金属板电焊无损探伤检测-超声波探伤检测

金属板常用到电阻点焊进行连接，并成为公认的最快最经济的焊接方式。点焊自身的优点使其成为汽车、航空、金属加工业等行业中最高效和最具有竞争力的焊接手段，尤其在汽车和航空工业。

点焊属于压力焊的一种，是在热与机械力作用下形成焊点的过程，热作用使焊件结合面母材金属熔化，机械力作用使焊接区产生必要的塑性变形，两者适当配合和共同作用是获得优质点焊接头的基本条件。点焊的焊接工艺使其具有如下优势无需填充材料、操作简便，成本低，速度快，生产效率高，易于在生产线上实现自动化等。在汽车行业，电阻点焊是最常用的焊接方式。电阻点焊用于金属板的焊接制作已经具有近几十年的历史。汽车或轨道车辆的车架和车身上金属板主要的焊接形式都是点焊，中等大小的客运车辆平均具有5 000个焊点。以美国制造的汽车为例，车身上的点焊数量大约为4 000～7 000，车身结构的可靠性和乘客安全很大程度上依赖于可靠的焊接质量。然而，由于电阻点焊焊接过程短暂而复杂，焊接过程中熔核的形成是看不见的，不可能通过视觉直接观察熔核来判断焊接质量。在这一短暂的过程中，电阻点焊的焊接质量受到诸多因素的影响，点焊是电、热、机械、化学和冶金学等多种现象相互作用的结果，其质量很大程度上依赖于焊接操作过程，与工件表面条件、电极尖端与工件表面的吻合情况、焊接电流大小、焊接时间、电极压力、电路阻抗、分流效应等参数都有关系。焊点或焊缝的应力状态、焊件的断裂韧度以及焊接处异常也是引起焊接处质量问题的重要因素。在焊接过程中，这些焊接参数的波动可能导致焊核直径不足、虚焊、过焊，焊核中存在焊接缺陷等问题。因此，对点焊接头进行监测和检测是非常必要的，也是一项非常有意义并使很多人受益的工程，但同时也是一项非常艰巨的任务。

点焊的质量检测手段

点焊无损检测中最重要的手段是超声波检测(UT, Ultrasonic Testing)。研究表明，UT结果与破坏性检测的结果具有很好的相关性。根据不同程度的检测要求，UT检测技术的检测过程可以进一步分为两个阶段：①检测与定位;②定征和缺陷的定量。超声波检测技术具有众多优点：①可检测表面以及内部特征或缺陷;②检测灵敏度高;③检测过程便捷和高效;④节约成本;⑤便于实现自动化等。主要的限制在于，基于A模式扫描信号的检测系统，对操作人员操作技能和经验要求比较高，需要具有一定的设备操作技能和信号分析能力；对于信号的识别和点焊焊接质量的分类与判别带有主观性。

点焊无损检测中另一重要的手段是在线焊接参数监测。近几年，人们开始使用在线焊接参数监测的方法无损地对点焊进行质量检测。在线监测的原理是这样的：点焊焊接过程中，伴随着熔核的形成会出现一些关联的现象和特征，通过监测焊接过程中出现的这些现象和特征，可以监测点焊质量。尽管在线监测和控制点焊质量的方法尚没有得到充分地验证，但是这种方法仍然可能是比较理想的、有前景的方法。

在线监测的参数或特征可以概括为两类：①电相关参数，如动态电阻、输入阻抗等；②与机械响应相关的参数，如焊接电极位移、电极压力、声发射等。

与利用在线焊接参数模糊分析的手段相比，UT和破坏性检测可以对点焊的焊接情况进行直接定量评估。点焊超声波检测系统现状传统的点焊超声波检测系统多采用高频聚焦超声换能器借助于特殊设计的探头结构采用脉冲反射法对点焊进行A扫描，检测时需要手持设备前端，放置于点焊正上方。近年来，点焊接头质量评价方面正逐步融入新的超声波检测技术。国内外学者通过分析超声波 C 扫描图像特征来检测点焊质量，如测量点焊熔核直径，这种技术采用的超声波系统较A扫描系统要复杂些，称为点焊超声波C扫描系统。