一种无损检测裂纹缺陷标准试块的制作方法技术

本发明专利技术公开一种无损检测裂纹缺陷标准试块的制作方法，包括以下步骤；步骤一：准备一块普通强度的钢板，开成带有V形坡口钢板一对，准备合适的铝合金条，步骤二：将带有V形坡口的一对钢板装配好，并用CO2气体保护焊，在钢板对接坡口位置进行打底焊，底焊完毕后继续焊接；步骤三：在焊缝按照预定位置处用碳弧气刨开槽口，将铝合金条放置在槽口内，并用CO2气体保护焊填充焊接，部分钢板和铝合金条熔化在槽口内，对焊缝处快速冷却，然后形成裂纹；步骤四：等工件冷却至常温，再继续用CO2气体保护焊进行焊接，直至形成完整焊缝。本方法可实现对试块中裂纹长度，宽度，深度等进行控制，可靠性好、检出率高、定量精度高、检测效率高、无污染和操作成本低。和操作成本低。和操作成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种无损检测裂纹缺陷标准试块的制作方法


[0001]本专利技术涉及一种无损检测裂纹缺陷标准试块的制作方法，属于无损检测领域。

技术介绍

[0002]无损检测是一门新兴的综合性的应用技术学科，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，对被检对象内部及表面的结构、状态及缺陷的类型、数量、形状、性质、位置、尺寸、分布及其变化进行检查和测试的方法 。无损检测的方法有X射线照相检测技术，图像增强器成像检测技术、计算机射线照相检测技术、平板探测器成像检测技术，数字化射线检测技术和计算机断层扫描检测技术等。常规超声波检测技术，衍射时差超声波检测技术（TOFD）以及相控阵超声波检测技术（PAUT）。由于无损检测技术的发展，对材料内部缺陷检测的灵敏度很高，受环境条件的影响很小，检测的精度较高。检测前，需要制作准确的内部缺陷试块对设备系统进行校准，达到检测准确性的要求。
[0003]在进行无损检测人员考试实际操作，获取资格证书时，均要使用带有裂纹缺陷的试件，裂纹标准试件在市场上购买生产厂家少，货源紧缺，价格昂贵，如果采用机械加工的缺陷与实际缺陷不一样，缺乏真实性，随机性，不能满足检测人员联系，培训，考试，获取证书的需要。
[0004]在结构制作过程中，焊缝中裂纹是结构的最危险的缺陷，容易引起构件承载能力降低，出现应力集中，严重时引起结构断裂。因此，采用无损检测方法对裂纹缺陷的检测就非常重要，无损检测仪器要达到精确检测缺陷，需要对仪器进行调校，并要求检测人员能准确检测缺陷分布情况。正确分析裂纹，能找出裂纹产生的原因，可以在原材料，结构，工艺等方面采取措施防止裂纹出现；还可以在使用过程中正确选择焊接方法并及时发现裂纹，评估工件的质量，是否能达到技术和质量标准要求。制作出裂纹缺陷在焊缝中的准确位置及裂纹长度，横向，纵向，深度等尺寸显得尤为重要。更接近实际焊缝中裂纹出现的工况。
[0005]CN108871896A专利《带裂纹缺陷的无损检测用焊缝模拟试块的制备方法》中，在焊缝中添加铜合金制造裂纹试块，成本高，裂纹难控制等问题。试件选用Q345R等用于压力容器的高强度钢材，此类钢材在冶金过程中添加了其他合金，碳当量值较高，焊接过程中容易出现裂纹，对焊接性能优良普通钢材不实用，而且焊接方法采用手工电弧焊，未能涵盖其他焊接方法。此方法并不通用。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种无损检测裂纹缺陷标准试块的制作方法，从而解决上述技术问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种无损检测裂纹缺陷标准试块的制作方法，包括以下制作步骤；
步骤一：准备一块普通强度的钢板，开成带有V形坡口钢板一对，并准备合适的铝合金条，所用铝合金条的长度与预设裂纹的长度一致；步骤二：将步骤一中的带有V形坡口的一对钢板装配好，并用CO2气体保护焊，在钢板对接坡口位置进行打底焊，底焊完毕后继续焊接；步骤三：在焊缝按照预定的位置处用碳弧气刨开槽口，将铝合金条放置在槽口内，并用CO2气体保护焊填充焊接，部分钢板和铝合金条熔化在槽口内，对焊缝处快速冷却，熔化的铝合金条在快速冷却收缩形成裂纹；步骤四：等工件冷却至常温，再继续用CO2气体保护焊进行焊接，直至形成完整焊缝。
[0008]进一步的，所述步骤一中的铝合金条包含纯铝及铝合金条宽度4mm以上。
[0009]进一步的，所述步骤一中的钢板采用碳钢或者低合金高强度钢。
