CN103737190B - 一种预制孔洞型焊缝缺陷的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种预制孔洞型焊缝缺陷的方法，以泡沫塑料为原材料制作成和焊接缺陷形状一样的缺陷实体，在缺陷实体外表面先均匀冷喷涂一层厚度为10～20μm的耐高温的金属层，再均匀喷涂一层厚15～20μm氧化铝陶瓷层；在焊接的过程中，将已经喷涂了金属层和氧化铝陶瓷层的缺陷实体，按照所需的缺陷位置，固定在焊缝中、所需的缺陷位置处，继续焊接，直至焊接完成。在焊接过程中缺陷实体中的沫塑料气化，从而获得所需的孔洞型焊缝缺陷。本发明不受焊接缺陷中的孔洞类型、大小、形状等的限制，效率高，能够保证预制的焊接缺陷的形状、尺寸及位置精度，可操作性强、适用性好，特别适用于孔洞型焊接缺陷的预制。

Description

一种预制孔洞型焊缝缺陷的方法
技术领域
本发明涉及焊接和无损检测领域，尤其是一种预制孔洞型焊缝缺陷的方法。
发明背景
我国工业高速发展，在发展过程中焊接工作的质量要求也越来越严格。焊接缺陷可由多种原因造成，焊接缺陷种类也繁多，大致可分为表面缺陷和内部缺陷，就算是微小的内部缺陷在冲击、振动的持续作用下，也会造成结构的断裂，甚至是重大的安全事故。尤其是孔洞型缺陷是裂纹源，对焊接结构件的安全性至关重要，焊接缺陷的检测是保证焊接结构件安全性的重要手段。
为了对各类焊接缺陷进行检测和规律性探索，有时候在焊缝中需要设置指定形状、大小和排列方式的焊接缺陷。但是，目前常规的预制焊接缺陷都是在焊接过后，在焊缝上利用钻头钻孔，以此作为焊接缺陷中的孔洞。例如申请公布号为CN102950444A的发明专利申请，提供了“一种管道螺旋焊缝缺陷加工制作方法”，用记号笔在管道表面标记出需要切下的含螺旋焊缝的金属板，然后使用切割机将含螺旋焊缝金属板切下。在金属板的螺旋焊缝相应位置使用切割、磨削与打磨手段，加工出预定长度与宽度的穿透缺陷，然后用与设计缺陷相同尺寸的黄铜片填充到缺陷位置，在黄铜片埋藏缺陷的两侧或开口型缺陷一侧打底焊，然后填充焊直至正常外形；最后，把加工完螺旋焊缝缺陷的金属板重新回焊到管道上，并将回焊的焊缝余高磨平；至此，一个焊缝缺陷加工制作完成。该发明专利申请能进行螺旋焊缝不同位置、不同尺寸的缺陷加工制作，可用来进行牵拉试验，完成检测器标定和性能指标验证，提高管道完整性评价结果的精确性。这种预制焊接缺陷的方法存在以下问题：
1.只能预制表面的规则的孔洞型焊接缺陷。
2.内部孔洞型焊接缺陷以及不规则的孔洞型焊接缺陷无法实现。
3.破坏了焊缝的完整性，尤其对无损检测，有时候达不到检测的要求。
4.孔洞的精度无法保证。
5.微型孔洞无法采用钻孔的方式获得。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够预制各类复杂孔洞型焊缝缺陷的方法。
本发明是通过以下技术方案实现上述技术目的的。
一种预制孔洞型焊缝缺陷的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）以泡沫塑料为原材料制作成和焊接缺陷形状一样的缺陷实体，在缺陷实体外表面先均匀冷喷涂一层厚度为10～20μm的耐高温的金属层，再均匀喷涂一层厚15～20μm氧化铝陶瓷层；
（2）在焊接的过程中，将已经喷涂了金属层和氧化铝陶瓷层的缺陷实体，按照所需的缺陷位置，固定在焊缝中、所需的缺陷位置处，继续焊接，直至焊接完成。
优选地，所述金属层是采用低压冷喷涂法冷喷涂在缺陷实体外表面上，冷喷涂压力不超过5个大气压。
优选地，所述缺陷实体的尺寸S和预制焊接缺陷的外形尺寸W存在以下关系：S=W-D1-D2，其中D1为金属层的厚度，D2为氧化铝陶瓷层的厚度。
优选地，所述缺陷实体采用快速原型法制造。
优选地，所述已经喷涂了金属层和氧化铝陶瓷层的缺陷实体采用粘接剂固定。
本发明根据孔洞型焊接缺陷的形状和尺寸，以泡沫塑料为原材料制作和焊接缺陷形状一样的缺陷实体，并在缺陷实体表面喷涂金属和氧化铝陶瓷层，在焊接过程中缺陷实体中的沫塑料气化，从而获得所需的孔洞型焊缝缺陷。
