第一章(質(zhì)量及檢驗(yàn))-《材料成型檢測(cè)技術(shù)》課件

1、第一章 材料加工質(zhì)量和檢驗(yàn)第一節(jié)、材料加工（焊接）質(zhì)量及其影響因素 一、材料加工（焊接）質(zhì)量的概念 材料加工（焊接）的質(zhì)量是指在不同的工作條件下，對(duì)加工的構(gòu)件或加工處（如焊接接頭）的缺陷、性能（力學(xué)性能及其他各種性能）的綜合評(píng)價(jià)和要求，它往往和評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)有很大的關(guān)系。 二、材料加工（焊接）質(zhì)量的影響因素 設(shè)計(jì)、材質(zhì)、工藝及檢驗(yàn)等第一章 材料加工質(zhì)量和檢驗(yàn)第一節(jié)、材料加工（焊接）質(zhì)量及其第二節(jié)、材料加工（焊接）質(zhì)量的檢驗(yàn)一、檢驗(yàn)的作用及意義 要獲得可靠的構(gòu)件（如焊接構(gòu)件），除了應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)的材料加工技術(shù)（焊接）外，還用采用和發(fā)展合理而先進(jìn)的檢測(cè)（檢驗(yàn)）技術(shù)。 1）確保材料加工結(jié)構(gòu)（件）的制造質(zhì)量，

2、保證其安全運(yùn)行。 2）改進(jìn)材料加工技術(shù)及工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量 3）降低產(chǎn)品成本，正確進(jìn)行安全評(píng)定 4）由于有質(zhì)量檢驗(yàn)的可靠保證，可促進(jìn)材料加工技術(shù)和工藝的更廣泛應(yīng)用第一章 材料加工質(zhì)量和檢驗(yàn)第二節(jié)、材料加工（焊接）質(zhì)量的檢驗(yàn)第一章 材料加工質(zhì)量和檢二、質(zhì)量檢驗(yàn)的分類及檢驗(yàn)依據(jù)1、質(zhì)量檢驗(yàn)的分類破壞性檢驗(yàn)-力學(xué)性能、化學(xué)分析、金相非破壞性檢驗(yàn)-外觀、強(qiáng)度（水壓、氣壓）致密性、無(wú)損檢驗(yàn)聲發(fā)射檢測(cè)分類見(jiàn)圖1-1（主要焊接檢驗(yàn)方法）優(yōu)缺點(diǎn)比較見(jiàn)表1-1第一章 材料加工質(zhì)量和檢驗(yàn)二、質(zhì)量檢驗(yàn)的分類及檢驗(yàn)依據(jù)第一章 材料加工質(zhì)量和檢驗(yàn)第一章(質(zhì)量及檢驗(yàn))材料成型檢測(cè)技術(shù)課件2、材料加工（焊接）質(zhì)量檢驗(yàn)的依據(jù)

3、 施工圖樣是生產(chǎn)中使用的最基本的資料，加工制作應(yīng)按圖樣的規(guī)定進(jìn)行，圖樣規(guī)定了構(gòu)件的原材料、加工的位置、尺寸及形式等要求。 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)包括有關(guān)的技術(shù)條件，它規(guī)定了產(chǎn)品的質(zhì)量要求及評(píng)定方法，是從事檢驗(yàn)工作的指導(dǎo)性文件。 第一章 材料加工質(zhì)量和檢驗(yàn)2、材料加工（焊接）質(zhì)量檢驗(yàn)的依據(jù)第一章 材料加工質(zhì)量和檢檢驗(yàn)文件包括工藝規(guī)程、檢驗(yàn)規(guī)程、檢驗(yàn)工藝等，它們具體規(guī)定了檢驗(yàn)方法和檢驗(yàn)程序，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)人員進(jìn)行工作。此外檢驗(yàn)文件還包括檢查過(guò)程中收集的檢驗(yàn)單據(jù)：如檢驗(yàn)報(bào)告、不良品處理單（報(bào)廢單和返修單等）、更改通知單（圖樣更改、工藝更改、材料代用、追加和改變檢驗(yàn)要求等的書面通知）等。 訂貨合同用戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求在

4、合同中有明確規(guī)定的，也可作為圖樣和技術(shù)文件的補(bǔ)充規(guī)定。第一章 材料加工質(zhì)量和檢驗(yàn)檢驗(yàn)文件包括工藝規(guī)程、檢驗(yàn)規(guī)程、檢驗(yàn)工藝等，它們具體規(guī)定三、材料加工檢驗(yàn)過(guò)程 1、加工前的檢驗(yàn)（如焊前檢驗(yàn)） 檢驗(yàn)的目的：最大限度地避免和減少缺陷的產(chǎn)生，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。 檢驗(yàn)的內(nèi)容：材料、設(shè)備、試板、結(jié)構(gòu)、工具、人員等 2、過(guò)程中的檢驗(yàn) 主要內(nèi)容：原材料復(fù)核、工藝規(guī)范、工件及加工表面、后熱及后處理等 3、加工后的檢驗(yàn)主要內(nèi)容：外觀及內(nèi)在質(zhì)量、性能檢驗(yàn)（力學(xué)、腐蝕、金相、致密性、強(qiáng)度等） 第一章 材料加工質(zhì)量和檢驗(yàn)三、材料加工檢驗(yàn)過(guò)程第一章 材料加工質(zhì)量和檢驗(yàn)4、安裝調(diào)試質(zhì)量的檢驗(yàn)檢驗(yàn)程序和項(xiàng)目檢查資料的完整性；核

