[发明专利]基于热传导方程的同种焊接件焊接质量检测方法

说明书

技术领域

本发明属于焊接质量检测技术领域，具体涉及一种基于热传导方程的同种焊接件焊接质量检测方法。

背景技术

焊接是工业上广泛使用的一种不可拆的连接方式，它是将需要连接的金属零件在连接处局部加热至熔化或用熔化的金属材料填充，或用加压等方法使其熔合连接在一起，焊接具有施工简单，连接可靠等优点。

在所有运用焊接方法进行构件组装、结构安装、机械生产、船舶制造的领域，焊接质量检测是必不可少的环节。焊接质量检测方法可分为无损检测法与有损检测法。无损检测法与有损检测法相比，具有勿庸置疑的优势。目前的焊接质量无损检测方法主要包括：渗透检验、磁粉检验、射线检验、超声波检查等。

渗透检验是利用带有荧光染料或红色染料的渗透剂的渗透作用，显示缺陷痕迹的无损检验法，常用的有荧光探伤和着色探伤。将擦洗干净的焊件表面喷涂渗透性良好的红色着色剂，待渗透到焊缝表面的缺陷内，将焊件表面擦净。再涂上一层白色显示液，待干燥后，渗入到焊件缺陷中的着色剂由于毛细作用被白色显示剂所吸附，在表面呈现出缺陷的红色痕迹。渗透检验要求焊接件表面光洁，检验效率低。

磁粉检验是将焊件在强磁场中磁化，使磁力线通过焊缝，遇到焊缝表面或接近表面处的缺陷时，产生漏磁而吸引撒在焊缝表面的磁性氧化铁粉。根据铁粉被吸附的痕迹就能判断缺陷的位置和大小。磁粉检验仅适用于检验铁磁性材料表面或近表面处的缺陷。

射线检验有X射线和Y射线检验两种。当射线透过被检验的焊缝时，如有缺陷，则通过缺陷处的射线衰减程度较小，因此在焊缝背面的底片上感光较强，底片冲洗后，会在缺陷部位显示出黑色斑点或条纹。X射线照射时间短、速度快，但设备复杂、费用大，穿透能力较Y射线小，被检测焊件厚度应小于30mm。而Y射线检验设备轻便、操作简单，穿透能力强，能照投300mm的钢板。但检测小于50mm以下焊缝时，灵敏度不高。

超声波检验是利用超声波能在金属内部传播，并在遇到两种介质的界面时会发生反射和折射的原理来检验焊缝内部缺陷的。当超声波通过探头从焊件表面进入内部，遇到缺陷和焊件底面时，发生反射，由探头接收后在屏幕上显示出脉冲波形。根据波形即可判断是否有缺陷和缺陷位置。由于探头与检测件之间存在反射面，因此超声波检查时应在焊件表面涂抹耦合剂。超声波检查要求焊接处表面平整且足够大，否则探头无法放置。

对于大批量同种焊接件，传统焊接质量无损检测方法，其检测设备复杂，检测工序繁琐，检测成高，检测效率低。并且传统焊接质量无损检测方法受到焊接件材料、厚度等诸多因素的限制。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于热传导方程的同种焊接件焊接质量检测方法，其能够快速、高效检测同种焊接件焊接质量是否合格，省去传统焊接质量无损检测繁琐工序，简单经济、检测效率高。

本发明的目的是这样实现的：

一种基于热传导方程的同种焊接件焊接质量检测方法，所述热传导方程为傅里叶热传导方程，如下式：

式中：ΔQ为传导热量，λ为导热系数，表示沿x方向的温度变化率，Δs为传热截面积，Δt为传热时间；

基于热传导方程的同种焊接件焊接质量检测方法包括如下步骤：

步骤一，对于同种批量焊接件，待其冷却至室温后，选取N个焊接件，在该N个焊接件焊缝的一侧采用稳定热源对焊接件施加热能，同时在焊缝的另一侧设置测温点，每间隔时间Δt1，测一次该测温点温度，计算出该测温点温度相对室温的升高值，并记录；

步骤二，对于步骤一中选取的N个焊接件进行力学拉伸实验来判断焊接质量是否合格，对于满足设计最低要求的焊接件作为标准件，其步骤一中测温点相对室温的升高值ΔT1作为标准值；

步骤三，待检测的焊接件冷却至室温后，在其焊缝的一侧采用与步骤一中相同热源对焊接件施加热能，同时在焊缝的另一侧设置测温点，且控制热源以及测温点在焊接件上的位置与步骤一中相同，每间隔时间Δt1，测一次该测温点温度，计算出该测温点温度相对室温的升高值ΔT2，并记录；

步骤四，将步骤三中记录的温度升高值ΔT2与步骤二中标准件的温度升高值ΔT1比较，ΔT2等于ΔT1，判断焊接质量合格，ΔT2小于ΔT1，判断焊接质量不合格。