带夹渣缺陷的无损检测用焊缝模拟试块的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种带夹渣缺陷的无损检测用焊缝模拟试块的制备方法，包括以下步骤：提供一副钢板焊件以及渣壳，每个钢板焊件上加工有坡口；依次对钢板焊件进行对组对、打底焊和填充焊，填充焊过程中，在对应的焊缝金属层按预设夹渣的数量、深度、方向预埋相对应的渣壳，在渣壳处采用填充施焊并快速熔敷覆盖渣壳处，使预埋的渣壳来不及熔化浮出而滞留于焊缝中，从而形成夹渣缺陷，继续对其它焊层进行填充焊，直至焊接完毕，即制成带夹渣缺陷的碳钢焊缝模拟试块。本发明专利技术通过人工制备夹渣，可实现对夹渣形状（条状或圆形）、深度等特征的控制，制备出预先设定夹渣缺陷的焊缝模拟试块，满足超声波检测或其它无损检测的应用需求。

Preparation of Simulated Weld Block for Nondestructive Detection with Slag Inclusion Defect

The invention discloses a preparation method of weld simulation test block for nondestructive testing with slag inclusion defect, which includes the following steps: providing a pair of steel plate welding pieces and slag shell, each steel plate welding piece is machined with grooves; sequentially pairing, bottom welding and filling welding of steel plate welding pieces, filling welding process, in the corresponding weld gold. According to the number, depth and direction of the preset slag inclusion, the corresponding slag shell is embedded in the sublayer. The slag shell is covered by filling welding and rapid cladding, so that the pre-embedded slag shell can not melt and float out and stay in the welding seam, thus forming slag inclusion defects, and continue to fill and weld other welding layers until the welding is completed, that is, it is made. Carbon steel weld simulation test block with slag inclusion defect. By manually preparing inclusion slag, the invention can control the shape (strip or circle), depth and other characteristics of inclusion slag, and prepare weld simulation test blocks with pre-set inclusion defects to meet the application requirements of ultrasonic testing or other non-destructive testing.

【技术实现步骤摘要】
带夹渣缺陷的无损检测用焊缝模拟试块的制备方法
本专利技术属于无损检测
，具体涉及一种带夹渣缺陷的无损检测用焊缝模拟试块的制备方法。
技术介绍
