CN112318068A - 具有多种焊接缺陷的复杂结构件超声波检测试件制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了具有多种焊接缺陷的复杂结构件超声波检测试件制作方法，在两块待焊母材的焊接面上分别加工出坡口单边，并进行预处理；将两块所述待焊母材的单边坡口对齐，组成完整的坡口；在待焊母材组成完整的坡口后，采用钨极氩弧焊打底；再采用焊条电弧焊填充；根据预设裂纹、夹渣夹钨、气孔、坡口未熔合、根部未焊透的数量和位置在相应的焊缝金属层采用熔化极气体保护焊、焊渣等制作不同类型的缺陷；对焊缝的重熔区域进行精修，对焊缝表面实施盖面焊，得到具有多种焊接缺陷的结构试件；在缺陷制作完成后，将焊件调整为平焊位置，采用熔化极气体保护焊在未熔合缺陷上面或侧面焊接一层焊肉以进行后处理。

Description

具有多种焊接缺陷的复杂结构件超声波检测试件制作方法
技术领域
本发明涉及焊接缺陷试板的制作方法技术领域，具体领域为具有多种焊接缺陷的复杂结构件的超声波检测试件的制作方法。
背景技术
随着工业的发展，各种结构钢在焊接结构中的应用日益广泛。目前在工程上的无损检测方法有射线检测(RT)、超声波检测UT)、渗透检测(PT)等。超声波在金属材料焊接的焊缝检测时，声波传播存在声速变化、声束偏转和散射衰减等不同传播特性耦合作用，导致一些特种钢的焊缝超声检查无法使用常规超声检查方式进行。利用UT对于高强钢进行检测时，杂波较多，灵敏度低，对于无损检测人员的经验要求高；PT检测时，裂纹未熔合面积型缺陷易漏检，成本高、检测速度慢，一般是作为一种辅助检测手段；RT检测的对比度差，且需要穿透力更强的放射源，存在安全隐患。因此，就其检测质量以及安全性来说，超声波检测具有明显的优势并能够获得特定的缺陷信号特征。例如，当借助超声波检测特殊结构钢的焊缝时，如果焊缝存在未焊透缺陷，那么超声波检测到的回波会很高且形状单一；如果焊缝中存在裂纹，在超声波检测时，回波幅度比较高，波峰较宽且多峰；如果焊缝中存在夹渣时，因夹渣对超声波有较大的散射和吸收衰减作用，所以夹渣的回波波形的幅度变化比较大，夹渣回波多呈锯齿状且会有小枝峰；当使用超声波检测焊缝中存在的气孔时，回波的高度不会很高，而且随着探头的来回移动回波的起伏变化比较大。但是，工厂实际焊件检测多采用手工检测的方法，凭借有经验的无损检测人员的多年积累知识来鉴定和识别缺陷，该方法具有劳动强度大，识别结果容易出错等问题。因此，本专利提供一种有多种焊接缺陷的复杂结构件的超声波检测(Ultrasonic Testing)试件，通过超声波检测的方法把复杂结构试件的焊接缺陷检测出来，并提出具有参考的各种焊接缺陷的信号特征，可为实际焊接生产提供有价值的参考，并为缺陷的快速、准确检测提供强有力的理论指导，进而节省检测成本和费用，大幅提高检测人员检测的效率和准确性，因此本专利有着极为重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于提供具有多种焊接缺陷的复杂结构件超声波检测试件制作方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：具有多种焊接缺陷的复杂结构件超声波检测试件制作方法，包括以下步骤：
步骤一：在两块待焊母材的焊接面上分别加工出坡口单边，并进行预处理；
步骤二：将两块所述待焊母材的单边坡口对齐，组成完整的坡口；
步骤三：在待焊母材组成完整的坡口后，采用钨极氩弧焊进行打底焊；
步骤四：再采用焊条电弧焊进行填充焊；
步骤五：根据预设未熔合的数量和位置在相应的焊缝金属层采用熔化极气体保护焊技术制作未熔合缺陷、未焊透缺陷、气孔缺陷、夹渣缺陷和夹钨缺陷；
步骤六：在焊缝上设计裂纹区域的长度、深度及缺陷的自深高度等，然后对设计裂纹区域的焊缝进行浅熔深和重熔；
