中国航发哈尔滨东安发动机有限公司 黑龙江 哈尔滨 150066
关键词：X射线 检测 技术
1 X散射线照相检测
1.1 X射线检测的作用
X射线检测是在不改变、不损害材料和零件的状态和使用性能的前提下，判断材料和零件的内部是否存在缺陷的技术。自1930年X射线检测进入工业应用以来，一直是重要的无损检测方法之一，它不仅可用于金属材料的检验，也可用于非金属材料和复合材料的检验，还可以用于放射性材料的检验，被广泛地应用于航空、航天、船舶、兵器、核工业、电子等各工业领域。其中应用最广泛的方面是铸件和焊接件的检验。
1.2 X射线检测基本原理
当均匀的射线束透照物体时，如果物体局部存在缺陷，它将改变物体对射线的衰减，使得不同部位透射射线的强度不同，导致在胶片上形成影像差异，根据影像判断物体内部的缺陷和物质分布。原理图见图1。
图1-射线检测原理图
1.3问题提出
目前国军标和航标中没有针对电子束焊缝的检测要求。而电子束焊缝射线检测不同于其他焊接形式的焊缝检测，电子束焊缝有着本身特点，如电子束焊缝中易形成小气孔，而电子束焊缝尺寸厚大，如果参数选取不适当，底片对比度降低，容易出现漏检。电子束焊缝对射线束角度要求也非常高，否则不易检出未熔合、未焊透缺陷。因此，需要对电子束焊缝X射线检测提出具体要求。
本文根据X射线检测基本原理，电子束焊缝特点，国外相关规范，结合射线照相的影像质量，对设备，工序安排，检测方法，过程控制提出了具体要求。
2 射线照相的影像质量
2.1影像质量三个要素
对比度、不清晰度，颗粒度是决定射线照片影像质量的3个重要因素。
影像的对比度决定了在透照方向上可识别的细节尺寸。影像的不清晰度决定了在垂直射线透照方向上可识别的细节尺寸。影像的颗粒度决定了影响可显示的细节最小尺寸。
3 电子束焊缝X射线检测要求
3.1电子束焊接特点和缺陷类型
目前，电子束焊接技术得到越来越广泛的推广和应用。X射线检验是检测电子束焊缝的重要手段之一。只有掌握电子束焊接特点和电子束焊缝缺陷类型，才能根据这些特点和缺陷类型形成原因、缺陷特征、分布特点，选择正确的检测手段和准确评定。
3.2X射线检测时机的选择
对于零件本身而言，密度大（如钢类材料，高温合金材料），尺寸大，是影响X射线检测检出小缺陷的主要因素。因此在检测电子束焊缝时，应协调工序安排，将X射线检验工序安排到机加以后进行。如果焊接后还存在一定机加余量，可在机加后增加一道X射线检测工序。
3.3 检测设备的选择
选择电子束焊缝检测设备的原则为：
1）根据图纸规范要求，选择能达到相应灵敏度的设备；2）在选择设备的焦点尺寸时，尽可能选择小焦点射线机；3）根据零件结构选择相适应的设备。
按照电子束焊缝产品，可分为两类，一类为平板对接焊缝，另一类为轴类周向对接焊缝。对于平板对接焊缝应选用焦点较小的定向X射线机。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于轴类周向对接焊缝，在结构允许的条件下，尽可能选择微焦点的棒式阳极射线机。
3.4 射线透照布置、透照参数、胶片、灵敏度
3.4.1 透照布置
透照布置的基本原则是使透照区的透照厚度小。在具体进行透照布置时主要应考虑的是：1）射线源、工件、胶片的相对位置；2）射线中心束的方向；3）有效透照区。
此外，还包括防散射措施、像质计和标记系的使用等。
3.4.2射线源、工件、胶片的相对位置
