CN111537619B - 一种用于汽包封头环焊缝tofd检测模拟试块 - Google Patents

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Abstract

本发明属于焊接技术领域，尤其涉及汽包封头环焊缝检测用模拟试块。一种用于汽包封头环焊缝TOFD检测模拟试块，由两个与被检汽包筒节曲率相同的圆弧板对焊牢，并在焊缝中预埋缺陷，焊缝上、下表面开设有若干槽，其特征在于，焊缝下表面形成2mm未焊透，焊缝内预埋裂纹、条形夹渣、层间未熔合缺陷。本发明既可以验证环焊缝对接焊缝TOFD检测工艺参数正确性，也可以验证汽包封头环焊缝TOFD检测工艺参数的正确性。

Description

一种用于汽包封头环焊缝TOFD检测模拟试块
技术领域
本发明属于焊接技术领域，尤其涉及汽包封头环焊缝检测用模拟试块。
背景技术
目前用于TOFD检测技术的模拟试块主要是平板对接模拟试块，模拟试块能够有效验证工艺参数的设计是否合适，但是承压设备对接焊缝形式往往不是板与板对接，例如火电厂汽包封头与筒节环焊缝就不是板与板对接，因此用平板对接模拟试块校准好的工艺参数，用于汽包封头环焊缝的TOFD检测显然不能够对汽包封头环焊缝进行有效检测。
另外，在已知的焊缝缺陷中，制作的裂纹缝隙不能满足检测需要，其主要原因是裂纹的方向、长度大小等不易控制，具有不确定性。
发明内容
为了验证汽包封头环焊缝TOFD检测工艺是否正确，本发明创造一种用于汽包封头环焊缝TOFD检测模拟试块，该试块不仅能够验证平板对接焊缝工艺参数正确性，而且还能有效验证汽包封头环焊缝工艺参数正确性。
本发明所提供的技术方案是：
一种用于汽包封头环焊缝TOFD检测模拟试块，由两个与被检汽包筒节曲率相同的圆弧板对焊牢，并在焊缝中预埋缺陷，焊缝上、下表面开设有若干槽，焊缝下表面形成2mm未焊透，焊缝内预埋裂纹、条形夹渣、层间未熔合缺陷。
具体的，所述焊缝上、下表面分别开设有至少一个尖角槽。
具体的，所述焊缝上、下表面分别开设有至少一个长方形槽。
具体的，，焊缝中未焊透、裂纹、条形夹渣、层间未熔合缺陷均匀分布在焊缝长度内。
优选的，所述裂纹缺陷采用如下步骤制备，
准备由微等离子体氧化技术处理的铝合金条，按照要求将铝合金条设置成预设裂纹的形状，所述铝合金条的长度与预设裂纹的长度一致；
将两个圆弧板进行组队，采用电焊条在圆弧板的坡口位置先进行打底焊再进行填充焊，焊接过程中，在对应的焊缝金属层按照预设裂纹的数量、区域、方向和长度开设相对应的沟槽，所述沟槽的空间与铝合金条的体积向适配，将铝合金条的放置于沟槽内，继续采用电焊条对沟槽进行填充焊，使铝合金条被覆盖于沟槽内，保持该填充层厚度为4-7mm，通过局部加热方式使铝合金条位置焊缝温度在200-500摄氏度之间，保持温度2-5min，然后加热部位自然冷却至室温后，制成裂纹缺陷。
优选的，将电源的正负极连接在铝合金条的两侧，通过电流对铝合金条位置焊缝进行局部加温。
优选的，将铝合金条位置焊缝部分放置于电磁磁场中进行局部加热。
本发明创造的有益效果是，既可以验证环焊缝对接焊缝TOFD检测工艺参数正确性，也可以验证汽包封头环焊缝TOFD检测工艺参数的正确性。通过采用微等离子体氧化技术处理的铝合金条制作裂缝，同时利用微等离子体氧化技术处理的铝合金的耐高温和较低的热膨胀性能，不会因为铝合金条位置的焊缝部位的温度变化产生较大的体积变化，但是焊缝材料受到温度的变化产生膨胀收缩，使得铝合金条与焊缝材料之间形成裂缝。本发明所述铝合金条位置焊缝温度为该处焊缝的表面温度。
本发明原传统磨具厂制造的缺陷相比，采用微等离子体氧化技术处理的铝合金条作为制作裂缝的材料，可很好的控制缺陷的走向，缺陷的大小可根据需要选用不同大小的铝合金条。
附图说明
图1是本发明所述试块的焊缝示意图。
图2是本发明所述焊缝的截面图。
图3是尖角槽的结构示意图。
图4是长方形槽的结构示意图。
1圆弧板 2焊缝 3上表面 4下表面 a角为60度。
具体实施方式
实施例1
一种用于汽包封头环焊缝TOFD检测模拟试块，由两个与被检汽包筒节曲率相同的圆弧板对焊牢，并在焊缝中预埋缺陷，焊缝上、下表面开设有若干槽，
焊缝下表面形成2mm未焊透，焊缝内预埋裂纹、条形夹渣、层间未熔合缺陷。