5、對(duì)質(zhì)量證明文件；檢查實(shí)物與質(zhì)量證明的一致性；按有關(guān)安裝規(guī)程好技術(shù)文件規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)（測(cè)）；對(duì)產(chǎn)品重要部位、易產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題的部位、運(yùn)輸中易破損和變形的部位應(yīng)特別注意，重點(diǎn)檢查。 （講義）檢驗(yàn)方法和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與產(chǎn)品制造過(guò)程中所采用的檢驗(yàn)方法和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)相同。質(zhì)量問(wèn)題的現(xiàn)場(chǎng)處理發(fā)現(xiàn)漏檢，應(yīng)補(bǔ)充檢查并補(bǔ)齊質(zhì)量證明材料；因檢驗(yàn)方法、檢驗(yàn)項(xiàng)目或驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)不同而引起的質(zhì)量問(wèn)題，因盡量采用同樣的方法和評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，確定產(chǎn)品是否合格；可修可不修的缺陷一般不修；缺陷明顯超標(biāo)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行返修（大件現(xiàn)場(chǎng)返修，小件返廠修復(fù)）。第一章 材料加工質(zhì)量和檢驗(yàn)4、安裝調(diào)試質(zhì)量的檢驗(yàn)第一章 材料加工質(zhì)量和檢驗(yàn)5、產(chǎn)品服役質(zhì)量的檢驗(yàn)產(chǎn)品運(yùn)行期

6、間的質(zhì)量監(jiān)控： 可用聲發(fā)射技術(shù)進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)督。產(chǎn)品檢修質(zhì)量的復(fù)查： 復(fù)查程序、復(fù)查部位服役產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題現(xiàn)場(chǎng)處理： 退修工藝評(píng)定、驗(yàn)證焊接工藝、制定返修工藝、質(zhì)量控制指導(dǎo)書和記錄卡等材料加工結(jié)構(gòu)質(zhì)量事故的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與分析： 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、取樣分析、復(fù)查制造工藝等第一章 材料加工質(zhì)量和檢驗(yàn)5、產(chǎn)品服役質(zhì)量的檢驗(yàn)第一章 材料加工質(zhì)量和檢驗(yàn)一、材料加工缺陷的概念 在材料加工時(shí)，在構(gòu)件或加工處所產(chǎn)生的不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的缺欠（如焊接或鑄造時(shí)產(chǎn)生的不符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求的氣孔、夾雜、裂紋等）稱為材料加工缺陷。二、材料加工缺陷的分類 不同的材料加工方法產(chǎn)生的缺陷類型不同，以焊接缺陷為例，由于不同的焊接方法會(huì)產(chǎn)生不同的缺陷，

7、較早的分類主要有以下幾類： 1、坡口和裝配缺陷 2、焊縫形狀、尺寸和焊縫外部缺陷 3、焊縫內(nèi)部的工藝性缺陷 4、焊接接頭的力學(xué)性能不符合要求 5、焊接接頭和焊縫金屬組織、耐蝕性和其他物理化學(xué)性能不符合要求等第二章 材料加工缺陷一、材料加工缺陷的概念第二章 材料加工缺陷 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB6417中將焊接缺陷分為六類：1、裂紋2、固體夾雜3、未熔合和未焊透4、孔穴5、形狀缺陷（新標(biāo)準(zhǔn)為：“形狀和尺寸不良”）6、其他缺陷第二章 材料加工缺陷 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB6417中將焊接缺陷分為六類：第二章 第二節(jié) 材料加工缺陷的特征及分布以焊接加工為例一、裂紋 1、裂紋外觀形貌（裂紋的形態(tài)） 2、裂紋產(chǎn)生的溫度范圍二、

8、氣孔 氣孔是焊接時(shí)，熔池中的氣泡在凝固時(shí)未能逸出而殘留在焊縫中形成的孔穴。不同的氣孔有不同的形態(tài)。三、固體夾雜 1、夾渣 2、夾鎢第二章 材料加工缺陷第二節(jié) 材料加工缺陷的特征及分布第二章 材料加工缺陷四、未焊透和未熔合 1、未熔合 分布特征： 坡口側(cè)壁 多層焊層間 焊縫根部 2、未焊透五、形狀缺陷 1、咬邊 2、焊瘤 3、燒穿和下榻 4、錯(cuò)邊和角變形 5、焊縫尺寸、形狀不符合要求六、其他缺陷第二章 材料加工缺陷四、未焊透和未熔合第二章 材料加工缺陷第三節(jié)、產(chǎn)生（焊接）缺陷的影響元素及質(zhì)量控制對(duì)于熔化焊，產(chǎn)生缺陷的影響因素主要有： 1、宏觀因素： 材料 結(jié)構(gòu) 焊接工藝2、微觀元素： 冶金方面結(jié)

