焊缝超声检测缺陷类型的模糊C均值聚类识别

提出了一种采用模糊C均值聚类的方法来识别焊缝超声检测缺陷类型的方法.以夹渣、气孔、未焊透、未熔合4种焊缝常见缺陷为对象,对25个实际焊缝样本进行识别计算,并与射线检测结果进行比对.结果表明:该方法正确识别率达88%,具有较好的识别效果.     

大长度大功率S304不锈钢护套矿物绝缘加热电缆缺陷分析

某石油勘探公司在对大长度大功率S304不锈钢护套矿物绝缘加热电缆试运行后,发现加热电缆无法在大功率高温度条件下长期作业,检查发现加热电缆不锈钢外护套表面存在线状缺陷。通过对电缆不锈钢外护套的宏观形貌、化学成分、微观组织和力学性能进行分析,确定了缺陷的性质及产生原因。结果表明:由于焊接和热处理工艺操作不当,使不锈钢外护套产生了多种缺陷,临近焊缝钢管咬边,壁厚出现减薄,钢管未焊透,焊缝根部区域存在裂纹;另制作外护套的不锈钢带存在严重敏化现象,并且有过量的冷加工变形。     

钛合金扩散焊微小缺陷弱磁检测试验研究

针对60 mm厚钛合金扩散焊中未焊合和紧贴型微小缺陷,提出一种新的钛合金扩散焊弱磁检测方法。利用基于弱磁原理的固相焊缝检测系统采集试件表面弱磁信号,分析扩散焊不同缺陷的磁信号特征。结果表明:弱磁方法可检测出埋深60 mm,厚度0.02 mm未焊合缺陷和直径0.01 mm紧贴型缺陷,可根据表面磁感应强度和磁感应强度梯度信号判断缺陷位置。磁异常幅值、磁异常宽度和基于拉依达准则的磁梯度阈值可作为识别缺陷类型的磁信号特征量,可有效判别出钛合金扩散焊中的未焊合和紧贴型微小缺陷。弱磁检测技术在大厚度钛合金扩散焊微小缺陷的无损评估中具有可行性。     

搅拌摩擦焊焊缝未焊透缺陷的超声相控阵检测

采用A扫加S扫的超声相控阵检测模式对铝合金搅拌摩擦焊焊缝未焊透缺陷进行检测,研究了检测方向和未焊透长度对检测信号的影响,分析了不同未焊透长度超声相控阵检测图像的灰度共生矩阵纹理特性。结果表明,在返回边进行超声相控阵扫查其检测效果更佳;对于长度大于超声检测灵敏度的搅拌摩擦焊未焊透缺陷,随未焊透长度的增加,检测信号幅值相应增加;灰度共生矩阵的二阶矩参数可用来识别是否为未焊透缺陷,而对比度和相关性参数可有效判断未焊透缺陷长度。     

焊缝两种典型缺陷的磁记忆特征对比

为了将金属磁记忆检测技术应用于焊缝不同典型缺陷的定性和定量评价上,对Q235钢未焊透和固体夹渣两种缺陷进行实验研究,通过比较0、150和230 kN不同载荷级别下的磁记忆信号检测结果,提取了焊缝未焊透和夹渣两种缺陷的不同磁记忆信号特征,结果表明,未焊透的磁记忆特征信号波宽D的变化更为突出,而固体夹渣的磁记忆特征信号梯度...     

基于ACFM焊缝体积型和簇群型缺陷检测仿真分析

交流电磁场检测技术(ACFM)对焊缝体积型缺陷和复杂缺陷检测识别需要完善和改进.本文利用ANSYS Maxwell建立了的电磁场仿真模型,采用有限元分析方法研究了长方体缺陷、椭圆形缺陷和圆柱体缺陷这3种不同的体积型缺陷形状对ACFM信号特征的影响,以及不同缺陷簇群的密集程度对检测结果的影响.通过对提取的Bx,Bz特征信号的影响进行分析与探讨,获得了缺陷形状及分布数量对信号曲线的影响规律,可以识别缺陷形状.缺陷簇群的密集分布会影响ACFM检测的准确度,识别不到缺陷的定量尺寸.     