所述焊缝上、下表面分别开设有至少一个尖角槽。所述焊缝的上表面为汽包筒节的外表面。所述焊缝的下表面为汽包筒节的内表面。
所述焊缝上、下表面分别开设有至少一个长方形槽。
焊缝中未焊透、裂纹、条形夹渣、层间未熔合缺陷均匀分布在焊缝长度内。
所述裂纹缺陷采用如下步骤制备，
准备由微等离子体氧化技术处理的铝合金条，按照要求将铝合金条设置成预设裂纹的形状，所述铝合金条的长度与预设裂纹的长度一致；
将两个圆弧板进行组队，采用电焊条在圆弧板的坡口位置先进行打底焊再进行填充焊，焊接过程中，在对应的焊缝金属层按照预设裂纹的数量、区域、方向和长度开设相对应的沟槽，所述沟槽的空间与铝合金条的体积向适配，将铝合金条的放置于沟槽内，继续采用电焊条对沟槽进行填充焊，使铝合金条被覆盖于沟槽内，保持该填充层厚度为4mm，通过局部加热方式使铝合金条位置焊缝温度在300摄氏度，保持温度3min，然后加热部位自然冷却至室温后，制成裂纹缺陷。
将电源的正负极连接在铝合金条的两侧，通过电流对铝合金条位置焊缝进行局部加温。
通过电流在铝合金条周边的焊缝材料通过，而微等离子体氧化技术处理的铝合金条具有较好的绝缘性能，使得铝合金条周边的焊缝材料高温膨胀，冷却后收缩，使焊缝材料与铝合金条形成裂缝，同时由于铝合金条的形状受温度变化影响较小，则焊缝材料与铝合金条形成的裂缝与铝合金条的形状一致性好，操作方便快捷。另外，通过局部加温，使焊缝材料与同样材料的圆弧板具有较好的亲和性，利于高温的焊缝材料冷却过程中向圆弧板基体或温度较低的焊缝材料方向收缩，形成的裂纹稳定性好。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，将两个圆弧板进行组队，采用电焊条在圆弧板的坡口位置先进行打底焊再进行填充焊，焊接过程中，在对应的焊缝金属层按照预设裂纹的数量、区域、方向和长度开设相对应的沟槽，所述沟槽的空间与铝合金条的体积向适配，将铝合金条的放置于沟槽内，继续采用电焊条对沟槽进行填充焊，使铝合金条被覆盖于沟槽内，保持该填充层厚度为5mm，通过局部加热方式使铝合金条位置焊缝温度在200摄氏度之间，保持温度2.5min，然后加热部位自然冷却至室温后，制成裂纹缺陷。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于，将两个圆弧板进行组队，采用电焊条在圆弧板的坡口位置先进行打底焊再进行填充焊，焊接过程中，在对应的焊缝金属层按照预设裂纹的数量、区域、方向和长度开设相对应的沟槽，所述沟槽的空间与铝合金条的体积向适配，将铝合金条的放置于沟槽内，继续采用电焊条对沟槽进行填充焊，使铝合金条被覆盖于沟槽内，保持该填充层厚度为7mm，通过局部加热方式使铝合金条位置焊缝温度在500摄氏度之间，保持温度5min，然后加热部位自然冷却至室温后，制成裂纹缺陷。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于，将铝合金条位置焊缝部分放置于电磁磁场中进行局部加热。微等离子体氧化技术处理的铝合金条具有较好的耐高温性能，其热膨胀系数较低，铝合金条耐热性好。
采用电焊条在圆弧板的坡口位置先进行打底焊再进行填充焊，焊接过程中，在对应的焊缝金属层按照预设裂纹的数量、区域、方向和长度开设相对应的沟槽，所述沟槽的空间与铝合金条的体积向适配，将铝合金条的放置于沟槽内，继续采用电焊条对沟槽进行填充焊，使铝合金条被覆盖于沟槽内，保持该填充层厚度为4mm，通过局部加热方式使铝合金条位置焊缝温度在300摄氏度，保持温度1min，然后加热部位自然冷却至室温后，制成裂纹缺陷。
实施例5
本实施例与实施例4的区别在于，采用电焊条在圆弧板的坡口位置先进行打底焊再进行填充焊，焊接过程中，在对应的焊缝金属层按照预设裂纹的数量、区域、方向和长度开设相对应的沟槽，所述沟槽的空间与铝合金条的体积向适配，将铝合金条的放置于沟槽内，继续采用电焊条对沟槽进行填充焊，使铝合金条被覆盖于沟槽内，保持该填充层厚度为7mm，通过局部加热方式使铝合金条位置焊缝温度在400摄氏度，保持温度3min，然后加热部位自然冷却至室温后，制成裂纹缺陷。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (4)

