本发明属于无损检测技术领域，具体涉及一种带夹渣缺陷的无损检测用焊缝模拟试块的制备方法。
背景技术
超声波检测是一种重要的无损检测技术，因其对工件内部宏观缺陷的灵敏度较高，操作时受外界条件影响较小，被广泛应用于金属焊缝的检测。超声检测技术经过发展包括常规超声检测技术（ut）、衍射时差超声检测技术（tofd）以及相控阵检测技术（paut）。
用于超声仪探头系统性能校准和检测校准的标准试块和对比试块是超声波检测技术的重要组成部分，根据nb/t47013的规定，标准试块和对比试块的人工反射体均采用机加工而成，而实际焊缝中的反射体，如裂纹、气孔、夹渣等缺陷呈多样性，因此，焊缝内部有相应真实缺陷的模拟试块，更能真实地模拟实际工件中的工况。
在金属构件中，夹渣是金属焊缝中最忌讳的缺陷之一，对不同大小及深度处夹渣的检测灵敏度是衡量一种无损检测方法优劣的重要指标，对夹渣缺陷的检测和准确判断也是对无损检测人员的基本要求。因此，带一定量的人工反射体（缺陷）的焊缝模拟试块给超声检测操作者提供了一种有效的模拟训练方法，同时，对于有已知内部缺陷的焊缝模拟试块也是不同的检测方法进行灵敏度对比的重要工具。由于实际焊接工件中缺陷的种类、数量及部位存在不可预控性，焊缝中的缺陷随机性较大，因此，制备一定数量的已知内部缺陷的焊缝模拟试板对无损检测领域有重要的意义。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种带夹渣缺陷的无损检测用焊缝模拟试块的制备方法，它可以在焊缝中制备出夹渣缺陷，实现对夹渣深度和形状（条状或圆形）等特征的控制，满足超声波等检测方法练习实操的应用需求。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种带夹渣缺陷的无损检测用焊缝模拟试块的制备方法，包括以下步骤：
提供一副钢板焊件以及渣壳，每个钢板焊件上加工有坡口；
依次对钢板焊件进行对组对、打底焊和填充焊，填充焊过程中，在对应的焊缝金属层按预设夹渣的数量、深度、方向预埋相对应的渣壳，在渣壳处采用填充施焊并快速熔敷覆盖渣壳处，使预埋的渣壳来不及熔化浮出而滞留于焊缝中，从而形成夹渣缺陷，继续对其它焊层进行填充焊，直至焊接完毕，即制成带夹渣缺陷的碳钢焊缝模拟试块。
按上述技术方案，在预埋渣壳前，采用机械打磨的方式在焊缝金属内形成用于容纳渣壳的凹槽，将渣壳预埋在所述凹槽内。
按上述技术方案，所述凹槽的形状包括圆形或条形。
按上述技术方案，钢板焊件之间的焊接方式包括焊条电弧焊、co2气保焊和氩弧焊。
按上述技术方案，所述渣壳包括焊条电弧焊或埋弧焊焊接时产生的焊渣壳。
本发明产生的有益效果是：本发明利用焊条电弧焊或埋弧焊焊接时产生的渣壳，并在焊缝金属内预埋渣壳，再实施填充焊，使熔敷金属覆盖渣壳处，并使预埋的渣壳来不及熔化浮出而滞留于钢焊缝中，从而形成与实物缺陷完全一致的夹渣缺陷，即可实现对模拟试块中夹渣形状（条状或圆形）、深度等特征的控制，有利于无损检测模拟操作。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是采用本发明制备的带夹渣缺陷的碳钢焊缝模拟试块的结构示意图；
图2是采用本发明制备带纵向条状夹渣的碳钢焊缝模拟试块的工艺流程图；
图3是采用本发明制备带圆形夹渣的碳钢焊缝模拟试块的工艺流程图。
图中：1-钢板焊件，2-焊缝金属，3-条状夹渣，4-条状凹槽，5-圆形凹槽，6-圆形夹渣。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-图3所示，一种带夹渣缺陷的无损检测用焊缝模拟试块的制备方法，包括以下步骤：
提供一副钢板焊件1以及与预先准备一定量的渣壳，每个钢板焊件上加工有坡口；
依次对钢板焊件进行对组对、打底焊和填充焊，填充焊过程中，在焊缝金属层（焊缝金属2由电焊条焊接熔化后形成）内按预设夹渣的数量、深度、方向预埋相对应的渣壳，在渣壳处采用填充施焊并快速熔敷覆盖渣壳处，使预埋的渣壳来不及熔化浮出而滞留于焊缝中，从而形成夹渣缺陷（条状夹渣3和圆形夹渣6），继续对其它焊层进行填充焊，直至焊接完毕，即制成带夹渣缺陷的碳钢焊缝模拟试块。