9、晶、冶金反應(yīng)等 應(yīng)力方面熱應(yīng)力、殘余應(yīng)力、應(yīng) 力引起的應(yīng)變或變形等。第二章 材料加工缺陷第三節(jié)、產(chǎn)生（焊接）缺陷的影響元素及質(zhì)量控制第二章 材料加一、熱裂紋1、結(jié)晶裂紋（結(jié)晶裂紋的形態(tài)分布）機(jī)理：焊縫金屬凝固后期，低熔共晶液態(tài)薄膜在拉伸應(yīng)力作用下開裂形成裂紋。 （1）材料因素 與母材及焊材有關(guān)，S、P雜質(zhì)及C、Ni等含量高；Mn/S不合適。 （2）結(jié)構(gòu)因素 焊縫附近的剛度大拘束度大、板厚 接頭形式不合適 接頭附近應(yīng)力集中 （3）工藝因素 焊接線能量過(guò)大， 焊接順序 焊縫尺寸 層間溫度第二章 材料加工缺陷一、熱裂紋第二章 材料加工缺陷2、液化裂紋（HAZ近縫區(qū)液化裂紋）（ 液化裂紋的形態(tài)分布 ）

10、 機(jī)理：沿奧氏體晶界開裂，焊接時(shí)的高溫作用使晶界上的低熔共晶熔化，在拉應(yīng)力作用下開裂形成裂紋。 （1）材料因素 只與母材有關(guān)，含有較多的P、S雜質(zhì)、Si、B、Ni、Cr等元素。 B在Fe、Ni中溶解度很?。?.003%0.005%），微量的B就易形成晶界偏析，形成B化物和低熔共晶。 Si對(duì)于鋁合金，Si是作為雜質(zhì)存在的，易和Al形成低熔共晶。 （2）結(jié)構(gòu)因素 焊縫附近剛度大 應(yīng)力集中 （3）工藝因素 焊接線能量影響最大 熔池形狀倒草帽形易在熔合線的凹陷處產(chǎn)生第二章 材料加工缺陷2、液化裂紋（HAZ近縫區(qū)液化裂紋）（ 液化裂紋的形態(tài)分布 3、多邊化裂紋 多發(fā)生在純金屬或單相奧氏體合金的焊縫，個(gè)別

11、情況下出現(xiàn)在HAZ固相線稍下的高溫區(qū)。機(jī)理：由于晶格缺陷的遷移和聚集，形成“二次邊界”，即所謂的“多邊化邊界”。邊界上聚集了大量的晶格缺陷，組織性能差，高溫時(shí)的強(qiáng)度和塑性差，即使微小的拉應(yīng)力就會(huì)產(chǎn)生開裂，形成裂紋。 （1）材料因素 母材合金成分Cr-Ni單相合金中提高多邊化所需的激活能的元素：Mo、W、Ti、Ta等；高溫相能夠阻礙位錯(cuò)移動(dòng)。 （2）結(jié)構(gòu)因素 應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力增加原子的活動(dòng)性，加速多邊化過(guò)程。 （3）工藝因素 溫度越高，多邊化過(guò)程所需的時(shí)間越短。 第二章 材料加工缺陷3、多邊化裂紋第二章 材料加工缺陷4、再熱裂紋 焊后在進(jìn)行消應(yīng)力處理或在一定溫度下長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí)，在HAZ粗晶區(qū)部位產(chǎn)生

12、的裂紋，稱為再熱裂紋或消除應(yīng)力處理裂紋。機(jī)理：在重新加熱時(shí)，粗晶區(qū)的雜質(zhì)在晶界析出使晶界脆化，塑性下降，裂紋敏感性增加(晶界弱化學(xué)說(shuō)）。另外，鋼中的Cr、Mo、V、Ti、Nb等元素在消應(yīng)力過(guò)程中形成C化物析出，造成晶內(nèi)的二次硬化，同時(shí)使晶界相對(duì)弱化，應(yīng)力松弛過(guò)程中產(chǎn)生的塑性變形集中在晶界，形成再熱裂紋。 （ 1）材料因素： 多發(fā)生在低合金高強(qiáng)鋼、珠光體耐熱鋼、奧氏體不銹鋼、鎳基合金等強(qiáng)度高、含有較多C及 Cr、Mo、V、Ti、Nb等元素的合金中。 （2）結(jié)構(gòu)因素 應(yīng)力集中和拘束度 （3）工藝因素 焊接時(shí)熱輸入增加使HAZ寬且晶粒粗大；焊縫尺寸及焊接缺陷；焊接順序及后熱時(shí)沒(méi)有避開敏感溫度區(qū)（55

13、0650）等。第二章 材料加工缺陷4、再熱裂紋第二章 材料加工缺陷二、冷裂紋（冷裂紋產(chǎn)生的部位） 延遲裂紋H致裂紋主要有 淬硬脆化裂紋淬火裂紋 低塑性脆化裂紋如鑄鐵焊接裂紋 1、H致裂紋 焊縫中的H分兩種：殘余H和擴(kuò)散H，其中擴(kuò)散H對(duì)裂紋的產(chǎn)生起決定性的作用。 （1）材料因素 鋼中的C、合金元素多；焊材中的H含量較高。 （2）結(jié)構(gòu)因素 應(yīng)力結(jié)構(gòu)拘束度大（設(shè)計(jì)不合理） 應(yīng)力集中焊縫處于應(yīng)力集中區(qū)、坡口形式不 合適等 （3）工藝因素 線能量小 冷卻速度快 焊材選擇及其處理不當(dāng) 焊后處理不當(dāng)?shù)?第二章 材料加工缺陷二、冷裂紋（冷裂紋產(chǎn)生的部位）第二章 材料加工缺陷2、淬火裂紋 焊后立即產(chǎn)生，無(wú)延遲現(xiàn)