水利工程中金属焊缝缺陷的超声检测方法比较研究

为研究基于超声的无损探伤方法在水利工程金属结构焊缝缺陷识别中的应用,利用常规超声检测技术、超声相控阵技术、衍射时差法(Time of Flight Diffraction, TOFD)超声检测技术对水利工程金属结构焊接试块缺陷进行识别,分析了各种缺陷在超声无损探伤技术中的特征显示。研究结果表明:常规超声检测技术、TOFD检测技术均能对各种缺陷实现信号显示,超声相控阵检测技术对气孔和横向裂纹的显示不够明显,但对其它缺陷的检出效果较为明显;常规超声检测技术对操作人员的要求较高,对缺陷的定性困难,精度不高;TOFD检测结果中气孔和横向裂纹的显示呈现出一种特殊的弧形,有一定高度的内部裂纹和未熔合的信号由上下尖端衍射波组成,根部未焊透上下尖端信号不够明显;相控阵检测结果直观,可以较精确地测量缺陷的埋藏深度、自身高度、长度等,但在扫查点状缺陷或者与超声声束平行的裂纹缺陷时,检出率极低。     

ACFM电磁无损检测技术在汽车罐车定期检验中的应用

汽车罐车定期检验是移动式压力容器安全管理工作中的重要部分,对提高汽车罐车使用寿命和安全性具有重要作用。现行方法检验结果置信度较低且漏检率较高,无法达到预期检验效果。本文针对现行方法存在的不足和缺陷,提出在汽车罐车定期检验中应用ACFM电磁无损检测技术。通过对汽车罐车ACFM电磁进行无损扫描,采集罐车表面ACFM电磁信号,采用中值滤波技术对ACFM电磁信号进行滤波处理。根据麦克斯韦理论分析ACFM电磁信号,识别、检测汽车罐车表面缺陷长度与深度。试验证明,本文方法检验结果置信度超过96%,漏检率低于1%,ACFM电磁无损检测技术在汽车罐车定期检验方面具有良好的应用前景。     

钨粉还原炉Cr30Ni20合金高温炉管焊缝失效研究

对钨粉还原炉Cr30Ni20合金高温炉管焊缝的失效行为进行了分析,发现焊缝外表面母材咬边严重,焊缝内表面焊根未打磨,存在未焊透、未熔合缺陷。通过渗透探伤(Penetrant testing, PT)检查,发现焊缝存在渣孔和裂纹等缺陷;通过X射线检查,发现焊缝内部存在多处夹渣等缺陷。同时,通过PT检测也发现高温炉管本身存在较多的夹杂和微裂纹。微观组织分析表明,母材及焊缝熔合区中夹杂物含量较高,导致焊缝的力学性能下降。焊缝母材与熔合区的微观组织差异较大,焊缝的抗拉强度和塑性明显低于母材。通过提高高温炉管的冶金质量,采用合适的焊接方法和焊接工艺才能使得高温炉管母材和焊缝质量都得到保证,满足使用性能的需求。     

旋转速度与焊接速度对铝铜异种材料搅拌摩擦焊接头成形的影响

目的为了获得较好的铝铜异种材料搅拌摩擦焊焊缝,研究旋转速度与焊接速度对焊缝成形的影响规律。方法采用对接的方式对4mm厚的纯铝和紫铜进行搅拌摩擦焊,对比了不同旋转速度和焊接速度对铝铜异种金属焊缝表面的影响,并对焊缝内部成形变化进行了分析。结果旋转速度和焊接速度对焊缝的成形影响较大,当旋转速度为1200 r/min,焊接速度为10 mm/min时,焊缝表面成形美观,焊缝表面相对较为光滑,焊缝内部存在相互交叠的片层结构和漩涡状结构,焊缝内部未见明显缺陷;与旋转速度1200 r/min,焊接速度10mm/min相比,在焊接旋转速度减小或者焊接速度变大时,由于焊接热输入减小,造成焊缝表面出现沟槽、孔洞等焊接缺陷,同时搅拌针的旋转搅拌作用影响焊缝成形和焊缝内部缺陷的产生。结论选择合适的旋转速度和焊接速度能够获得宏观成形较好和内部缺陷较少的焊缝。     

