质尺寸，分析实验结果。（8）若需对工件退磁，将SA2调节在“退磁”位置，接工作按钮，电缆内即有逐渐衰减的退磁电流输出。退磁时间小于6秒。3.1.3磁粉检测实验注意事项焊接裂纹可能在焊接过程中产生，也可能在焊后一段时间产生。因此一般情况下要求在焊接完成24h后才进行无损检测。（1）工件表面必须清除干净，务必保证工件无毛刺、无锈斑、光滑平整；（2）磁痕检查必须仔细，防止错判、漏判或误判；（3）磁膏溶解充分。磁粉检测有三个必须的步骤：（1）被检验的工件必须得到磁化；（2）必须在磁化的工件上施加合适的磁粉：（3）对任何磁粉的堆积必须加以观察和解释。在实际工作中，会经常出现一些常见问题，例如磁悬度偏高、偏低，导致漏检、误判，被检面光照度不足，导致已检出的缺陷磁痕观察不到，造成漏检。这些问题易造成检测结果不可靠、效率低、加大成本和增加检测劳动强度等不利影响。在检测时要按照磁粉检测质量控制的要求认真的进行操作，就可以避免或减少一些常见问题的发生。在环境较暗地方进行磁粉检测时，对被检测部位施加反差剂可以增强背景与磁痕的对比度，提高检测灵敏度。3.1.4磁粉检测的实验结果分析在实验室标准工件进行磁粉检测，进一步熟悉磁粉检测的流程和注意事项，观察检测现象。磁粉检测实践实验时主要是焊缝的裂纹缺陷筛选，裂纹缺陷筛选是根据缺陷的形态特征，观察工件表面，裂纹缺陷具有形状如下特点：在局部范围内亮度较高，即灰度值较大；呈细条状，长宽比较大；一般不会表现为直线状，会一定的弯曲度；平滑性较好，具有自然的连续性.焊缝磁粉检测的主要目的是检查焊缝及热影响区有无裂纹、未熔合、未焊透和夹渣。裂纹的磁痕一般呈现的很清晰，较浓密，有的呈直线状，有的则呈弯曲状，有的呈树枝状，而焊接弧口裂纹多呈放射状，对在用钢结构来说，很有可能有在制造过程中出现焊接裂纹和热处理裂纹，同时也会在使用过程中产生的应力腐蚀裂纹、疲劳裂纹和脆性裂纹等。未熔合是一种仅次于裂纹的危险性缺陷，未焊透也是一种比较危险的缺陷，它们的磁痕一般较宽、较浅，且比较圆顺。夹渣常以条状或点状出现。点状夹渣存在于焊缝金属中，位置不固定；条状夹渣和间断夹渣在焊缝的层间或熔合线上。此种缺陷往往与未熔合同时存在，其磁痕是点状或条状。3.2渗透检测的实验3.2.1渗透实验仪器和工具（1）清洗剂；（如图3-9所示）（2）渗透剂；（如图3-10所示）（3）显像剂；（如图3-11所示）（4）被测焊接件。图3-9喷灌式清洗剂图3-10喷灌式渗透剂图3-11喷灌式显像剂3.2.2渗透检测实验过程（1）预处理：预处理是进行渗透检测分析的重点工序，必须彻底清除妨碍渗透剂渗入缺陷的铁锈、油脂、氧化皮及其他杂质，要把焊缝缺陷检测清理至焊缝两侧的各25mm的范围，清洗前还要了解被检测焊缝的焊接工艺和检测的工艺环境，以及预测可能出现的缺陷性质和大小，清理主要是用砂纸打磨焊缝的两侧，同时进行酸洗和碱洗，酸洗主要能够有效地去除被检工件表面上的氧化物、锈蚀物、涂料及锈等；碱洗主要作用是降低表面和界面张力，对工件表面的污物起到悬浮和乳化作用，酸碱的浸蚀也可使一些闭塞的焊缝缺陷重新打开。酸洗和碱洗时，还需要考虑酸、碱对实验工件可能有有强烈的侵蚀作用，所以在使用时对溶液的浓度、清洗的时间都要严格控制。本次实验工件如下图3-12图3-12预处理（2）渗透：预处理完成之后，需要等待被检工件干燥后，才能进行施加渗透剂，这里主要在于尽量控制环境温度在10~50℃范围内，渗透剂主要以喷洒方式喷洒于受检表面，喷洒前需要摇匀渗透剂，喷洒时距离被检工件表面要保持约150mm左右，必须保证湿润时间在10min以上，同时保证检测部位完全湿润覆盖，渗透过程中还要注意渗透剂的流失、风干，以及无法回渗，尽量避免缺陷检漏。