在本发明的优选实施例中，如图2、图3所示，为了便于放置渣壳，在预埋渣壳前，采用机械打磨的方式在焊缝金属内形成用于容纳渣壳的凹槽（凹槽包括条状凹槽4和圆形凹槽5），将渣壳预埋在凹槽内，凹槽形状根据所需夹渣缺陷的形状来定（填充渣壳时，将凹槽填满为宜），渣壳包括焊条电弧焊或埋弧焊焊接时产生的焊渣壳。
在本发明的优选实施例中，钢板焊件之间的焊接方式包括焊条电弧焊、co2气保焊和氩弧焊。钢板焊件下料制取与被检工件或材料化学成分相似的钢材料，不仅适用于碳钢材料试块，也适用于不锈钢材料试块，钢板焊件采用x坡口或单v坡口对接。
以下列举两个具体实施例对本发明进行详细说明。
实例一
带纵向条状夹渣的无损检测用焊缝模拟试块的制备方法，如图2所示，包括以下步骤：
（1）模拟试块下料：采用常用的容器钢材料q345r材料，厚度40mm,下料尺寸500×150×40mm，两块钢板焊件采用常用的不对称x坡口；
（2）焊接准备：对焊缝周围进行打磨处理，除去铁锈等表面杂物，露出金属光泽，沿坡口侧进行打底焊后，再进行填充焊一道，此时焊缝深度约15mm；
（3）预埋渣壳：采用机械清除焊道表面焊渣，沿缝缝方向在焊缝正中心打磨一条状凹槽4，长30mm,宽4mm，条状凹槽距焊缝试板上面约15mm,将准备好的渣壳置于该条状凹槽中，从条状凹槽左端距离约20mm外开始引弧进行填充焊，此处焊接时，电流小于正常焊接电流，且速度要快于正常焊接速度，将熔敷金属覆盖渣壳处，使预埋的渣壳来不及熔化浮出而滞留于钢焊缝中，该段焊接时，中间不熄弧，一次焊完，此时形成的条形夹渣缺陷深约15mm、宽约4mm,长度为30mm；
（4）后处理：后续焊接此处时，注意不能将夹渣处的覆盖层熔穿，继续其它焊层的填充焊，直至焊接完毕,背面清根时，注意清根深度不得触及到预置的夹渣层；
（5）夹渣验证：试块制备完后，可通过射线拍片检测的方式，确认夹渣缺陷的存在。
实例二
带圆形夹渣的的无损检测用焊缝模拟试块的制备方法，如图3所示，包括以下步骤：
（1）模拟试块下料：采用常用的容器钢材料q235材料，厚度30mm,下料尺寸500×150×30mm，两块钢板焊件采用单边v形坡口；
（2）焊接准备：对焊缝周围进行打磨处理，除去铁锈等表面杂物，露出金属光泽，先打底焊后，再进行填充焊接，直至焊缝填充金属厚度达20mm；
（3）预埋渣壳：采用机械清除焊道表面焊渣，采用机械钻孔的办法，在焊道上钻一圆形凹槽5，直径约6mm,深约4mm，然后将准备好的渣壳置于该圆形凹槽中，从圆形凹槽左端距离约20mm外开始引弧进行填统焊，此处焊接时，电流小于正常焊接电流，且速度要快于正常焊接速度，将熔敷金属覆盖渣壳处，使预埋的渣壳来不及熔化浮出而滞留于钢焊缝中，形成圆形夹渣6，该段焊接时，中间不熄弧，一次焊完；
（4）后处理：后续焊接此处时，注意不能将夹渣处的覆盖层熔穿，继续其它焊层的填充焊，直至焊接完毕；
（5）夹渣验证：试块制备完后，可通过射线或超声波检测的方式，确认夹渣缺陷的存在。
本发明在具体应用时，采用焊条手工电弧焊，完成打底焊后，在填充焊过程中，在预先设置的深度，沿焊缝方身向或垂直焊缝方向预埋渣壳，根据需要夹渣缺陷的形状，可制备成条形或圆形，将渣壳置于打磨成形的凹槽中，继续采用电焊条填充施焊，填充焊接时，要快速熔敷覆盖渣壳处，使预埋的渣壳来不及熔化浮出而滞留于钢焊缝中，从而形成夹渣缺陷。制备夹渣缺陷时，要防止电弧热过大，长时间在高温下将少量的渣壳全部熔化浮出焊缝表面而不能形成夹渣。焊道中间层横向条形夹渣可同样的方法制备，当需制备焊道中间层的横向条形夹渣时，中间层横向凹槽无法采用机械打磨形成时，可利用焊条横向摆动形成的横向凹槽来预置渣壳。本发明可实现对模拟试块中的夹渣形状（条状或圆形）、深度等特征的控制，根据需要制备出预先设定缺陷的焊缝模拟试块，满足超声波检测的应用需求，可推广应用于制备射线、tofd等无损检测方法中的焊缝模拟试块。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。