常规射线照相检验时，射线源和胶片应分别置于工件的两侧，在具体布置时应考虑的是，射线源和胶片应分别置于工件的哪一侧。有些情况下可以任意确定，但在多数情况下都应考虑如何布置可以使可能存在的缺陷更靠近胶片。
在透照电子束焊缝时，射线源和胶片分别置于焊缝两侧，胶片位于焊缝下方。但由于电子束焊缝常带有较厚的衬板，使胶片不能更靠近可能存在的缺陷，增加了缺陷与胶片的距离和增大了透照厚度，增大了几何不清晰度，从而降低了缺陷影像的可识别性。对电子束焊缝进行减薄后，胶片与有可能存在的缺陷之间的距离减小，几何不清晰度减小，这样就提高了缺陷影像的可识别性。
3.4.3 射线中心束方向
中心射线束在一般情况下应指向有效透照区的中心，这主要是为了使整个有效透照区的透照厚度变化较小，使射线的照射角较小，以提高整个透照范围内缺陷的可检验性。
3.4.4透照参数
射线照相检验的基本透照参数是：射线能量、焦距、曝光量。
影响电子束焊缝X射线检测结果的透照参数主要是射线能量和曝光量。焦距（射线源与胶片之间的距离）对同一种零件来说可以认为是没有变化的。
3.4.5 胶片的选择
根据电子束焊缝较窄，在底片上对比度低，需要使用颗粒度较小的细粒胶片，按照质量要求，选用Ⅰ类胶片或特种胶片以达到良好的检测灵敏度。
3.4.6 射线照相灵敏度
射线照相灵敏度是描述射线照片记录、显示细节的能力（射线照片记录和显示缺陷的能力）。射线照相灵敏度是通过一些规定形式的细节，在射线照片上被记录和显示的程度，描述射线照片上形成的影像质量。目前，测定射线照片的射线照相灵敏度采用像质计，最广泛使用的像质计主要是三种：丝型像质计、阶梯孔型像质计、平板孔型像质计。国内通常采用的是丝型像质计。
丝型像质计描述的射线照相灵敏度规定为，在射线照片上可识别的金属丝最小直径与工件透照厚度的百分比。
通过丝型像质计射线照相灵敏度公式，我们可以看出，在其它条件一定的情况下，工件的透照厚度越大，射线照相灵敏度越低。在透照电子束焊缝时，要求将衬板尽可能的减薄，这样就使得齿轮的透照厚度减小，依据灵敏度公式，射线照相灵敏度得到了提高。
3.5.7 评片
在评定前，如果发现底片灵敏度、黑度不满足评定要求，必须重新检测零件。在评片时，要仔细、认真，要根据焊缝上铅标的位置对照出底片上铅标的相应位置，确定底片上焊缝的位置，并使用放大镜进行评定。
4 总结
本文根据X射线检测基本原理，电子束焊缝特点，国外相关规范，结合射线照相的影像质量，对设备，检验工序安排，透照布置，透照参数，评定要求等方面提出了具体要求，主要要求如下：
1）在检测电子束焊缝时，设备的焦点尺寸对其影响较大，应尽可能选择小焦点射线机。2）在工序上，要求尽可能安排在将尺寸减到最小尺寸后进行射线照相检测。3）在透照布置上，尽可能选取单壁透照，胶片尽可能贴近焊缝，采取铅板防护散射线。4）在透照方向上，准直器对准焊缝被透照区中心，使中心射线束与焊缝熔合线处于同一平面。5）透照参数选择上，尽可能低电压，保证曝光量要求。6）评定底片满足灵敏度和黑度要求，并使用放大镜。
参考文献
[1]中国机械学会无损检测分会编.射线检验.北京：机械工业出版社，1997.
[2]刘德镇主编.现代射线检测技术，北京：中国标准出版社，1999.
论文作者:任晓贺
论文发表刊物:《防护工程》2018年第7期
论文发表时间:2018/8/15
标签：射线论文; 电子束论文; 胶片论文; 灵敏度论文; 缺陷论文; 影像论文; 工件论文; 《防护工程》2018年第7期论文;