14、象 （1）材料因素 主要與材料的淬硬傾向有關(guān)。高碳鋼、馬氏體鋼及異種鋼焊接時(shí)易出現(xiàn)。 （2）結(jié)構(gòu)因素 和H致裂紋相同 （3）工藝因素 焊材選擇不合適 預(yù)熱溫度不夠 后熱未及時(shí)后熱或后熱溫度低第二章 材料加工缺陷2、淬火裂紋第二章 材料加工缺陷3、低塑性脆化裂紋 （1）材料因素 低塑性材料鑄鐵、堆焊硬質(zhì)合金、高鉻合金等 （2）結(jié)構(gòu)因素 拘束度大 不均勻的受熱熱應(yīng)力 （3）工藝因素 工藝不合適如鑄鐵冷焊時(shí)應(yīng)采取小電流、分散和短段焊、焊后錘擊、加退火焊道等工藝。 第二章 材料加工缺陷3、低塑性脆化裂紋第二章 材料加工缺陷三、層狀撕裂（層狀撕裂類型） 沿軋制方向出現(xiàn)的一種階梯狀裂紋（臺(tái)階狀）。 1、材

15、料因素 與非金屬雜質(zhì)含量及其分布形態(tài)有關(guān)。 2、結(jié)構(gòu)因素 Z向拘束力厚板 焊后殘余應(yīng)力 應(yīng)力集中T形接頭、角接頭和十字接頭等 3、工藝因素 線能量過(guò)大過(guò)熱、粗晶 預(yù)熱及預(yù)熱溫度 控制層間溫度第二章 材料加工缺陷三、層狀撕裂（層狀撕裂類型）第二章 材料加工缺陷四、氣孔 氣孔可分為：表面氣孔和內(nèi)部氣孔；CO、H和N氣孔等。 形成氣孔的氣體分兩類： 高溫時(shí)溶解到熔池金屬中，凝固和相變時(shí)時(shí)，氣體溶解度突然下降，來(lái)不及逸出而殘留在焊縫中（H和N）。 冶金反應(yīng)產(chǎn)生的不溶入金屬的氣體（CO和H2O）。 影響因素也是材料、工藝及結(jié)構(gòu)有關(guān)。 材料的氧化性 焊件和焊材的清潔 熔池存在時(shí)間 電弧的穩(wěn)定性 電弧長(zhǎng)度

16、焊絲的干伸長(zhǎng)度或?qū)щ娮斓焦ぜ木嚯x 保護(hù)氣氛 第二章 材料加工缺陷四、氣孔第二章 材料加工缺陷五、夾雜（渣）(圖) 夾雜主要有：氧化物、氮化物和硫化物 夾渣主要是焊接熔渣等雜物 影響因素：材料、工藝等 母材和焊材中的夾雜物含量高 焊縫脫氧、脫硫不充分 保護(hù)不好 熔渣的粘度高 Mn/S達(dá)不到要求（小） 焊接速度快 焊接線能量第二章 材料加工缺陷五、夾雜（渣）(圖)第二章 材料加工缺陷六、未熔合和未焊透 未熔合：主要與材料和焊接工藝有關(guān) 表面氧化膜 熱物理性能 線能量 電弧穩(wěn)定性（磁偏吹等） 未焊透：主要與結(jié)構(gòu)、焊接工藝有關(guān) 坡口不合適（角度、鈍邊、間隙等） 電流小、電壓大 焊接速度 焊工操作不當(dāng)

17、 第二章 材料加工缺陷六、未熔合和未焊透第二章 材料加工缺陷七、形狀缺陷 1、咬邊 主要與工藝有關(guān) 電流過(guò)大 立焊、仰焊 運(yùn)條方式及角度等 2、焊瘤 主要與結(jié)構(gòu)、工藝有關(guān) 坡口角度小 電流小、電壓大 焊速慢 電弧不穩(wěn)定 操作不當(dāng)?shù)鹊诙?材料加工缺陷七、形狀缺陷第二章 材料加工缺陷3、燒穿和下榻 主要與材料、結(jié)構(gòu)、工藝有關(guān) 材料的高溫強(qiáng)度低 薄板及管子 坡口間隙大、鈍邊小 焊接電流大 焊速慢 無(wú)墊板或墊板的托力不夠 操作不當(dāng)?shù)?4、錯(cuò)邊 主要與結(jié)構(gòu)和工藝有關(guān) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理 裝配不正確 焊接夾具 操作不當(dāng)?shù)?第二章 材料加工缺陷3、燒穿和下榻第二章 材料加工缺陷5、角變形 主要與結(jié)構(gòu)、工藝有關(guān)