[0010]进一步的，所述步骤一钢板V形坡口的制备采用火焰切割或者机械加工。
[0011]进一步的，所述步骤二钢板装配前需要将坡口边缘30mm范围内的铁锈，污物，氧化皮，铁锈，水分等清理干净，防止焊接后产生其他缺陷。
[0012]进一步的，所述步骤三中对焊缝处快速冷却的方式可采用水冷方式冷却。
[0013]进一步的，所述步骤三中开槽口还可采用打磨，机加工，线切割的方式完成。
[0014]本专利技术的有益效果是：本专利技术在焊缝中按预设裂纹位置开设槽口，在槽口内放置铝合金条，再对槽口多层多道焊接，电弧热使铝合金熔化在焊缝中，由于焊接过程中的铝合金材料发生快速熔化凝固复杂相变过程，构件易存在裂纹缺陷，由于焊接区熔化成形过程中，局部热输入导致的不均匀温度场必然引起局部热效应，由于钢和铝合金的熔点、热导率、线膨胀系数差别较大，熔融的铝合金在急冷条件下收缩，因此熔池在凝固及随后的冷却过程中将承受拉伸应力的作用，并在随后的过程中形成较大残余应力，最终导致裂纹的产生。可实现对试块中裂纹长度，宽度，深度等进行控制，根据需要制备处预定裂纹的标准试块，满足检测要求，可用于制备射线检测，超声波检测，磁粉检测，渗透检测等方法中的缺陷标准试块。可靠性好、检出率高、定量精度高、检测效率高、无污染和操作成本低等优点。
附图说明
[0015]图1是本专利技术制备无损检测焊缝装配准备图；图2是本专利技术制备无损检测焊缝打底焊图；图3是本专利技术制备无损检测焊缝槽口及铝合金放置图；图4是本专利技术制备无损检测焊缝铝合金纵向放置图；图5是本专利技术制备无损检测焊缝裂纹缺陷布置图；图6是本专利技术制备无损检测焊缝裂纹缺陷纵向布置图；图7是本专利技术制备无损检测焊缝裂纹缺陷横向布置图。
具体实施方式
[0016]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限制本专利技术的范围。
[0017]除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。
[0018]如图1、图2和图3所示，一种无损检测裂纹缺陷标准试块的制作方法，包括以下制作步骤；步骤一：准备一块普通强度的钢板，开成带有V形坡口钢板一对，并准备合适的铝合金条，所用铝合金条的长度与预设裂纹的长度一致；铝合金条包含纯铝及铝合金条宽度4mm以上；钢板采用碳钢或者低合金高强度钢；钢板V形坡口的制备采用火焰切割或者机械加工；步骤二：将步骤一中的带有V形坡口的一对钢板装配好，并用CO2气体保护焊，在钢板对接坡口位置进行打底焊，底焊完毕后继续焊接；钢板装配前需要将坡口边缘30mm范围内的铁锈，污物，氧化皮，铁锈，水分等清理干净，防止焊接后产生其他缺陷；步骤三：在焊缝按照预定的位置处用碳弧气刨开槽口，开槽口还可采用打磨，机加工，线切割的方式完成，将铝合金条放置在槽口内，并用CO2气体保护焊填充焊接，部分钢板和铝合金条熔化在槽口内，对焊缝处快速冷却，对焊缝处快速冷却的方式可采用水冷或其他方式冷却，熔化的铝合金条在快速冷却收缩形成裂纹；步骤四：等工件冷却至常温，再继续用CO2气体保护焊进行焊接，直至形成完整焊缝，完成内部裂纹缺陷的无损检测试块。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无损检测裂纹缺陷标准试块的制作方法，其特征在于，包括以下制作步骤；步骤一：准备一块普通强度的钢板，开成带有V形坡口钢板一对，并准备合适的铝合金条，所用铝合金条的长度与预设裂纹的长度一致；步骤二：将步骤一中的带有V形坡口的一对钢板装配好，并用CO2气体保护焊，在钢板对接坡口位置进行打底焊，底焊完毕后继续焊接；步骤三：在焊缝按照预定的位置处用碳弧气刨开槽口，将铝合金条放置在槽口内，并用CO2气体保护焊填充焊接，部分钢板和铝合金条熔化在槽口内，对焊缝处快速冷却，熔化的铝合金条在快速冷却收缩形成裂纹；步骤四：等工件冷却至常温，再继续用CO2气体保护焊进行焊接，直至形成完整焊缝。2.根据权利要求1所述的一种无损检测裂纹缺陷标准试块的制作方法，其特征在于，所述步骤一中的铝合金条包含纯铝及铝合金条宽度4mm以上。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志祥，刘强，尚振一，周海波，吴灿，李艳，刘建明，
申请(专利权)人：江苏航运职业技术学院，
类型：发明
国别省市：