一种磁粉检测用表面人工裂纹缺陷试块的制作方法
【专利说明】一种磁粉检测用表面人工裂纹缺陷试块的制作方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及裂纹缺陷试块，具体涉及一种磁粉检测用表面人工裂纹缺陷试块的制作方法。
[0003]
【背景技术】
[0004]近年来，无损检测技术得到了空前的发展，作为一种不破坏被检测物体，评价其内部或外表面缺陷的有效方法，科技工作者们在研究实现质量控制、工艺改进、提高设备性能等方面做了大量的工作。为了弄清某项无损检测系统是否能按照所期望的方式和所需要的灵敏度工作，最直接的途径就是考核该系统检测出已知缺陷的能力，最为理想的方法是制作一批统一的自然裂纹试块，但各个单位的制作方法差异从而导致质量的差异，自然试块的使用受到了较大的限制。能否制作统一的表面裂纹缺陷试块在工程技术界是个难题。中国专利CN 101576450A公开了一种无损检测用表面裂纹缺陷试块的制作方法，其主要利用焊接冶金基础理论，通过在焊缝中添加FeS粉末增加焊缝的S含量，促使焊缝产生结晶裂纹，来达到制作裂纹试块的目的。但该发明专利制作的裂纹缺陷不规则，裂纹方向可控性差，同时也不容易确定裂纹缺陷的具体位置。
[0005]
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种磁粉检测用表面人工裂纹缺陷试块的制作方法，该方法能够快速制作表面裂纹人工缺陷试块，所制得的裂纹缺陷真实、易得，裂纹取向为纵向的均一含缺陷裂纹试块。
[0007]本发明的一种磁粉检测用表面人工裂纹缺陷试块的制作方法，包括以下步骤:
①用锯床在试块的上表面加工一锯槽；
②在锯槽正下方的试块下表面焊接一与锯槽长度相同的焊缝I;
③以焊缝I为中心线，用机械方法使试块弯曲，至目视锯槽底部出现裂纹时，还原试块成水平状；
④将锯槽加工成U形坡口；
⑤焊接填充U形坡口；
⑥将步骤②中的焊缝I打磨至与母材试块齐平，重新再焊接一焊缝II;
⑦将重新焊接的焊缝II再次打磨至与母材试块齐平。
[0008]上述所述步骤①中，试块材料采用铁磁性材料，锯槽的深度为6~8mm，锯槽的宽度为1~1.5mm，优选1.2mm ;步骤②中焊缝厚度为2~3mm ;步骤④中，U形坡口的深度为5_7mm，宽度为7-8mm，U形坡口的深度不大于锯槽深度。
[0009]上述所述步骤②中，焊接采用J422?3.2型焊条，焊接电流120-140A，电压为24±2V,焊接速度为 10-20mm/min。
[0010]上述所述步骤⑤中，焊接填充分三层，第一层焊接时采用J422?3.2型焊条，焊接电流120-140A，电压为24±2V，焊接速度为12-20mm/min ;第二层和第三层焊接时采用J42203.2型焊条，焊接电流160-180A，电压为24±2V，焊接速度为8-12mm/min。该步骤⑤通过采用三层焊接将U形坡口填补以保证试块的完整，第一层焊接时由于直接与U形坡口下方的裂纹相接触，所以宜采用小电流快速焊接以保证焊接结构的可靠性，而第二、第三层则可采用大电流慢速焊接。
[0011]上述所述步骤⑥中重新焊接时采用J422?3.2型焊条，焊接电流120-140A，电压为24±2V，焊接速度为10-20mm/min。
[0012]上述所述步骤③是为得到位于锯槽底部的裂纹，可采用机械方法使试块弯曲，在试块弯曲时会由于金属材料的脆性而使裂纹延展，而本发明在试块下表面处焊接焊缝I 一方面能够给试块局部加热使得试块弯曲时易得裂纹，另一方面能够保证试块在出现较长裂纹时而不至于断裂。而在步骤⑥中，则将焊缝I打磨后重新再焊接一焊缝II则可更好的保证裂纹位置的稳定、均一。
[0013]本发明能够快速制作表面裂纹人工缺陷试块，所制备的试块表面裂纹不同于探伤标准试块的人工缺陷，其裂纹缺陷真实、易得，且裂纹方向可控、成形质量好，适用于磁粉无损检测方法，对磁粉探伤人员的培训、探伤用材料性能的测试研究以及增强人们对磁粉检测信号的认识具有重要的意义。
【附图说明】
[0014]图1为试块上锯槽与焊缝的位置结构示意图，
图2为本发明试块弯曲结构示意图，
图3为本发明裂纹试块结构示意图，
图4为磁粉检测时所得的裂纹磁痕显示图。
[0015]图中，1试块；2锯槽；3焊缝I ;4裂纹。
【具体实施方式】
[0016]下述实施例是对于本
【发明内容】
的进一步说明以作为对本发明技术内容的阐释，但本发明的实质内容并不仅限于下述实施例所述，本领域的普通技术人员可以且应当知晓任何基于本发明实质精神的简单变化或替换均应属于本发明所要求的保护范围。
[0017]实施例1
①用锯床在规格为300mmX300mmX12mm的母材Q245R试块上表面加工深6mm、宽1.2mm的锯槽；