超声波检测是一种重要的无损检测技术，因其对工件内部宏观缺陷的灵敏度较高，操作时受外界条件影响较小，被广泛应用于金属焊缝的检测。超声检测技术经过发展包括常规超声检测技术（UT）、衍射时差超声检测技术（TOFD）以及相控阵检测技术（PAUT）。用于超声仪探头系统性能校准和检测校准的标准试块和对比试块是超声波检测技术的重要组成部分，根据NB/T47013的规定，标准试块和对比试块的人工反射体均采用机加工而成，而实际焊缝中的反射体，如裂纹、气孔、夹渣等缺陷呈多样性，因此，焊缝内部有相应真实缺陷的模拟试块，更能真实地模拟实际工件中的工况。在金属构件中，夹渣是金属焊缝中最忌讳的缺陷之一，对不同大小及深度处夹渣的检测灵敏度是衡量一种无损检测方法优劣的重要指标，对夹渣缺陷的检测和准确判断也是对无损检测人员的基本要求。因此，带一定量的人工反射体（缺陷）的焊缝模拟试块给超声检测操作者提供了一种有效的模拟训练方法，同时，对于有已知内部缺陷的焊缝模拟试块也是不同的检测方法进行灵敏度对比的重要工具。由于实际焊接工件中缺陷的种类、数量及部位存在不可预控性，焊缝中的缺陷随机性较大，因此，制备一定数量的已知内部缺陷的焊缝模拟试板对无损检测领域有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种带夹渣缺陷的无损检测用焊缝模拟试块的制备方法，它可以在焊缝中制备出夹渣缺陷，实现对夹渣深度和形状（条状或圆形）等特征的控制，满足超声波等检测方法练习实操的应用需求。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带夹渣缺陷的无损检测用焊缝模拟试块的制备方法，包括以下步骤：提供一副钢板焊件以及渣壳，每个钢板焊件上加工有坡口；依次对钢板焊件进行对组对、打底焊和填充焊，填充焊过程中，在对应的焊缝金属层按预设夹渣的数量、深度、方向预埋相对应的渣壳，在渣壳处采用填充施焊并快速熔敷覆盖渣壳处，使预埋的渣壳来不及熔化浮出而滞留于焊缝中，从而形成夹渣缺陷，继续对其它焊层进行填充焊，直至焊接完毕，即制成带夹渣缺陷的碳钢焊缝模拟试块。按上述技术方案，在预埋渣壳前，采用机械打磨的方式在焊缝金属内形成用于容纳渣壳的凹槽，将渣壳预埋在所述凹槽内。按上述技术方案，所述凹槽的形状包括圆形或条形。按上述技术方案，钢板焊件之间的焊接方式包括焊条电弧焊、CO2气保焊和氩弧焊。按上述技术方案，所述渣壳包括焊条电弧焊或埋弧焊焊接时产生的焊渣壳。本专利技术产生的有益效果是：本专利技术利用焊条电弧焊或埋弧焊焊接时产生的渣壳，并在焊缝金属内预埋渣壳，再实施填充焊，使熔敷金属覆盖渣壳处，并使预埋的渣壳来不及熔化浮出而滞留于钢焊缝中，从而形成与实物缺陷完全一致的夹渣缺陷，即可实现对模拟试块中夹渣形状（条状或圆形）、深度等特征的控制，有利于无损检测模拟操作。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是采用本专利技术制备的带夹渣缺陷的碳钢焊缝模拟试块的结构示意图；图2是采用本专利技术制备带纵向条状夹渣的碳钢焊缝模拟试块的工艺流程图；图3是采用本专利技术制备带圆形夹渣的碳钢焊缝模拟试块的工艺流程图。图中：1-钢板焊件，2-焊缝金属，3-条状夹渣，4-条状凹槽，5-圆形凹槽，6-圆形夹渣。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1-图3所示，一种带夹渣缺陷的无损检测用焊缝模拟试块的制备方法，包括以下步骤：提供一副钢板焊件1以及与预先准备一定量的渣壳，每个钢板焊件上加工有坡口；依次对钢板焊件进行对组对、打底焊和填充焊，填充焊过程中，在焊缝金属层（焊缝金属2由电焊条焊接熔化后形成）内按预设夹渣的数量、深度、方向预埋相对应的渣壳，在渣壳处采用填充施焊并快速熔敷覆盖渣壳处，使预埋的渣壳来不及熔化浮出而滞留于焊缝中，从而形成夹渣缺陷（条状夹渣3和圆形夹渣6），继续对其它焊层进行填充焊，直至焊接完毕，即制成带夹渣缺陷的碳钢焊缝模拟试块。在本专利技术的优选实施例中，如图2、图3所示，为了便于放置渣壳，在预埋渣壳前，采用机械打磨的方式在焊缝金属内形成用于容纳渣壳的凹槽（凹槽包括条状凹槽4和圆形凹槽5），将渣壳预埋在凹槽内，凹槽形状根据所需夹渣缺陷的形状来定（填充渣壳时，将凹槽填满为宜），渣壳包括焊条电弧焊或埋弧焊焊接时产生的焊渣壳。