步骤七：对焊缝的重熔区域进行精修，在焊缝表面实施盖面焊，得到具有多种焊接缺陷的结构试件；
步骤八：在缺陷制作完成后，将焊件调整为平焊位置，采用熔化极气体保护焊在未熔合缺陷上面或侧面堆一层焊肉以进行后处理；
步骤九：其余位置继续采用焊条电弧焊填充，直至焊接完成；
步骤十：对完成的焊缝表面进行打磨。
优选的，所述步骤一中所述母材的坡口机加工成V型，组对后坡口角度为30°～45°，所述V型坡口的钝边为1～2mm，所述V型坡口的装配间隙为2～3mm；在所述步骤一中的所述V型坡口下方设有衬板。
优选的，所述步骤五中制作所述未熔合缺陷时，采用不摆动焊，并采用单脉冲电源进行焊接。
优选的，所述步骤一中所述预处理具体为焊前清理被焊接板材的焊接坡口及坡口两侧30毫米范围内的氧化皮，铁锈，水分，油污杂质等。
优选的，所述步骤五中在所述焊缝上设计出未熔合缺陷的位置，选定位置后使用焊接电流为100～110A焊接速度为2～3mm/s进行打底层焊接，当所述坡口底部已填满熔池但母材未熔化时，需要提前收弧，当所述打底层焊接结束后，在未熔合的选定位置使用焊接电流为100～110A焊接速度为2～3mm/s进行焊接，当所述前一层焊缝未熔化时，提前收弧，制备未熔合缺陷。
优选的，所述步骤五中在焊缝内部制作未焊透缺陷的具体方法为：在所述焊缝上确定设计出现未焊透区域，使用焊接电流为100～110A焊接速度为2～3mm/s进行焊接设计出现未焊透区域，得到所述未焊透缺陷。
优选的，所述步骤五中在焊缝内部制作气孔缺陷的具体方法为：在所述焊缝上确定设计出现气孔区域，在所述设计出现气孔区域表面施加少量煤油，在150～160A焊接电流下施焊，得到所述气孔群缺陷。
优选的，所述步骤五中在焊缝内部制作夹渣缺陷的具体方法为：在所述焊缝上确定设计出现夹渣区域，在所述设计出现夹渣区域填加焊渣并施焊，将所述焊渣熔入焊缝，得到所述夹渣缺陷。
优选的，所述步骤五中在焊缝内部制作夹钨缺陷的具体方法为：在所述焊缝上确定设计出现夹钨区域，使用钨极氩弧焊在所述设计出现夹钨区域施焊时将所述焊枪钨丝接触焊缝金属，使钨极损毁落入熔池并继续施焊，得到所述夹钨缺陷。
优选的，在要进行制作焊接缺陷的焊条电弧焊焊缝上，进行彻底打磨干净，使其露出金属光泽以防止出现夹渣气孔等缺陷。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：具有多种焊接缺陷的复杂结构件超声波检测试件制作方法，利用高强钢的材料特性结合熔化极气体保护焊(MIG焊)的特点，采用不同的焊接工艺方法进行组合制造，实现各种焊接缺陷的定量化制作，满足了UT、RT等检测方法的对比试验用模拟试板或检测人员培训的应用需求；
本发明为钨极惰性气体保护焊(TIG焊)在焊接缺陷上进行的焊接方法，同时也解决了未熔合缺陷不被下一层焊接热源消的技术难题。
附图说明
图1为本发明的焊接示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：包括以下步骤：
步骤一：在两块待焊母材的焊接面上分别加工出坡口单边，并进行预处理；
步骤二：将两块所述待焊母材的单边坡口对齐，组成完整的坡口；
步骤三：在待焊母材组成完整的坡口后，采用钨极氩弧焊进行打底焊；
步骤四：再采用焊条电弧焊进行填充焊；
步骤五：根据预设未熔合的数量和位置在相应的焊缝金属层采用熔化极气体保护焊技术制作未熔合缺陷、未焊透缺陷、气孔缺陷、夹渣缺陷和夹钨缺陷；
步骤六：在焊缝上设计裂纹区域的长度、深度及缺陷的自深高度等，然后对设计裂纹区域的焊缝进行浅熔深和重熔；
步骤七：对焊缝的重熔区域进行精修，在焊缝表面实施盖面焊，得到具有多种焊接缺陷的结构试件；
步骤八：在缺陷制作完成后，将焊件调整为平焊位置，采用熔化极气体保护焊在未熔合缺陷上面或侧面堆一层焊肉以进行后处理；
步骤九：其余位置继续采用焊条电弧焊填充，直至焊接完成；
步骤十：对完成的焊缝表面进行打磨。