18、 坡口形狀（填充金屬量及受熱面積情況等） 坡口角度 板厚（填充金屬量或焊縫層數(shù)） 焊接順序 線能量 控制措施（反變形等） 焊接夾具等6、焊縫尺寸、形狀不符合要求 與材料、結(jié)構(gòu)和工藝有關(guān) 熔渣的粘度 熔渣的表面張力 坡口形狀和尺寸 裝配間隙 焊接規(guī)范不合適（電流、電壓、速度） 操作（運(yùn)條角度和方式等）7、其他缺陷 電弧擦傷 飛濺 第二章 材料加工缺陷5、角變形第二章 材料加工缺陷一、釬焊接頭缺陷 1、致密性缺陷 夾渣、夾氣、未釬透、裂紋等 影響因素很多，往往與接頭設(shè)計(jì)、釬焊前工件及釬料的清理、釬料質(zhì)量、釬料用量、釬劑、釬焊溫度、保溫時(shí)間、釬料與母材的相互作用、釬焊材料的熱物理性能等有關(guān)。 2、母

19、材自裂 影響因素：材料強(qiáng)度（高強(qiáng)度材料易產(chǎn)生）、釬料與母材的相互作用、應(yīng)力及其狀態(tài)（有錘擊、劃痕及冷作硬化的焊件）等。 3、溶蝕 主要與材料、工藝有關(guān) 釬料與母材的相互作用 釬焊溫度 保溫時(shí)間第四節(jié) 釬焊接頭缺陷、產(chǎn)生的原因及防止措施第二章 材料加工缺陷一、釬焊接頭缺陷第四節(jié) 釬焊接頭缺陷、產(chǎn)生的原因及防止措施第五節(jié) 鑄造缺陷及影響因素鑄造是通過(guò)熔煉金屬或其合金、制造鑄型、將金屬熔液澆入鑄型、在金屬熔液凝固后獲得一定形狀和性能工件的工藝過(guò)程，它是工件成形的基本方法之一，是所有冶金方法中最直接成形的方法，廣泛應(yīng)用于各種產(chǎn)品和工件。鑄造方法主要有砂型鑄造、金屬型鑄造、壓鑄、熔模鑄造（消失模）、離心

20、鑄造等，其中砂型鑄造是最常有的鑄造方法，其他鑄造方法統(tǒng)稱為特種鑄造方法。鑄件的質(zhì)量除了直接與鑄造合金相關(guān)外，還與下列因素有關(guān)： 鑄件設(shè)計(jì)： 鑄件制造工藝： 鑄造操作。第二章 材料加工缺陷第五節(jié) 鑄造缺陷及影響因素第二章 材料加工缺陷鑄件中常見(jiàn)的內(nèi)部缺陷可分為下面4類： 空洞類缺陷（如氣孔、針孔、縮孔、縮松、疏松）； 裂紋類缺陷（如冷裂紋、熱裂紋、白點(diǎn)、冷隔）； 夾雜類缺陷（如夾雜物、夾渣（渣孔）、砂眼）； 成分類缺陷（如偏析）。主要影響因素： 設(shè)計(jì)（鑄件和模具） 工藝（ 溫度、冷速等） 材料（流動(dòng)性、對(duì)氣體的溶解度等） (圖)第二章 材料加工缺陷鑄件中常見(jiàn)的內(nèi)部缺陷可分為下面4類：第二章 材料

21、加工缺陷一、射線探傷的物理基礎(chǔ) 1、基本概念 原子結(jié)構(gòu): 光量子： 光量子簡(jiǎn)稱為光子，其能量為E=h，（h為一個(gè)普適恒量，稱為普朗克常數(shù)，其值為6.62610-34Js,v是輻射頻率，單位是赫茲Hz）。 光子不帶電荷，靜止質(zhì)量是0，在真空中以光速傳播（c=2.9998108ms-1)。 原子能級(jí)： 玻爾頻率規(guī)則1913年，物理學(xué)家提出了一種原子理論，這一理論以下列兩個(gè)假設(shè)為前提： 1）原子只能處于一系列分立的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中的原子是穩(wěn)定的，這些狀態(tài)稱為定態(tài)（或穩(wěn)定態(tài)）。 2）原子從一種定態(tài)（En）躍遷到另一個(gè)定態(tài)（Em）時(shí)，將輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量決定于兩個(gè)定態(tài)的能量差，

22、即hv=En-Em，En、Em分別為初態(tài)和終態(tài)能量。 原子各個(gè)定態(tài)的能量組成原子能級(jí)。 基態(tài)電子的不同軌道分布對(duì)應(yīng)于不同的能量狀態(tài)，正常狀態(tài)下，原子處于最低能級(jí)，即核外電子都在可能的最低能級(jí)軌道上運(yùn)動(dòng)，這種定態(tài)稱為基態(tài)（或穩(wěn)定態(tài)）。 激發(fā)態(tài)原子吸收或放出能量而偏離基態(tài)處于其他的定態(tài)。 第三章 射線探傷一、射線探傷的物理基礎(chǔ)第三章 射線探傷射線概念： 射線可以分為兩類： 電磁輻射射線能量子是光子，如X射線和射線。 粒子輻射射線能量是各種粒子，如粒子、粒子、質(zhì)子、中子等。 我們一般所稱的射線在沒(méi)有特別注明時(shí)，是指的電磁輻射射線。 X射線： 1895年物理學(xué)家倫琴在研究射線的性質(zhì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)一種新的奇異