在本专利技术的优选实施例中，钢板焊件之间的焊接方式包括焊条电弧焊、CO2气保焊和氩弧焊。钢板焊件下料制取与被检工件或材料化学成分相似的钢材料，不仅适用于碳钢材料试块，也适用于不锈钢材料试块，钢板焊件采用X坡口或单V坡口对接。以下列举两个具体实施例对本专利技术进行详细说明。实例一带纵向条状夹渣的无损检测用焊缝模拟试块的制备方法，如图2所示，包括以下步骤：（1）模拟试块下料：采用常用的容器钢材料Q345R材料，厚度40mm,下料尺寸500×150×40mm，两块钢板焊件采用常用的不对称X坡口；（2）焊接准备：对焊缝周围进行打磨处理，除去铁锈等表面杂物，露出金属光泽，沿坡口侧进行打底焊后，再进行填充焊一道，此时焊缝深度约15mm；（3）预埋渣壳：采用机械清除焊道表面焊渣，沿缝缝方向在焊缝正中心打磨一条状凹槽4，长30mm,宽4mm，条状凹槽距焊缝试板上面约15mm,将准备好的渣壳置于该条状凹槽中，从条状凹槽左端距离约20mm外开始引弧进行填充焊，此处焊接时，电流小于正常焊接电流，且速度要快于正常焊接速度，将熔敷金属覆盖渣壳处，使预埋的渣壳来不及熔化浮出而滞留于钢焊缝中，该段焊接时，中间不熄弧，一次焊完，此时形成的条形夹渣缺陷深约15mm、宽约4mm,长度为30mm；（4）后处理：后续焊接此处时，注意不能将夹渣处的覆盖层熔穿，继续其它焊层的填充焊，直至焊接完毕,背面清根时，注意清根深度不得触及到预置的夹渣层；（5）夹渣验证：试块制备完后，可通过射线拍片检测的方式，确认夹渣缺陷的存在。实例二带圆形夹渣的的无损检测用焊缝模拟试块的制备方法，如图3所示，包括以下步骤：（1）模拟试块下料：采用常用的容器钢材料Q235材料，厚度30mm,下料尺寸500×150×30mm，两块钢板焊件采用单边V形坡口；（2）焊接准备：对焊缝周围进行打磨处理，除去铁锈等表面杂物，露出金属光泽，先打底焊后，再进行填充焊接，直至焊缝填充金属厚度达20mm；（3）预埋渣壳：采用机械清除焊道表面焊渣，采用机械钻孔的办法，在焊道上钻一圆形凹槽5，直径约6mm,深约4mm，然后将准备好的渣壳置于该圆形凹槽中，从圆形凹槽左端距离约20mm外开始引弧进行填统焊，此处焊接时，电流小于正常焊接电流，且速度要快于正常焊接速度，将熔敷金属覆盖渣壳处，使预埋的渣壳来不及熔化浮出而滞留于钢焊缝中，形成圆形夹渣6，该段焊接时，中间不熄弧，一次焊完；（4）后处理：后续焊接此处时，注意不能将夹渣处的覆盖层熔穿，继续其它焊层的填充焊，直至焊接完毕；（5）夹渣验证：试块制备完后，可通过射线或超声波检测的方式，确认夹渣缺陷的存在。本专利技术在具体应用时，采用焊条手工电弧焊，完成打底焊后，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带夹渣缺陷的无损检测用焊缝模拟试块的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供一副钢板焊件以及渣壳，每个钢板焊件上加工有坡口；依次对钢板焊件进行组对、打底焊和填充焊，填充焊过程中，在对应的焊缝金属层按预设夹渣的数量、深度、方向预埋相对应的渣壳，在渣壳处采用填充施焊并快速熔敷覆盖渣壳处，使预埋的渣壳来不及熔化浮出而滞留于焊缝中，从而形成夹渣缺陷，继续对其它焊层进行填充焊，直至焊接完毕，即制成带夹渣缺陷的碳钢焊缝模拟试块。

【技术特征摘要】
1.一种带夹渣缺陷的无损检测用焊缝模拟试块的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供一副钢板焊件以及渣壳，每个钢板焊件上加工有坡口；依次对钢板焊件进行组对、打底焊和填充焊，填充焊过程中，在对应的焊缝金属层按预设夹渣的数量、深度、方向预埋相对应的渣壳，在渣壳处采用填充施焊并快速熔敷覆盖渣壳处，使预埋的渣壳来不及熔化浮出而滞留于焊缝中，从而形成夹渣缺陷，继续对其它焊层进行填充焊，直至焊接完毕，即制成带夹渣缺陷的碳钢焊缝模拟试块。2.根据权利要求1所述的带夹渣缺陷的无损检测用焊缝模拟试块的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄金祥，黄耀和，郭继舟，
申请(专利权)人：武汉一冶钢结构有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42