②在锯槽正对的试块下表面焊接一层厚度为2~3mm的焊缝I，如图1所示；
③在试块冷却前立即以焊缝I为中心轴线用机械方法使得试块弯曲，如图2所示(焊缝在内锯槽在外)，目视锯槽底部出现裂纹后，还原试块成水平状；
④将锯槽加工成深度为5_，宽度为8_的U形坡口；
⑤分三层焊接填充U形坡口，第一层的焊接参数为J422?3.2型焊条，焊接电流130A，电压为24±2V，焊接速度为15mm/min ;第二、第三层所用焊接参数为:J422?3.2型焊条，焊接电流170A，电压为24±2V，焊接速度为10mm/min ;
⑥将试块上的焊缝I打磨至与母材齐平，重新用焊接参数为焊接电流130A，电压为24±2V，焊接速度为15mm/min的焊接方法焊接一层厚度为2mm的焊缝II ；
⑦再次打磨至与母材齐平，可得均匀取向的位于试块上表面的纵向焊接裂纹(检测时采用试块下表面)，如图3所示。将其用于磁粉无损检测，如图4所示用磁粉无损检测方法得到的缺陷裂纹显示，图中可以看出得到的裂纹均一为纵向，成形质量较好，说明得到的裂纹缺陷真实存在。
[0018] 实施例2
①用锯床在规格为300_X300_X 12mm的Q245R试块上表面上加工深8_、宽1.2_的锯槽；
②在锯槽正对的试块下表面上焊接一层厚度为2~3mm的焊缝I;
③在试块冷却前立即以焊缝为中心轴线用机械方法使得试块弯曲，目视锯槽底部出现裂纹后，还原试块成水平状；
④将锯槽加工成深度为7_，宽度为7_的U形坡口；
⑤分三层焊接填充U形坡口，第一层的焊接参数为J422?3.2型焊条，焊接电流130A，电压为24±2V，焊接速度为15mm/min，第二、第三层所用焊接参数为:J422?3.2型焊条，焊接电流170A，电压为24±2V，焊接速度为10mm/min ；
⑥将试块上的焊缝I打磨至与母材齐平，重新用焊接参数为:焊接电流130A，电压为24±2V，焊接速度为15mm/min的焊接方法焊接一层厚度为3mm的焊缝II ；
⑦再次打磨至与母材齐平，可得均匀取向的纵向焊接裂纹。将其用于磁粉无损检测，可得到具有均一的纵向裂纹，且成形质量较好。
【主权项】
1.一种磁粉检测用表面人工裂纹缺陷试块的制作方法，其特征在于，包括以下步骤: ①用锯床在试块的上表面加工一锯槽； ②在锯槽正下方的试块下表面焊接一与锯槽长度相同的焊缝I; ③以焊缝I为中心线，用机械方法使试块弯曲，至目视锯槽底部出现裂纹时，还原试块成水平状； ④将锯槽加工成U形坡口； ⑤焊接填充U形坡口； ⑥将步骤②中的焊缝I打磨至与母材试块齐平，重新再焊接一焊缝II; ⑦将重新焊接的焊缝II再次打磨至与母材试块齐平。2.如权利要求1所述磁粉检测用表面人工裂纹缺陷试块的制作方法，其特征在于，步骤①中，所述锯槽的深度为6-8mm，锯槽的宽度为1-1.5mm ;步骤②中焊缝厚度为2~3mm ;步骤④中，U形坡口的深度为5-7mm，宽度为7_8mm，U形坡口的深度不大于锯槽深度。3.如权利要求1或2所述磁粉检测用表面人工裂纹缺陷试块的制作方法，其特征在于，步骤②中，焊接电流120-140A，电压为24±2V，焊接速度为10-20mm/min。4.如权利要求1或2所述磁粉检测用表面人工裂纹缺陷试块的制作方法，其特征在于，步骤⑤中，焊接填充分三层，第一层焊接时焊接电流120-140A，电压为24±2V，焊接速度为12-20mm/min ;第二层和第三层焊接时焊接电流160-180A，电压为24±2V，焊接速度为8-12mm/min05.如权利要求1或2所述磁粉检测用表面人工裂纹缺陷试块的制作方法，其特征在于，步骤⑥中重新焊接时焊接电流120-140A，电压为24±2V，焊接速度为10-20mm/min。
【专利摘要】本发明公开了一种磁粉检测用表面人工裂纹缺陷试块的制作方法，其是用锯床在试块上加工一锯槽，再在锯槽正下方的试块上焊接一焊缝；以焊缝为中心线，使试块弯曲至出现裂纹，还原试块成水平状；将锯槽加工成U形坡口；焊接填充U形坡口；打磨焊缝至与母材齐平，重新再焊接焊缝；再次打磨至与母材试块齐平。本发明能够快速制作表面裂纹人工缺陷试块，所制备的试块表面裂纹不同于探伤标准试块的人工缺陷，其裂纹缺陷真实、易得，适用于磁粉无损检测方法，对磁粉探伤人员的培训、探伤用材料性能的测试研究以及增强人们对磁粉检测信号的认识具有重要的意义。
【IPC分类】G01N1/28, G01N27/84
【公开号】CN105353028
【申请号】CN201510688217
【发明人】吴玉程, 洪勇, 舒霞, 史红兵, 张俊斌
【申请人】合肥工业大学, 安徽省特种设备检测院
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年10月22日