在未熔合缺陷上进行MIG焊时，焊接速度比常规速度快25％。具体地，步骤S2中，制作未熔合缺陷时，保护气体采用氩气和氧气(二元混合气体，焊丝直径为0.6mm～1.6mm)，在靠近坡口侧焊缝位置上进行焊接，控制熔池铁水的流动，使铁水刚接触到坡口，以形成假熔合，焊接的长度即为未熔合缺陷的长度，即未熔合坡口长度L＝15mm，深度d＝2mm，自身高度h＝3mm，制作未熔合缺陷时，采用氩气和氧气二元混合气体和1.2mm的焊丝，是由于加入O2的混合气体虽然能增加活性，提高铁水流动性，但是效果没有其他活性气体好，因此铁水流动性稍差，容易产生未熔合缺陷。直径为1.0mm的焊丝比较细，因此电流电压值相对小，热输入低，容易产生侧边未熔合，对未熔合缺陷进行后处理时，将焊件调整为平焊位置，采用熔化极气体保护焊，将焊枪对准坡口与焊缝相交处焊接一层焊肉，熔化极气体保护焊焊缝长度与未熔合缺陷长度一致，采用氩气和二氧化碳二元混合气体，制作未熔合缺陷时，将焊件调整到立焊位置，保护气体采用氩气(99.99％Ar)，焊丝直径为0.6mm～0.8mm，在预设的未熔合位置处进行焊接，焊接的长度即为未熔合缺陷的长度。
保护气体采用Ar，焊丝直径为0.6mm，是由于焊层与焊层之间的未熔合较坡口侧未熔合更难出现，因此在保护气体上必须采用惰性气体，降低活性，从而进一步降低铁水流动性，直径更细的0.6mm的焊丝所用电流值一般在40A左右，热输入极低，铁水不易铺展，导致焊缝中间隆起。采用这种工艺时，除了焊丝尖端电弧所覆盖的区域热输入高，铁流流动顺畅外，其他区域电弧热源辐射逐渐降低，在焊缝两边达不到900℃，会产生未熔合缺陷，对于未熔合缺陷进行后处理时，在未熔合焊道两侧各焊接一层焊肉，采用氩气和二氧化碳二元混合气体，将母材的坡口机加工成V型，组对后坡口角度为30°～45°(优选45°)。所述V型坡口的钝边为1～2mm，所述V型坡口的装配间隙为2～3mm，V型坡口下方设有衬板，坡口角度越小，焊接过程中电弧热源离坡口侧越远，也越难以摆动焊，更容易出现未熔合缺陷。由于坡口角度太小，可能会造成未焊透缺陷，因此经过多次试验采用30°～45°坡口较为合适，采用熔化极气体保护焊在未熔合缺陷上面或侧面焊接一层焊肉以进行后处理时，采用氩气和二氧化碳(98％Ar+2％CO2)二元混合气体和直径为1.0mm的焊丝进行平焊位置焊接，进行后处理时，采用氩气和二氧化碳二元混合气体和直径为1.0mm的焊丝进行平焊位置焊接，是由于CO2气体活性较好，平焊位置铁水流动性好，同时1.0mm的焊丝所用电流值大，使热输入大，这些工艺能保证不出现未熔合的缺陷。但由于MIG焊相对于其他焊接方法，线能量始终较小，电弧也不如钨极氩弧焊集中，因此在未熔合缺陷上覆盖一层MIG焊缝，能防止未熔合缺陷被下一道焊接的热量所消除，在要进行制作未熔合的焊条电弧焊焊缝上，进行彻底打磨干净，露出金属光泽以防止出现夹渣缺陷；对坡口两侧进行打磨处理，去除油污和氧化皮等杂物，保证坡口的洁净度后，再进行打底焊，另外，后处理时，在未熔合缺陷上进行MIG焊时，焊接速度比常规速度快25％，制作缺陷时统一采用立焊位置，是由于在立焊位置与其他位置相比，铁水铺展不开，流动性较差，两侧熔合性较差，因此更容易产生未熔合缺陷。
具体而言，所述步骤一中所述母材的坡口机加工成V型，组对后坡口角度为30°～45°，所述V型坡口的钝边为1～2mm，所述V型坡口的装配间隙为2～3mm；在所述步骤一中的所述V型坡口下方设有衬板。
具体而言，所述步骤五中制作所述未熔合缺陷时，采用不摆动焊，并采用单脉冲电源进行焊接。
具体而言，所述步骤一中所述预处理具体为焊前清理被焊接板材的焊接坡口及坡口两侧30毫米范围内的氧化皮，铁锈，水分，油污杂质等。
