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攪拌摩擦焊技術(shù)是近年來國際上發(fā)展較快的技術(shù)之一，具有對被焊材料損傷小、焊接變形低、焊縫強(qiáng)度高和綠色制造等特點(diǎn)，被譽(yù)為“當(dāng)代最具革命性的焊接技術(shù)”。焊接結(jié)構(gòu)的檢測可以采用無損探傷檢測的方式，新的攪拌摩擦焊工藝的出現(xiàn)，對無損探傷技術(shù)提出了新的要求。

滲透探傷檢測

通過P135E和P6F4進(jìn)行的滲透檢測，可在焊接原狀、單一侵蝕或者雙重侵蝕狀態(tài)下，在攪拌摩擦焊測試板上進(jìn)行，此外，可分別在使用和不使用顯影劑并在不同滲透時間條件下進(jìn)行滲透檢測。

在焊接原狀進(jìn)行滲透檢測，由于檢測能力差、背景噪聲過大，被認(rèn)為是一種不可接受的方法。在侵蝕條件下，通過P135E和P6F4對攪拌摩擦焊結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測，能夠成功檢測出根部的未焊合缺陷。由于每種滲透劑的檢測敏感度不同，檢測結(jié)果也有所不同。

使用P135E能夠成功檢測出深度大于或者等于1.626 mm的未焊合缺陷，使用P6F4能夠成功檢測出深度大于或等于1.270 mm的未焊合缺陷。與單一侵蝕相比，在應(yīng)用滲透劑之前通過腐蝕性侵蝕劑進(jìn)行雙重侵蝕，能夠提高對未焊合缺陷的檢測率。

單一侵蝕和雙重侵蝕之間的差異是指，單一侵蝕能夠去除0.005~0.010 mm的金屬，雙重侵蝕能夠清除0.010~0.015 mm的金屬。測試結(jié)果表明，在應(yīng)用滲透劑之前，通過侵蝕方法至少能夠去除0.010 mm的金屬，從而改善對未焊合缺陷的檢測率。

研究表明，滲透探傷檢測應(yīng)該包括：在應(yīng)用滲透溶液之前，利用侵蝕溶液去除0.010~0.015mm的金屬層。而延長滲透液滲透時間和使用顯影劑，并不會改善未焊合缺陷的檢測率。

超聲波探傷檢測

包括洛克希德·馬丁公司的無損探傷工程師和技術(shù)人員對攪拌摩擦焊試件進(jìn)行了超聲波檢測，他們使用了傳統(tǒng)超聲波探頭和多探頭，以及L形波、剪形波和多角度傳感器。研究結(jié)果表明，采用這些技術(shù)能夠探測到材料厚度15%~20%處的未焊合缺陷。

攪拌摩擦焊工具的改變會直接影響未焊合缺陷的金相特征，使得缺陷閉合更加緊密，更不容易檢測。在改善攪拌摩擦焊工藝的同時，需要研究改進(jìn)相應(yīng)的超聲波探傷檢測方法。通過對相控陣超聲波檢測技術(shù)的改進(jìn)，能夠檢測材料厚度25%~30%處的焊接缺陷。相控陣超聲波檢測技術(shù)能夠提供多個方向的回波，從而提供關(guān)于缺陷的位置信息以及整個厚度上的缺陷信息。

射線探傷檢測

X射線照相檢測是對攪拌摩擦焊的試件進(jìn)行膠片照相或者數(shù)字照相。研究結(jié)果表明，這種方法能夠可靠地(達(dá)到90%的概率和95%的置信度)檢測出大于或者等于材料厚度30%的未焊透缺陷。

然而，采用X射線膠片照相檢測不同合金的焊接接頭存在困難，在這種情況下很難辨別未焊透缺陷。其原因有兩方面：

首先，不同的鋁合金焊接以后會在接頭處形成兩種合金的混合物，混合物中銅和鋁的成分會存在幾個百分點(diǎn)的差異。銅的含量不同，對X射線的傳輸存在較大影響，需要相關(guān)人員“訓(xùn)練”眼力，從而能夠準(zhǔn)確地解讀獲得的膠片圖像。

其次，不同的合金采用攪拌摩擦焊以后，在合金混合區(qū)域(如A12219與A12195的混合)，未焊透缺陷會變得更加緊密，不容易進(jìn)行檢測。

渦流檢測

大多用于攪拌摩擦焊的渦流探針配置成有許多線圈構(gòu)成的矩陣，這也可以具備更高的靈敏度。每個掃描線圈形成一個特殊區(qū)域，并且針對具體應(yīng)用，線圈要進(jìn)行優(yōu)化。進(jìn)一步對探針進(jìn)行設(shè)計，以使線圈間沒有交叉干涉，而每種形狀的配置都成為可能。

總而言之，有許多不同的技術(shù)用以監(jiān)控和檢測焊縫質(zhì)量。特定的技術(shù)之所以被選用，受應(yīng)用相關(guān)的需求驅(qū)動。

結(jié)束語

在我國新型航空設(shè)備的制造過程中，新的制造工藝和制造技術(shù)獲得了更大范圍的應(yīng)用。新工藝、新技術(shù)的應(yīng)用可以提高航空部件的結(jié)構(gòu)效率和制造效率，也對航空結(jié)構(gòu)的完整性檢測提出了新的挑戰(zhàn)。隨著我國航空市場的活躍和發(fā)展，我們不但要完善制造技術(shù)、提高制造水平，還要通過不斷創(chuàng)新，發(fā)展適應(yīng)新技術(shù)的完整性檢測技術(shù)，保證航空結(jié)構(gòu)的可靠性。