本次渗透过程如下图3-13图3-13渗透过程（3）清洗本次实验使用的是溶剂清洗型渗透剂，清洗时为了保证被检工件表面渗透剂清洗彻底，没有残余的渗透剂影响下一步的显像效果，又不能清洗过度，一般采取的方法是用吸湿性较好的并且不脱毛的干净的布把焊缝上多余的明显的渗透剂去除，之后再用蘸有清洗剂的布进行擦拭，擦拭过程中要按照同一个方向擦拭，不可胡乱擦拭，还需要注意的一点是必须把清洗剂喷洒在干净的布上，不可直接喷洒在工件焊缝表面，以免对渗透剂造成稀释，影响检测结果，造成焊缝缺陷检漏。清洗过程如下图3-14图3-14清洗过程（4）显像清洗完工件之后，等待工件被检表面干燥，显像剂喷洒前与渗透剂一样，需要充分摇匀，使得显像剂在罐内均匀悬浮，喷洒时喷嘴距离被检工件表面大约300~400mm，喷嘴与被检工件表面的夹角保持30°~40°。为避免失误，可在其他工件表面试喷，再过度到被检工件表面，喷涂得显像剂不能过厚，只需要把表面覆盖即可，以免喷涂过厚使得回渗的渗透剂无法显现出来，造成缺陷漏检，显像时间大约需要7min以上。本实验显像过程如下图3-15图3-15显像过程（5）观察观察被检工件表面缺陷一般在显像剂施加后7min~60min之内进行，但要注意一下如气泡夹渣类的焊缝缺陷，需要在施加显像剂后2min~3min之后就能观察出来，此时要注意一下缺陷的变化情况，可借助5~10倍的放大镜辅助观察，可见光亮度≥1000lx，可用照明灯光源进行补充照明，同时用记号笔标记处缺陷并用钢尺测量其长度大小。（6）后清洗实验完成后，需再次进行清洗被检工件，使用湿抹布清除工件表面的渗透剂、显像剂等，并使其干燥，同时若对实验结果有异议，或者实验过程中存在操作失误、处理不当等可以对实验进行再次实验，即复实验。（7）评定实验结束后整理实验结果，再根据得到的实验结果确定缺陷的尺寸与性质，对比JB/T6062进行等级评定并记录。第四章40钢板焊缝检测结果分析4.1磁粉检测结果分析4.1.1对40钢板焊件进行磁粉检测结果分析首先对其他几块对照焊接钢板进行磁粉检测，检测结果如下图所示：图4-1为表面裂纹，图4-2为气孔，图4-3为未焊透，图4-4为未熔合。图4-1磁粉检测表面裂纹图4-2磁粉检测气孔图4-3磁粉检测未焊透图4-4磁粉检测未熔合4.1.2对40钢板焊件进行磁粉检测裂纹判定经放大镜放大观察，可以比较清楚看到缺陷。图4-5所示缺陷在焊缝边缘位置呈椭圆状，应为未熔合缺陷。图4-6所示缺陷在焊缝中呈点状分布，应为夹渣缺陷。图4-5未熔合缺陷图4-6夹渣针对本实验中40钢板焊缝进行磁粉检测，图4-7所示缺陷呈星状，应为热裂纹缺陷 图4-7热裂纹缺陷4.2渗透检测结果的分析4.2.1对40钢板焊件进行渗透检测结果分析渗透检测结果如图4-8图4-8弧坑渗透探伤Figure3-1Cratercrackdetection本实验测得焊缝表面存在弧坑裂纹，长度为10mm，根据焊接接头的质量分级评定得出焊缝表面存在的为线性缺陷，其质量等级为Ⅳ级。4.2.2对40钢板焊件进行渗透检测裂纹判定焊接裂缝按其产生的时间和温度的不同，可以分为冷裂纹和热裂纹[5]。热烈纹一般产生在焊缝金属凝固末期，焊缝产生的原因是焊缝金属在凝固过程中，低熔点的杂质呈液态被排挤并富集在金属内部晶界上，形成所谓的“液态薄膜”。