本发明具有如下优势：
1.利用制造缺陷实体的方法来制取孔洞型焊接缺陷，不受焊接缺陷中的孔洞类型、大小、形状等的限制，尤其是内部的孔洞型焊接缺陷采用该方法具有独特的效果。
2.焊接缺陷的预制效率高，能够一次性预制多个焊接缺陷。
3.缺陷实体外表面采用耐高温的金属层和氧化铝陶瓷，能够保证实体外形不变及增强实体的强度，保证预制的焊接缺陷的形状和尺寸。
4.缺陷实体能够根据实际需要定位，保证了焊接缺陷位置的精度。
本发明所述的预制孔洞型焊缝缺陷的方法，可操作性强、适用性好、工作效率高，特别适用于孔洞型焊接缺陷的预制。
附图说明
图1为本发明所述预制孔洞型焊缝缺陷的方法预制的焊缝缺陷示意图。
图2是所述缺陷实体的结构示意图。
其中：
1-第一母材，2-第n道焊缝，3-焊接缺陷，4-第n+1道焊缝，5-焊缝，6-第二母材，7-金属层，8-氧化铝陶瓷层，9-缺陷实体。
具体实施方式
为了更清楚的说明本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明进一步详细说明。
本发明所述预制孔洞型焊缝缺陷的方法，仅用于预制孔洞型焊接缺陷，不包括夹杂焊接缺陷。首先，根据所需要焊接缺陷3的形状、大小，以泡沫塑料为原材料制作成和焊接缺陷3形状一样的缺陷实体9。当需要预制椭圆型孔洞的焊接缺陷3时，如图2所示，以泡沫塑料为原材料制作成和焊接缺陷3形状一样的椭圆型缺陷实体9，所述缺陷实体9可以采用快速原型法制造。先通过低压冷喷涂法在缺陷实体9外表面均匀冷喷涂一层10～20μm厚的耐高温的金属层7，冷喷涂压力最大不超过5个大气压。再均匀喷涂一层厚15～20μm氧化铝陶瓷层8，用于增强其耐高温性、增强强度，使得缺陷实体9能够保持外形不变。缺陷实体9的外形尺寸S和焊接缺陷3的外形尺寸W存在以下关系：S=W-D1-D2，其中D1为金属层的厚度，D2为氧化铝陶瓷层的厚度。
然后，按照多道焊接的顺序对第一母材1和第二母材6一层层的进行焊接，第n道焊缝2焊接结束后，按照所需缺陷的位置在第n道焊缝2相应的位置处安放已经涂覆金属层7和氧化铝陶瓷层8的缺陷实体9。当第n+1道焊缝4焊接到缺陷实体9所处位置时，焊接过程的高温使得缺陷实体9内部的泡沫塑料气化、并从金属层7和氧化铝陶瓷层8的缝隙处逸出。焊接结束后，在焊缝5中形成一个由金属层7和氧化铝陶瓷粉层8包覆的孔洞型焊接缺陷3，完成所需要的焊缝缺陷3，如图1所示。
上述实施例为本发明的一个具体实施方式，并非本发明所有实施例的穷举，因此在本发明的基础上，有本领域技术人员所作出的任何显而易见的改进、替换或变型，均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种预制孔洞型焊缝缺陷的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)以泡沫塑料为原材料制作成和焊接缺陷(3)形状一样的缺陷实体(9)，在缺陷实体(9)外表面先均匀冷喷涂一层厚度为10～20μm的耐高温的金属层(7)，再均匀喷涂一层厚15～20μm氧化铝陶瓷层(8)；所述缺陷实体(9)的尺寸S和预制焊接缺陷(3)的外形尺寸W存在以下关系：S＝W-D1-D2，其中D1为金属层(7)的厚度，D2为氧化铝陶瓷层(8)的厚度；
(2)在焊接的过程中，将已经喷涂了金属层(7)和氧化铝陶瓷层(8)的缺陷实体(9)，按照所需的缺陷位置，固定在焊缝(5)中、所需的缺陷位置处，继续焊接，直至焊接完成。
2.根据权利要求1所述的预制孔洞型焊缝缺陷的方法，其特征在于，所述金属层(7)是采用低压冷喷涂法冷喷涂在缺陷实体(9)外表面上，冷喷涂压力不超过5个大气压。
3.根据权利要求1所述的预制孔洞型焊缝缺陷的方法，其特征在于，所述缺陷实体(9)采用快速原型法制造。
4.根据权利要求1所述的预制孔洞型焊缝缺陷的方法，其特征在于，所述已经喷涂了金属层(7)和氧化铝陶瓷层(8)的缺陷实体(9)采用粘接剂固定。
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