23、的射線，當(dāng)時(shí)不知道是什么射線，就稱之為X射線，有時(shí)候人們也稱其為倫琴射線（為了紀(jì)念這位發(fā)現(xiàn)X射線的科學(xué)家）。 X射線是由高速電子撞擊物體時(shí)所產(chǎn)生的，其強(qiáng)度隨著波長(zhǎng)的變化而變化，X射線強(qiáng)度隨波長(zhǎng)分布的關(guān)系曲線稱為X射線譜。 X射線譜由兩部分組成：連續(xù)譜和特征譜第三章 射線探傷射線概念：第三章 射線探傷射線： 放射性1896年法國(guó)物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)鈾和含鈾的礦物能發(fā)射出看不見(jiàn)的射線，這種射線可以穿透黑紙使膠片感光，可以使氣體電離，具有X射線類似的性質(zhì)。這種物質(zhì)能夠發(fā)射出射線的性質(zhì)稱為放射性，具有放射性的元素叫做放射性元素，自然界存在的放射性元素稱為天然放射性元素。1934年發(fā)現(xiàn)用人工方法也可以得

24、到放射性同位素，稱為人工放射性同位素。第三章 射線探傷射線：第三章 射線探傷 放射性衰減射線由三種射線組成（衰減射線組成）， 射線其粒子帶有兩個(gè)單位的正電荷，質(zhì)量為 4，實(shí)際就是氦原子核，所以射線實(shí)質(zhì) 上就是氦原子核流。它穿透物質(zhì)的能力很 小，在客氣中也只能飛行幾厘米，但具有 很強(qiáng)的電離能力。 射線實(shí)質(zhì)上是電子流，電離能力很小，而穿透 物體的能力很強(qiáng)，甚至可以穿透幾厘米厚 的鉛板。 射線射線本質(zhì)上同X射線一樣，是一種波長(zhǎng) 極短，能量甚高的電磁波，是一種光子 流，不帶電，以 光速運(yùn)動(dòng)，具有很強(qiáng)的穿 透力，甚至可以穿透幾厘米厚的鉛板，但 它的電離作用卻很小。第三章 射線探傷 放射性衰減射線由三種射

25、線組成（衰減射線組成）二、射線的性質(zhì) 1、不可見(jiàn)，以光速直線傳播。 2、不帶電，不受電場(chǎng)和磁場(chǎng)的影響。 3、具有可穿透物質(zhì)和在物質(zhì)中有衰減的特性。 4、可使物質(zhì)電離，能使膠片感光，亦能使某些物質(zhì)產(chǎn)生熒光。 5、能對(duì)生物細(xì)胞起作用（生物效應(yīng)），如輻射生物效應(yīng)，能夠殺傷生物細(xì)胞，損傷生物組織，危及生物器官的正常功能。三、射線與物質(zhì)的作用 光電效應(yīng)： 是指入射光子與原子的軌道電子相互作用，把全部能量傳遞給這些軌道電子，獲得能量的電子克服原子核的束縛成為自由電子，這個(gè)作用過(guò)程稱為光電效應(yīng)。在光電效應(yīng)中，入射光子沒(méi)有了，釋放出的自由電子成為光電子。由于光電效應(yīng)在原子的軌道上將產(chǎn)生空位，這些空位將被外層軌

26、道電子填充，將產(chǎn)生躍遷輻射，發(fā)射特征X射線，這種輻射通常稱為熒光輻射。伴隨發(fā)射特征X射線是光電效應(yīng)的重要特征。（圖）第三章 射線探傷二、射線的性質(zhì)第三章 射線探傷康普頓效應(yīng)：（圖） 也稱為康普頓散射，是指入射光子愈原子外層軌道電子或自由電子發(fā)生碰撞，即有一定能量的入射光子，與原子外層軌道電子碰撞后，它的一部分能量傳遞給電子，使電子從原子的軌道上飛出，這種電子稱為反沖電子，此時(shí)入射光子的能量減少，成為散射光子，并偏離了入射光子的傳播方向。反沖電子和散射光子的方向都與入射光子的能量有關(guān)，隨著入射光子的能量增加，反沖電子和散射光子的偏離角都減小。 不過(guò)當(dāng)入射光子的能量很低、并與自由電子相互作用時(shí)，入

27、射光子的能量將不改變，而僅僅改變其方向，這類彈性散射過(guò)程稱為湯姆遜散射，發(fā)生的機(jī)率較少。第三章 射線探傷康普頓效應(yīng)：（圖）第三章 射線探傷電子對(duì)效應(yīng)： 高能量的光子與物質(zhì)的原子核或電子發(fā)生相互作用時(shí)，光子可以轉(zhuǎn)化為一對(duì)正、負(fù)電子，此時(shí)入射光子消失，產(chǎn)生的正、負(fù)電子對(duì)向不同方向飛出，其方向與入射光子的能量相關(guān)。（圖）瑞利散射： 瑞利散射是指入射光子與原子核內(nèi)層軌道電子發(fā)生碰撞，一個(gè)束縛電子吸收入射光子后躍遷到高能級(jí)，隨即又釋放出一個(gè)能量約等于入射光子能量的散射光子的過(guò)程，過(guò)程中光子能量的損失可以不計(jì)。這種散射隨著光子能量的增大而急劇減小，但在入射光子能量較低時(shí)，必須注意瑞利散射。第三章 射線探傷