具体而言，所述步骤五中在所述焊缝上设计出未熔合缺陷的位置，选定位置后使用焊接电流为100～110A焊接速度为2～3mm/s进行打底层焊接，当所述坡口底部已填满熔池但母材未熔化时，需要提前收弧，当所述打底层焊接结束后，在未熔合的选定位置使用焊接电流为100～110A焊接速度为2～3mm/s进行焊接，当所述前一层焊缝未熔化时，提前收弧，制备未熔合缺陷，使得未熔合坡口长度L＝15mm，深度d＝2mm，自身高度h＝3mm。
具体而言，所述步骤五中在焊缝内部制作未焊透缺陷的具体方法为：在所述焊缝上确定设计出现未焊透区域，使用焊接电流为100～110A焊接速度为2～3mm/s进行焊接设计出现未焊透区域，得到所述未焊透缺陷，即制作出根部未焊透长度L＝20mm，深度为根部距离焊缝3mm位置的未焊透缺陷。
具体而言，所述步骤五中在焊缝内部制作气孔缺陷的具体方法为：在所述焊缝上确定设计出现气孔区域，在所述设计出现气孔区域表面施加少量煤油，在150～160A焊接电流下施焊，得到所述气孔缺陷，即制作出气孔长度为L＝10mm，深度d＝5mm的群气孔缺陷。
具体而言，所述步骤五中在焊缝内部制作夹渣缺陷的具体方法为：在所述焊缝上确定设计出现夹渣区域，在所述设计出现夹渣区域填加焊渣并施焊，将所述焊渣熔入焊缝，得到所述夹渣缺陷，即制作出夹渣长度L＝25mm，焊缝深度d＝4mm，自身高度h＝3mm的夹渣缺陷。
具体而言，所述步骤五中在焊缝内部制作夹钨缺陷的具体方法为：在所述焊缝上确定设计出现夹钨区域，使用钨极氩弧焊在所述设计出现夹钨区域施焊，焊接过程中将所述焊枪钨丝接触焊缝金属，使钨极损毁落入熔池并继续施焊，得到所述夹钨缺陷。
具体而言，在要进行制作焊接缺陷的焊条电弧焊焊缝上，进行彻底打磨干净，使其露出金属光泽以防止出现夹渣气孔等缺陷。
工作原理：在两块待焊母材的焊接面上分别加工出坡口单边；将两块所述待焊母材的坡口对齐，组成完整的坡口；在待焊母材组成完整的坡口后，采用钨极氩弧焊进行打底焊，再采用焊条电弧焊进行填充焊，在焊缝上设计出未熔合缺陷的位置，选定位置后是用焊接电流为100～110A焊接速度为2～3mm/s进行打底层焊接，当坡口底部已填满熔池但母材未熔化时，需要提前收弧；当打底层焊接结束后，在未熔合的选定位置使用焊接电流为100～110A焊接速度为2～3mm/s进行焊接，当前一层焊缝未熔化时，提前收弧，制备未熔合缺陷，在未熔合缺陷制作完成后，采用熔化极气体保护焊在未熔合缺陷上面或侧面焊接一层焊肉以进行后处理，其余位置继续采用焊条电弧焊进行填充，直至焊接完成；
在焊缝内部制作未焊透缺陷的具体方法为：
在焊缝上确定设计出现未焊透区域，使用焊接电流为100～110A焊接速度为2～3mm/s进行焊接设计出现未焊透区域，得到未焊透缺陷；即制作出根部未焊透长度L＝20mm，深度为根部距离焊缝3mm位置的未焊透缺陷。
在焊缝内部制作气孔缺陷的具体方法为：
在焊缝上确定设计出现气孔区域，在设计出现气孔区域表面施加少量煤油，在150～160A焊接电流下施焊，得到气孔缺陷；即制作出气孔长度为L＝10mm，深度d＝5mm的群气孔缺陷。
在焊缝内部制作夹渣缺陷的具体方法为：
在焊缝上确定设计出现夹渣区域，在设计出现夹渣区域填加焊渣并施焊，将焊渣熔入焊缝，得到夹渣缺陷；即制作出夹渣长度L＝25mm，焊缝深度d＝4mm，自身高度h＝3mm的夹渣缺陷。
在焊缝内部制作夹钨缺陷的具体方法为：
在焊缝上确定设计出现夹钨区域，使用钨极氩弧焊在设计出现夹钨区域施焊，焊接过程中将焊枪钨丝接触焊缝金属，使钨极损毁落入熔池并继续施焊，得到夹钨缺陷；
对完成的焊缝表面进行打磨。
实施例二
一种具有焊接缺陷的钢结构试件的制作方法，包括以下步骤：
步骤一：焊件下料：选材为A106B钢材，试件尺寸为
Figure BDA0002713539230000091
焊件1采用手工加工坡口，为防止焊接变形，采用对称V型坡口，组对坡口角度为45°；
步骤二：焊前准备：焊前必须清理被焊接板材的焊接坡口及坡口两侧30毫米的范围内的氧化皮，铁锈，水分，油污杂质等，保证坡口的洁净度后，采用钨极氩弧焊在焊件两端进行点固焊；