7050高强铝合金搅拌摩擦焊典型宏观缺陷试验研究

目的 研究7050铝合金搅拌摩擦焊接头中隧道缺陷及未焊透缺陷的行程规律及其对接头性能的影响。方法 采用预制间隙、改变搅拌针长度等方法获得了搅拌摩擦焊隧道缺陷及未焊透缺陷,通过金相分析、力学性能测试对缺陷及接头性能进行了分析。结果 相比隧道缺陷,根部未焊透缺陷对接头性能的影响更大,压入量对隧道、未焊透缺陷有重要影响,板厚5 mm,搅拌针长度小于4.8 mm时,未焊透缺陷对接头性能将产生显著影响。结论 应严格控制搅拌针长度及压入量,避免根部未焊透缺陷对接头性能的影响。     

轨道车辆焊缝缺陷远场涡流检测系统设计及试验研究

轨道车辆工作环境恶劣,车体焊缝区域易出现缺陷,对车体焊缝开展无损检测工作,可有效保障行车安全.该文设计并研制轨道车辆焊缝缺陷远场涡流检测系统,该系统包括激励模块、信号调理模块、信号采集模块组成的硬件电路和基于LabVIEW编制的上位机软件;基于该系统开展轨道车辆铝合金焊缝、不锈钢焊缝远场涡流检测试验研究,研究结果表明:...     

基于改进DRLSE模型的焊接缺陷特征提取方法

目的 针对目前大多数焊接缺陷自动特征提取方法存在的准确度较低的问题,研究满足准确度要求的X射线图像中焊接缺陷特征提取方法。方法 对图像进行增强去噪预处理后,在初步确定焊缝区域的基础上,根据焊缝图像列灰度值曲线梯度特性,设计基于灰度值梯度的焊缝边界精确提取算法;以提取得到的焊缝精确边界为初始轮廓,提出基于改进DRLSE模型的焊接缺陷特征提取方法。结果 基于改进DRLSE模型的焊接缺陷特征提取方法能够有效地提取气孔、夹渣、未熔合和未焊透等缺陷特征,准确率达到94.6%。结论 所提方法克服了原始焊缝X射线图像质量较差、背景复杂的问题,能够精确提取焊缝区域边界,并准确地对各种焊接缺陷进行特征提取,具有较强的适应性和实用性。     

7075铝合金高速搅拌摩擦焊材料流动行为及性能研究

目的 针对7075–O铝合金高焊速、高转速搅拌摩擦焊接缺陷多、质量差等问题,研究焊接接头材料流动对焊缝性能的影响。方法 选用焊接速度1 000 mm/min,搅拌转速分别为1 000、1 200、1 600、1 700 r/min的条件对7075–O铝合金板进行搅拌摩擦焊接,分析不同焊接工艺参数下焊接接头的显微组织及力学性能。同时,利用Fluent软件模拟7075–O铝合金搅拌摩擦焊接过程中的材料流动场分布,分析焊接材料流动与缺陷形成的关系。结果 利用7075–O铝合金三维流动模型,预测出高焊速条件下焊缝前进侧形成一个低压区,孔洞等缺陷易出现在此区域,数值模拟预测与试验结果吻合。在高焊接速度1 000 mm/min、焊接转速1 200 r/min时,焊缝表面光滑平整,焊核区域的硬度分布更加均匀。结论 随着搅拌转速从1 000 r/min增大到1 700 r/min,热输入量逐渐增大,孔洞缺陷由隧道型孔洞转变为不连续的小孔。同时,随着搅拌转速的增大,焊缝高硬度区域的宽度先增大而后降低。当搅拌转速为1 200 r/min时得到了优质的焊接接头,焊缝焊核区硬度分布均匀,硬度值最高为176HV。     