28、電子對(duì)效應(yīng)：第三章 射線探傷第三章 射線探傷 射線的衰減: 由于光電效應(yīng)、湯姆遜散射、康普頓效應(yīng)、電子對(duì)效應(yīng)和瑞利散射等，使射線因吸收和散射而失去一部分能量，強(qiáng)度相應(yīng)減弱的現(xiàn)象。 可用衰減定律表達(dá)： 射線透過(guò)厚度的物質(zhì)后的射線強(qiáng)度 射線的初始強(qiáng)度 透過(guò)物質(zhì)的厚度 線衰減系數(shù)第三章 射線探傷 射線的衰減:四、探傷的基本原理 射線探傷的實(shí)質(zhì)是根據(jù)被檢工件與其內(nèi)部缺陷介質(zhì)對(duì)射線能量的衰減程度不同，而引起射線透過(guò)工件后的強(qiáng)度差異，使缺陷能在射線底片上或X光電視屏幕上顯示出來(lái)。透過(guò)缺陷部位的射線強(qiáng)度：（射線探傷原理圖1、原理圖2）第三章 射線探傷四、探傷的基本原理第三章 射線探傷（1）Ix，缺陷部位透過(guò)

29、射線強(qiáng)度大于周圍完好部分。底片上為黑色影像，X光電視屏幕上呈白灰色影像。如氣孔、夾渣等 （2）時(shí)， IIx，缺陷部位透過(guò)射線強(qiáng)度小于周圍完好部分。底片上為白色影像，X光電視屏幕上呈黑色影像。如夾鎢 。 （3）時(shí)， x很小且趨近于零，I Ix，缺陷部位與周圍完好部分透過(guò)的射線強(qiáng)度無(wú)差異。底片上得不到顯示。第三章 射線探傷（1）Ix，缺陷部位透過(guò)射線強(qiáng)度大于周圍完第二節(jié) 射線探傷設(shè)備一、X射線機(jī) 1、分類和用途 按結(jié)構(gòu)形式分類： 攜帶式適用于施工現(xiàn)場(chǎng)和野外 移動(dòng)式適用于中小厚度板 固定式適用于大型工件和復(fù)雜結(jié)構(gòu) (固定式、移動(dòng)式）第三章 射線探傷第二節(jié) 射線探傷設(shè)備第三章 射線探傷按射線束的輻射角

30、可分為：定向輻射適用于各種場(chǎng)合（定向式）周向輻射適合于管道、鍋爐、壓力容 器（周向式）按X射線機(jī)的焦點(diǎn)尺寸可分為： 微焦點(diǎn) 小焦點(diǎn) 常規(guī)焦點(diǎn)按X射線機(jī)的工作電壓可以分為： 恒壓X射線機(jī) 脈沖X射線機(jī)第三章 射線探傷按射線束的輻射角可分為：第三章 射線探傷按加在X射線管上電壓脈沖的頻率不同可以分為： 恒頻X射線機(jī) 變頻X射線機(jī)按X射線管使用的材料不同可以分為： 玻璃管X射線機(jī) 陶瓷管X射線機(jī)（金屬管）特殊用途X射線機(jī)： 軟X射線機(jī)金屬薄件、非金屬材料等低 原子序數(shù)物質(zhì)的內(nèi)部缺陷。 微焦點(diǎn)X射線機(jī) 半導(dǎo)體器件、集成電 路等 。 第三章 射線探傷按加在X射線管上電壓脈沖的頻率不同可以分為：第三章 射

31、線 X射線機(jī)的組成（X射線機(jī)） ： 射線發(fā)生器（X射線管） 高壓發(fā)生器 冷卻系統(tǒng) 控制系統(tǒng) 高壓電纜等 第三章 射線探傷 第三章 射線探傷射線發(fā)生器（射線發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖） 主要產(chǎn)生X射線。單獨(dú)的射線發(fā)生器主要由X射線管、外殼和充填的絕緣介質(zhì)組成。 外殼由金屬制做，上有一系列的插座，還應(yīng)有一定厚度的鉛屏蔽層。高壓發(fā)生器 提供X射線管的加速電壓陽(yáng)極和陰極的電位差和X射線的燈絲電壓。主要由高壓變壓器、高壓整流管、燈絲變壓器等組成，機(jī)殼內(nèi)充滿耐高壓的絕緣介質(zhì)（如高抗電強(qiáng)度的變壓器油）。 第三章 射線探傷射線發(fā)生器（射線發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖）第三章 射線探傷冷卻系統(tǒng)采取的冷卻方式： 油循環(huán)冷卻主要應(yīng)用于固

32、定式射線機(jī) 水循環(huán)冷卻只能用在陽(yáng)極接地的情況，主 要應(yīng)用于移動(dòng)式X射線機(jī)。 輻射散熱冷卻主要用在便攜式射線機(jī)?？刂葡到y(tǒng) 主要包括基本電路、電壓和電流調(diào)節(jié)部分、冷卻和時(shí)間等控制部分、保護(hù)裝置等。第三章 射線探傷高壓電纜 移動(dòng)式和固定式X射線機(jī)的高壓發(fā)生器與射線發(fā)生器之間，應(yīng)采用高壓電纜連接。 高壓電纜主要由：同軸芯線、絕緣層、半導(dǎo)體層、金屬網(wǎng)和保護(hù)層等組成。（高壓電纜結(jié)構(gòu)示意圖）冷卻系統(tǒng)第三章 射線探傷高壓電纜2、X射線管 1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（X射線管結(jié)構(gòu)示意圖） 2）工作原理 3）焦點(diǎn) （ 焦點(diǎn)示意圖）3、主要技術(shù)指標(biāo) （ X射線機(jī)主要性能）第三章 射線探傷二、射線機(jī)（射線機(jī)本體結(jié)構(gòu)）按結(jié)構(gòu)形式分為