随后的结晶过程中，在特定的敏感温度区，强度较小，由于收缩使其受拉力，当拉伸变形超过了晶界之间层间的变形能力，又得不到新的液相补充时，便可在此薄弱带开裂形成晶间裂纹。渗透检测时，热烈纹一般显示为略带曲折的波浪状或锯齿状红色细条纹。火口热烈纹呈星状，较深的火口裂纹有时因渗透剂回渗较多使显示扩展而成圆形，但如果用沾有清洗剂的湿布擦去显示剂后，裂纹的特征便可非常清晰的观察出来。冷裂纹一般是在相变温度以下的冷却过程中和冷却以后出现的裂纹。多是由于应力太大或强行组对焊接后，导致焊缝中含氢太多而产生的。此类裂纹多出现在有淬硬倾向的高强钢中。一般情况都产生在焊缝热影响区，有时也会出现在焊缝金属中，这种情况比较少见。冷裂纹的主要特征是穿晶开裂。渗透检测时，冷裂纹一般表现为直线状红色细条纹，中部稍宽，两端尖细，颜色逐渐减淡，最后消失。本实验检测到的焊缝弧坑裂纹为热裂纹。4.3磁粉检测与渗透检测的优缺点渗透检测主要是操作简便，携带方便，不需要大型设备，同时对于出了疏松多孔性材料之外的大多数材料中存在的各种形状的表面缺陷，比如点状或线状缺陷均能检测出较准确的结果[7]。对裂缝、气孔等非连续性焊缝而言也是一种高灵敏度的检测方法，形状复杂的部件也可以用渗透检测，并且一次操作可以大致做出全面检测；其局限性是对被检工件表面的光洁度需求较大，务必保证焊缝缺陷开口，检测时工序较多，速度较慢，其灵敏度比磁粉检测低，使用的渗透剂大部分是易燃且有毒，操作时务必保证安全。磁粉检测操作也比较简便，结果比较准确，成本较低，应用十分广泛，主要用于检测铁磁性材料表面或者近表面尺寸较小，间隙极窄，目视难以看出的缺陷。其灵敏度极高，能检测出极为细小的缺陷，其局限性在于只适用于铁磁性材料，灵敏度与磁化方向和缺陷方向有很大的关系，检测后部分工件需要退磁。检测时还需要注意磁化时易产生打火烧伤。4.4结论综上所述，本次渗透检测实验显示出被检工件表面存在较为多的焊缝缺陷，诸如裂纹、气孔等在工件表面都有显示，在与磁粉检测实验结果的对比中，了解到渗透检测的优点和局限，它的应用方便；易学；廉价使得渗透检测方法开始普遍应用，但是渗透检测过程中需要的部分渗透剂含有有毒物质且含有易燃物质，在操作时必须要做好防护措施，同时需要知道渗透检测虽然操作简单，但是其实际操作每一步都需要认真完成，其渗透检测剂的性能、被检工件的表面状况、检测环境、渗透剂的清洗状况、显像剂的喷涂情况等等，都会影响到渗透检测结果以及对其检测的灵敏度。焊缝的渗透检测基本上都是由检测人员的手动操作完成，所以人为因素也影响很大。因此渗透检测虽然简单便捷，但要使检测结果有较高的准确性，必须要控制每一个步骤的准确性。

对比磁粉检测与渗透检的优点与局限性

磁粉探伤与渗透探伤都是无损检测材料表面裂纹缺陷的方法。

磁粉检测适用范围：

1.

适用于检测铁磁性材料表面和近表面尺寸很小、间隙极窄（如长0.1mm、宽为微米级的裂纹）、目视难以看出的缺陷。

2.

适用于检测工件表面和近表面的裂纹、白点、发纹、折叠、疏松、冷隔气孔和夹杂等缺陷，但不适用于检测工件表面浅而宽的划伤、针孔状缺陷、埋藏较深的内部缺陷和延伸方向与磁感应线方向夹角小于20°的缺陷。

3.

适用于检测未加工的原材料和加工的半成品、成品件和使用过的工件及特种设备。

4.

适用于检测板材、型材、管材、棒材、焊接件、铸钢件及锻钢件。

磁粉检测的局限性：