1.一种用于汽包封头环焊缝TOFD检测模拟试块，由两个与被检汽包筒节曲率相同的圆弧板对焊牢，并在焊缝中预埋缺陷，焊缝上、下表面开设有若干槽，
其特征在于，焊缝下表面形成2mm未焊透，焊缝内预埋裂纹、条形夹渣、层间未熔合缺陷；
所述裂纹缺陷采用如下步骤制备，
准备由微等离子体氧化技术处理的铝合金条，按照要求将铝合金条设置成预设裂纹的形状，所述铝合金条的长度与预设裂纹的长度一致；
将两个圆弧板进行组队，采用电焊条在圆弧板的坡口位置先进行打底焊再进行填充焊，焊接过程中，在对应的焊缝金属层按照预设裂纹的数量、区域、方向和长度开设相对应的沟槽，所述沟槽的空间与铝合金条的体积向适配，将铝合金条的放置于沟槽内，继续采用电焊条对沟槽进行填充焊，使铝合金条被覆盖于沟槽内，保持填充层厚度为4-7mm，通过局部加热方式使铝合金条位置焊缝温度在200-500摄氏度之间，保持温度2-5min，然后加热部位自然冷却至室温后，制成裂纹缺陷；
将电源的正负极连接在铝合金条的两侧，通过电流对铝合金条位置焊缝进行局部加温；
通过电流在铝合金条周边的焊缝材料通过，铝合金条周边的焊缝材料高温膨胀，冷却后收缩，使焊缝材料与铝合金条形成裂纹。
2.根据权利要求1所述一种用于汽包封头环焊缝TOFD检测模拟试块，其特征在于，所述焊缝上、下表面分别开设有至少一个尖角槽。
3.根据权利要求1所述一种用于汽包封头环焊缝TOFD检测模拟试块，其特征在于，所述焊缝上、下表面分别开设有至少一个长方形槽。
4.根据权利要求1所述一种用于汽包封头环焊缝TOFD检测模拟试块，其特征在于，焊缝中未焊透、裂纹、条形夹渣、层间未熔合缺陷均匀分布在焊缝长度内。
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