33、：攜帶式 移動(dòng)式 爬行式主要源是：60Co（鈷）、192Ir（銥）、137Cs（銫）、134Yb（鐿）等。2、X射線管第三章 射線探傷二、射線機(jī)（射線機(jī)本體結(jié)三、加速器 加速器的類型：電子感應(yīng)式 電子直線式 電子回旋式常用的是電子直線式加速器 (示意圖)( 加速器主要性能)四、射線探傷設(shè)備的初步選擇初步選擇應(yīng)考慮的因素： 射線能穿透的材料厚度(見(jiàn)圖3-8） 顯像質(zhì)量 曝光時(shí)間 裝置對(duì)位及移動(dòng)的難易程度 第三章 射線探傷三、加速器第三章 射線探傷第三節(jié) 射線照相法一、射線探傷系統(tǒng)基本組成 1、射線源X、射線源和加速器 2、射線膠片（見(jiàn)圖3-10） 3、增感屏（見(jiàn)圖3-11） 4、象質(zhì)計(jì) 5、鉛罩

34、、鉛光闌 6、鉛遮板 7、底部鉛板 8、濾板 9、暗盒 10、標(biāo)記帶第三章 射線探傷第三節(jié) 射線照相法第三章 射線探傷二、探傷條件的選擇 1、選擇原則 （1）象質(zhì)等級(jí) （2）黑度 （3）靈敏度 2、射線源的選擇 （1）射線能量 （2）射線強(qiáng)度 （3）焦點(diǎn)尺寸 （4）輻射角 3、幾何參數(shù)的選擇 （1）焦點(diǎn)大小的影響 （2）透照距離 （3）缺陷至膠片距離 第三章 射線探傷二、探傷條件的選擇第三章 射線探傷 4、曝光條件的選擇 5、散射線的控制 6、透照方式的選擇 （1）射線入射方向的選擇 （2）透照厚度差的控制 7、膠片的暗室處理 （1）暗室 （2）處理程序 顯影 停顯 定影 水洗和干燥第三章 射

35、線探傷 4、曝光條件的選擇第三章 射線探傷三、焊縫射線底片的評(píng)定 1、底片質(zhì)量的評(píng)定 （1）黑度值（含灰霧度） （2）象質(zhì)指數(shù) （3）檢驗(yàn)標(biāo)記齊全、正確 （4）B標(biāo)記 （5）檢驗(yàn)區(qū)內(nèi)有無(wú)偽缺陷 （6）其他妨礙底片評(píng)定的缺陷(底片上的標(biāo)記帶)第三章 射線探傷三、焊縫射線底片的評(píng)定第三章 射線探傷 2、焊縫質(zhì)量的評(píng)級(jí) 依據(jù)相應(yīng)的國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(GB/T33232005) 3、焊接缺陷在射線探傷中的顯示（圖）（鑄造缺陷） 4、缺陷位置的確定 （1）雙重曝光法 （2）放置標(biāo)記的雙重曝光法四、射線探傷的一般程序 （1）焊縫表面質(zhì)量檢查 （2）委托單項(xiàng)目 （3）貼片 （4）對(duì)位 （5）檢驗(yàn)報(bào)告 （6）存檔

36、第三章 射線探傷 2、焊縫質(zhì)量的評(píng)級(jí)第三章 射線探傷第四節(jié) 射線實(shí)時(shí)圖像法探傷一、熒光屏電視成象法二、光電增強(qiáng)電視成象法（圖）三、X光圖像增強(qiáng)電視成象法（圖）四、X射線光導(dǎo)攝像機(jī)直接成象法（圖）第三章 射線探傷第四節(jié) 射線實(shí)時(shí)圖像法探傷第三章 射線探傷第五節(jié) 射線計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù) 簡(jiǎn)稱CTComputer Tomography 原理根據(jù)物體橫斷面上的投影數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后，建立橫斷面的圖像。 裝置見(jiàn)圖3-54、55.第六節(jié) 射線探傷中的安全防護(hù) 安全防護(hù)： 距離防護(hù) 時(shí)間防護(hù) 屏蔽防護(hù)第三章 射線探傷第五節(jié) 射線計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)第三章 射線探傷第四章超聲波探傷第一節(jié) 超聲波探傷基本原理一、超聲波的產(chǎn)生和接收 超聲波的產(chǎn)生和接收主要由超聲探傷儀和探頭完成，探頭的主要組成： 1、壓電晶片 材料：?jiǎn)尉?、硫酸鋰、碘酸鋰?多晶鈦酸鋇、鈦酸鉛、鋯鈦酸鉛等 作用：發(fā)射和接收超聲波 2、吸收塊（阻尼塊） 材料：環(huán)氧樹脂、硬化劑、增塑劑、橡膠液、 鎢粉等。 作用：吸收雜波 3、保護(hù)膜 軟膜耐磨橡膠、塑料等 硬膜不銹鋼片、剛玉片、環(huán)氧樹脂等 4、匹配電感（有時(shí)裝在儀器內(nèi)部）第