储能缝焊工艺对304不锈钢接头性能的影响

为研究电容储能缝焊工艺对304不锈钢接头性能的影响规律,对0.5 mm厚304不锈钢板进行了缝焊工艺实验,通过接头拉剪力检测和金相显微组织观察,对比了不同焊接速度、充电电容和放电频率下的缝焊接头组织特点,并分析了各工艺参数对接头拉剪力、熔核宽度、焊缝重叠量和焊透率的影响.结果表明:储能焊焊缝中心晶粒细小,熔合区为柱状晶,重叠部位晶粒粗大,接头组织呈现不均匀性,随着充电电容的增大晶粒变得更细密,组织不均匀程度显著降低,焊接速度和放电频率增大导致晶粒组织粗化并出现缩孔缺陷,提高电极压力可克服缩孔并使组织趋向均匀;充电电容对接头拉剪力的影响较小,焊接速度、充电电压、放电频率和电极压力调到一个合适值后,继续增大参数值对接头拉剪力影响很小;焊接速度的增大引起焊缝熔核宽度和重叠量急剧下降,充电电压增大引起焊缝焊透率下降过多,导致飞溅、过烧、毛刺等焊接缺陷的产生.因此,304不锈钢储能缝焊应采用低的焊接速度、较小的充电电压和较高的电极压力。     

等离子弧焊接熔池和小孔形成过程数值分析

目的 研究等离子弧焊接穿孔过程中熔池内部的金属流动情况和小孔动态变化过程。方法 通过“传热-熔池流动-小孔”之间的相互耦合关系,建立了等离子弧焊接穿孔过程的数值分析模型,通过VOF方法追踪了小孔界面,采用FLOW-3D软件模拟了等离子弧焊接熔池和小孔的形成过程,定量计算了等离子弧焊接温度场、熔池流场及小孔形状;分析了等离子弧焊接熔池和小孔行为;并通过等离子弧焊接实验数据验证了模拟结果。结果 当焊接时间为0~1.0 s时,小孔深度曲线与熔深曲线几乎相同,小孔底部紧贴熔池底部;在2.8 s以后,小孔深度曲线与熔深曲线有一定距离,小孔深度曲线在一定范围内波动,等离子弧焊接电弧挖掘作用到达极限,电弧压力与其他力达到平衡状态。模拟的焊缝熔深为8.04 mm、熔宽为13.20 mm,实验测得的焊缝熔深为8.00 mm、熔宽为13.42 mm。结论 构建的随小孔动态变化的曲面热源模型和电弧压力模型可以描述等离子弧焊接过程中的电弧热-力分布;模拟出了等离子弧焊接熔池和小孔动态演变过程;模拟得到的等离子弧焊接焊缝形貌与实验测得的焊缝形貌基本吻合。     

Influence of Tool Geometry in Friction Stir Welding

In this article we highlight the results of a recent study undertaken to understand the influence of tool geometry on friction stir welding (FSW) of an aluminum alloy with specific reference to microstructural development, defect formation, and mechanical response. The welding trials were made on 4.4 mm thick sheets using tools made of die steel and having different diameters of the shoulder and the pin, and the profile of the pin. Throughout the welding operation, the rotational speed, traverse speed, and tool axial tilt were held constant at 1400 rpm, 80 mm/minute, and 0 degrees, respectively. For a shoulder diameter of 20 mm and a pin diameter of 6 mm, the severity of defects in the weld was found to be the least and the resultant tensile strength of the weld was high. For the welds that were made using a tool having a shoulder diameter of 10 mm and a pin diameter of 3 mm the tensile strength of the weld was the least since the degree of defects observed were higher.     

铝合金超声辅助搅拌摩擦焊接接头组织性能研究

目的探究超声振动对铝合金搅拌摩擦焊的作用效果。方法分别采用普通搅拌摩擦焊和超声辅助搅拌摩擦焊方法,对7075铝合金进行焊接试验,并对焊接接头的微观组织、力学性能、断口形貌进行分析。结果普通搅拌摩擦焊焊缝中生成了隧道型缺陷,施加超声振动后,缺陷消失,形成了无缺陷的良好接头,且与普通搅拌摩擦焊相比,超声辅助搅拌摩擦焊焊缝热影响区晶粒长大程度较小,焊核晶粒细化。接头强度明显提高,达到铝合金母材强度的71.5%,接头断裂模式为韧窝和准解理的混合断裂形式。结论超声振动促进了塑性金属的流动,能有效抑制孔洞、隧道型缺陷等的形成,同时超声振动能在提升金属塑性的同时,降低焊缝的热输入。