步骤三：打底焊：采用钨极氩弧焊进行根部打底焊，焊丝的化学成分及其重量百分含量为：C：0.10～0.30，Si：0.21～1.55，Mn:2.00～3.50，Ti:0.36～0.75，N：0.005～0.008，P≤0.008，S≤0.003，余量为Fe及不可避免的杂质；，焊丝直径为2.0mm，背面进行氩气保护，正面和背面保护气采用99.99％Ar；
步骤四：未熔合缺陷的制作：采用焊条电弧焊进行填充焊，焊接到预设的焊缝层数，并采用机械方法将焊缝进行彻底打磨干净，露出金属光泽。采用MIG焊制作未熔合缺陷，保护气体采用98％Ar+2％O2二元气，焊丝直径为1.0mm，在焊缝上设计出未熔合缺陷的位置，选定位置后是用焊接电流为100～110A焊接速度为2～3mm/s进行打底层焊接，当坡口底部已填满熔池但母材未熔化时，需要提前收弧；当打底层焊接结束后，在未熔合的选定位置使用焊接电流为100～110A焊接速度为2～3mm/s进行焊接，当前一层焊缝未熔化时，提前收弧，制得未熔合缺陷，使得未熔合坡口长度L＝15mm，深度d＝2mm，自身高度h＝3mm。在焊接过程中，焊枪不进行摆动，控制熔池铁水的流动，使铁水稍稍接触到坡口，形成假熔合。
步骤五：后处理：采用熔化极气体保护焊在纵向坡口侧未熔合缺陷上焊接一层纵向MIG焊缝，采用98％Ar+2％CO2二元混合气体和直径为1.2mm的焊丝，焊接位置为平焊。焊接过程中将焊枪对准坡口与焊缝相交处焊接一层焊肉，长度与纵向坡口侧未熔合缺陷长度一致，将焊缝上的氧化皮进行打磨，然后采用焊条电弧焊完成其他部位的填充焊；
步骤六：缺陷验证：缺陷试板制作完成后，可采用RT进行检测，确认各种焊接缺陷的存在。
具体而言，在焊缝内部制作未焊透缺陷的具体方法为：
在焊缝上确定设计出现未焊透区域，使用焊接电流为100～110A焊接速度为2～3mm/s进行焊接设计出现未焊透区域，得到未焊透缺陷，即制作出根部未焊透长度L＝20mm，深度为根部距离焊缝3mm位置的未焊透缺陷。
具体而言，在焊缝内部制作气孔缺陷的具体方法为：
在焊缝上确定设计出现气孔区域，在设计出现气孔区域表面施加少量煤油，在150～160A焊接电流下施焊，得到气孔缺陷，即制作出气孔长度为L＝10mm，深度d＝5mm的群气孔缺陷。
具体而言，在焊缝内部制作夹渣缺陷的具体方法为：
在焊缝上确定设计出现夹渣区域，在设计出现夹渣区域施加焊渣并施焊，将焊渣熔入焊缝，得到夹渣缺陷，即制作出夹渣长度L＝25mm，焊缝深度d＝4mm，自身高度h＝3mm的夹渣缺陷。
具体而言，在焊缝内部制作夹钨缺陷的具体方法为：
在焊缝上确定设计出现夹钨区域，在设计出现夹钨区域使用钨极氩弧焊，在施焊时将焊枪钨丝接触焊缝金属，使钨极损毁落入熔池并继续施焊，得到夹钨缺陷。
本发明提出的具有多种焊接缺陷的复杂结构件超声波检测试件制作方法，具有以下有益效果：
采用不同的焊接工艺方法进行组合，解决了难以制造未熔合缺陷的技术难题(可以在焊缝中任何部位，如焊缝中心或坡口侧)，并实现多种缺陷的定量制作，可以满足检测人员培训的应用需求；
本发明采用MIG焊在未熔合缺陷上方进行的焊接方法，解决了未熔合缺陷不被下一层焊接热源消的技术难题。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设置备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.具有多种焊接缺陷的复杂结构件超声波检测试件制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：在两块待焊母材的焊接面上分别加工出坡口单边，并进行预处理；
步骤二：将两块所述待焊母材的单边坡口对齐，组成完整的坡口；
步骤三：在待焊母材组成完整的坡口后，采用钨极氩弧焊进行打底焊；
步骤四：再采用焊条电弧焊进行填充焊；
