焊接工藝自誕生以來,就在人類生產生活中發(fā)揮著重要作用,并且?guī)缀醺采w所有工業(yè)行業(yè),如建筑、重工、車輛、輪船、航天等。但來自于焊縫內外部的缺陷,通常會導致焊接失效,如焊接強度降低、焊接密封不良、焊縫美觀性差等。為此,通常采用兩大類檢測手段對焊接質量進行檢測,即非破壞性檢測和破壞性檢測。
焊縫表面質量檢測作為非破壞性檢測的常用檢測方式,從焊接工藝誕生時就成為一種不可或缺的檢測手段,并且隨著技術的發(fā)展已產生多種檢測方式。下文主要針對目視檢測、量規(guī)檢測、滲透檢測、磁粉檢測、光學檢測五種方式進行簡要介紹。
1.目視檢測
此方法最為常規(guī),在恰當光照條件、目視角度下,檢測員不依賴任何檢測工具對被測所有焊縫進行人工目視檢測,依據檢驗指導書或工作經驗判斷焊縫的合格與否。
該方式存在諸多弊端,如批量生產勞作強度高、誤漏檢嚴重、檢驗標準難以一致化、缺陷難以量化、檢驗結果難以批量記錄等。其檢測質量的保證更多依賴于檢測員工作責任心。
2.量規(guī)檢測
該方法結合被檢焊縫特點可定制相應量規(guī),檢驗員可利用該量規(guī)對被測焊縫若干位置的若干缺陷進行定量檢測。
通常,該方法需要檢驗員首先目視判定焊縫的缺陷位置、類型,然后再對其進行量取檢測。但此方法難以對整條焊縫量化。同時數據的人工記錄繁瑣、追溯性差,當對同一焊縫評價多種缺陷時通常需要切換不同量規(guī),不利于批量檢測。
3.滲透檢測
相對于前兩種檢測方法而言,在恰當操作前提下,滲透檢測更能夠清晰地將包括微小裂紋類缺陷在內的焊縫表面缺陷顯露出來。
該方法常規(guī)檢測步驟包括預處理、預清洗、滲透液噴浸、清洗干燥、現像、檢測、后處理等,單次單件檢測耗時長,不利于批量多件檢測。由于滲透液通常有一定毒性,并且對被檢工件的表面狀態(tài)有一定要求(尤其指清潔程度),因此應用范圍受到限制。
4.磁粉檢測
此方法可探知焊縫表面或近表面的缺陷,利用缺陷破壞了焊縫連續(xù)性,導致磁場畸變這一特點,通過鋪設在焊縫表面磁粉的分布情況,即可判定存在缺陷的位置。為便于識別,通常加入熒光劑。
該方法要求被測物具備磁性,無法應用于不可磁化的材料。同時,由于該方法需要通過一定時間磁化被測物,隨后噴灑磁粉或磁懸液,因此不適用批量百檢的應用。
5.光學檢測
焊縫表面質量的光學檢測通常包括兩種實現方式:傳統2D拍照式檢測和新型3D輪廓式檢測。2D拍照式檢測通常配合前景光或者背景光實現焊縫表面凹坑、穿孔、焊縫周邊飛濺(板材平整)等檢測。3D輪廓式檢測則通常采用高精度激光線結構光傳感器掃描獲取焊縫及周邊母材表面3D輪廓,進而通過算法對焊縫尺寸、表面氣孔、穿孔、凹陷、凸起、輪廓A值等表面信息進行計算和缺陷判斷。
該方法采用光學技術通過獲取表面2D圖像或表面輪廓樣貌信息,在特定的工程算法基礎上,實現對焊縫表面質量優(yōu)劣的評定。在多軸高精度滑臺或工業(yè)機器人配合下,光學系統幾乎可以對所有批量可測焊縫實現自動檢測并記錄結果數據。
綜上,由于自動化光學檢測方法檢測標準一致、對被測物材料要求低、可持續(xù)進行檢測工作、記錄數據,實現對每個產品每條焊縫的焊接質量監(jiān)控,逐漸成為越來越多自動化焊接線質量監(jiān)控的首選。光學檢測尤其適用于對焊接工藝穩(wěn)定的自動化生產線的質量監(jiān)控,實現及時高效的缺陷報警。