步骤五：根据预设未熔合的数量和位置在相应的焊缝金属层采用熔化极气体保护焊技术制作未熔合缺陷、未焊透缺陷、气孔缺陷、夹渣缺陷和夹钨缺陷；
步骤六：在焊缝上设计裂纹区域的长度、深度及缺陷的自深高度等，然后对设计裂纹区域的焊缝进行浅熔深和重熔；
步骤七：对焊缝的重熔区域进行精修，在焊缝表面实施盖面焊，得到具有多种焊接缺陷的结构试件；
步骤八：在缺陷制作完成后，将焊件调整为平焊位置，采用熔化极气体保护焊在未熔合缺陷上面或侧面堆一层焊肉以进行后处理；
步骤九：其余位置继续采用焊条电弧焊填充，直至焊接完成；
步骤十：对完成的焊缝表面进行打磨。
2.根据权利要求1所述的具有多种焊接缺陷的复杂结构件超声波检测试件制作方法，其特征在于：所述步骤一中所述母材的坡口机加工成V型，组对后坡口角度为30°～45°，所述V型坡口的钝边为1～2mm，所述V型坡口的装配间隙为2～3mm；在所述步骤一中的所述V型坡口下方设有衬板。
3.根据权利要求1所述的具有多种焊接缺陷的复杂结构件超声波检测试件制作方法，其特征在于：所述步骤五中制作所述未熔合缺陷时，采用不摆动焊，并采用单脉冲电源进行焊接。
4.根据权利要求1所述的具有多种焊接缺陷的复杂结构件超声波检测试件制作方法，其特征在于：所述步骤一中所述预处理具体为焊前清理被焊接板材的焊接坡口及坡口两侧30毫米范围内的氧化皮，铁锈，水分，油污杂质等。
5.根据权利要求1所述的具有多种焊接缺陷的复杂结构件超声波检测试件制作方法，其特征在于：所述步骤五中在所述焊缝上设计出未熔合缺陷的位置，选定位置后使用焊接电流为100～110A焊接速度为2～3mm/s进行打底层焊接，当所述坡口底部已填满熔池但母材未熔化时，需要提前收弧，当所述打底层焊接结束后，在未熔合的选定位置使用焊接电流为100～110A焊接速度为2～3mm/s进行焊接，当所述前一层焊缝未熔化时，提前收弧，制备未熔合缺陷。
6.根据权利要求1所述的具有多种焊接缺陷的复杂结构件超声波检测试件制作方法，其特征在于：所述步骤五中在焊缝内部制作未焊透缺陷的具体方法为：在所述焊缝上确定设计出现未焊透区域，使用焊接电流为100～110A焊接速度为2～3mm/s进行焊接设计出现未焊透区域，得到所述未焊透缺陷。
7.根据权利要求1所述的具有多种焊接缺陷的复杂结构件超声波检测试件制作方法，其特征在于：所述步骤五中在焊缝内部制作气孔缺陷的具体方法为：在所述焊缝上确定设计出现气孔区域，在所述设计出现气孔区域表面施加少量煤油，在150～160A焊接电流下施焊，得到所述气孔群缺陷。
8.根据权利要求1所述的具有多种焊接缺陷的复杂结构件超声波检测试件制作方法，其特征在于：所述步骤五中在焊缝内部制作夹渣缺陷的具体方法为：在所述焊缝上确定设计出现夹渣区域，在所述设计出现夹渣区域填加与药皮焊丝成分相同的焊渣并施焊，将所述焊渣熔入焊缝，得到所述夹渣缺陷。
9.根据权利要求1所述的具有多种焊接缺陷的复杂结构件超声波检测试件制作方法，其特征在于：所述步骤五中在焊缝内部制作夹钨缺陷的具体方法为：在所述焊缝上确定设计出现夹钨区域，使用钨极氩弧焊在所述设计出现夹钨区域施焊时将所述焊枪钨丝接触焊缝金属，使钨极损毁落入熔池并继续施焊，得到所述夹钨缺陷。
10.根据权利要求1-9中所述的具有多种焊接缺陷的复杂结构件超声波检测试件制作方法，其特征在于：在要进行制作焊接缺陷的焊条电弧焊焊缝上，进行彻底打磨干净，使其露出金属光泽以防止出现夹渣气孔等缺陷。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112756788A (zh) * 2021-02-19 2021-05-07 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 一种适用于管板与换热管间深坡口的焊接工艺
CN114871539A (zh) * 2022-04-28 2022-08-09 武汉一冶钢结构有限责任公司 一种带夹渣缺陷的无损检测用奥氏体不锈钢试块制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203184844U (zh) * 2013-04-17 2013-09-11 鞍山煜宸科技有限公司 外加高频磁场的激光熔化极电弧旁轴复合焊接装置
CN103801835A (zh) * 2014-01-17 2014-05-21 中国人民解放军装甲兵工程学院 一种裂纹损伤铝合金薄壁件激光再制造方法
CN105710537A (zh) * 2016-05-05 2016-06-29 北京隆源自动成型系统有限公司 一种铝合金超声辅助激光电弧复合焊接方法
JP2017185522A (ja) * 2016-04-05 2017-10-12 新日鐵住金株式会社 Ｎｉ基合金系溶接材料を用いたレーザー・アークハイブリッド溶接法による溶接継ぎ手及びその作製方法
CN108871896A (zh) * 2018-06-30 2018-11-23 武汉冶钢结构有限责任公司 带裂纹缺陷的无损检测用焊缝模拟试块的制备方法
CN110722254A (zh) * 2019-10-24 2020-01-24 武汉一冶钢结构有限责任公司 具有裂纹缺陷的奥氏体不锈钢焊缝缺陷试板的制作方法
CN110722255A (zh) * 2019-10-24 2020-01-24 武汉一冶钢结构有限责任公司 具有未熔合缺陷的奥氏体不锈钢焊缝缺陷试板的制作方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203184844U (zh) * 2013-04-17 2013-09-11 鞍山煜宸科技有限公司 外加高频磁场的激光熔化极电弧旁轴复合焊接装置
CN103801835A (zh) * 2014-01-17 2014-05-21 中国人民解放军装甲兵工程学院 一种裂纹损伤铝合金薄壁件激光再制造方法
JP2017185522A (ja) * 2016-04-05 2017-10-12 新日鐵住金株式会社 Ｎｉ基合金系溶接材料を用いたレーザー・アークハイブリッド溶接法による溶接継ぎ手及びその作製方法
CN105710537A (zh) * 2016-05-05 2016-06-29 北京隆源自动成型系统有限公司 一种铝合金超声辅助激光电弧复合焊接方法
CN108871896A (zh) * 2018-06-30 2018-11-23 武汉冶钢结构有限责任公司 带裂纹缺陷的无损检测用焊缝模拟试块的制备方法
CN110722254A (zh) * 2019-10-24 2020-01-24 武汉一冶钢结构有限责任公司 具有裂纹缺陷的奥氏体不锈钢焊缝缺陷试板的制作方法
CN110722255A (zh) * 2019-10-24 2020-01-24 武汉一冶钢结构有限责任公司 具有未熔合缺陷的奥氏体不锈钢焊缝缺陷试板的制作方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112756788A (zh) * 2021-02-19 2021-05-07 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 一种适用于管板与换热管间深坡口的焊接工艺
CN114871539A (zh) * 2022-04-28 2022-08-09 武汉一冶钢结构有限责任公司 一种带夹渣缺陷的无损检测用奥氏体不锈钢试块制备方法
CN114871539B (zh) * 2022-04-28 2023-09-15 武汉一冶钢结构有限责任公司 一种带夹渣缺陷的无损检测用奥氏体不锈钢试块制备方法

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