射线检测(RT)底片评定技术.ppt

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1、射线检测（RT） 底片评定技术,中国检测 刘金亮 2009.09,1. 评片技术概述（基本要求）,1.1 评片的主要内容与底片质量 评片工作一般包括下面的内容： 1）评定底片本身质量的合格性； 2）正确识别底片上的影像； 3）依据从底片上得到的工件缺陷数据等信息，按照验收标准或技术条件对工件质量作出评定； 4）完成有关的各种原始记录和资料整理。,.,要得到准确的结果，显然要进行评定的底片必须是合格的底片，只有符合质量要求的底片才能作为评定工件质量的依据。 对底片质量的主要要求可分为四个方面： 黑度应处于规定的范围； 射线照相灵敏度应达到规定的要求； 标记系应符合有关的规定； 表（外）观质量应满

2、足规定的要求。,1）黑度：黑度是底片质量的一个重要指标，它直接关系底片的射线照相灵敏度和底片记录细小缺陷的能力。为保证底片具有足够的对比度，黑度不能太小，但因受到观片灯亮度的限制，底片黑度也不能过大。 JBT4730 4.11 底片质量 底片评定范围内的黑度D应符合下列规定: A 级：1.5D4.0； AB级：2.0D4.0 ； B 级：2.3D4.0。 经合同各方同意，AB级最低黑度可降低至1.7，B级最低黑度可降低至2.0。 透照小径管或其它截面厚度变化大的工件时，AB级最低黑度允许降低至1.5。 采用多胶片技术时，单片观察时单片的黑度应符合以上要求，多片迭加观察时单片黑度应不低于1.3。

3、,2）灵敏度：从定量方面而言，是指在射线底片可以观察到的最小缺陷尺寸或最小细节尺寸；从定性方面而言，是指发现和识别细小影像的难易程度。在射线底片上所能发现的沿射线穿透方向上的最小尺寸，称为绝对灵敏度，此最小缺陷尺寸与透照厚度的百分比称为相对灵敏度。用人工孔槽，金属丝尺寸（像质计）作为底片影像质量的监测工具而得到的灵敏度又称为像质计灵敏度。 要求：底片上可识别的像质计影像、型号、规格 、摆放位置，可观察的像质指数（Z）是否达到标准规定要求等，满足标准规定为合格。 射线照相灵敏度是底片影像质量的综合评定指标，合格的底片其射线照相灵敏度必须符合标准的要求。底片的射线照相灵敏度采用底片上像质计的影像的

4、可识别性测定，对底片应达到的射线照相灵敏度没有严格的统一规定，一般是按照采用的射线照相技术级别规定应达到的射线照相灵敏度。,3）底片上应有完整的标识（识别标记和定位标记）影像，它是识别底片、建立档案资料、缺陷定位必不可少的标志。标记的影像应位于底片的非评定区，以免干扰对缺陷的识别。 4）对底片表（外）观质量的主要要求是不应存在明显的机械损伤、污染、伪缺陷。,1.2评片环境、设备等要求： 1）环境：要求评片室应独立、通风和卫生，室温不易过高（应备有空调），室内光线应柔和偏暗，室内亮度应在30cd/m2为宜。室内噪音应控制在40dB为佳。在评片前，从阳光下进入评片室应适应评片室内亮度至少为510m

5、in；从暗室进入评片室应适应评片室内亮度至少为30s。,2）设备 观片灯:应有足够的光强度,确保透过黑度为2.5的底片后可见光度应为30cd/m2,即透照前照度至少应3,000 cd/m2；透过黑度为2.5的底片后可见光度应为10cd/m2,即透照前照度至少应3,200 cd/m2。亮度应可调，性能稳定，安全可靠，且噪音应30dB。观片时用遮光板应能保证底片边缘不产生亮光的眩晕而影响评片。 黑度计：应具有读数准确，稳定性好，能准确测量4.0以内的透射样品密度,其稳定性分辨力为+0.02,测量值误差应0.05,光孔径要求1.0mm为佳，黑度计至少每6个月校验一次，标准黑度片至少应三年送法定计量单

6、位检定一次。 评片用工具：放大镜应为3至5倍，应有02cm长刻度标尺。评片人可借助放大镜对底片上缺陷进行细节辨认和微观定性分析。评片尺，应有读数准确的刻度，尺中心为“0”刻度，两端刻槽至少应有200 mm，尺上应有1010、1020、1030 mm的评定框线。,1.3评片人员要求： 1）经过系统的专业培训，并通过相关部门考核确认具有承担此项工作的能力与资格者，一般要求具有RT级资格证书人员担任。 2）具有一定的评片实际工作和经验。并能经常到现场参加缺陷返修解剖工作，以丰富自己的评片经验和水平。并应具有一定的焊接、材料及热处理等相关专业知识。 3）应熟悉有关规范、标准，并能正确理解和严格按标准进

7、行评定，具有良好的职业道德、高度的工作责任心。评片前应充分了解被评定的工件材质、焊接工艺、接头坡口型式，焊接缺陷可能产生的种类及部位及射线透照工艺情况。 4）具有较好的视力，校正视力不低于1.0，并能读出距离400mm处，高0.5 mm间隔0.5 mm一组的印刷字母。,1.4评片的基本条件与工作质量关系 1）从底片上所获得的质量信息： 缺陷的有无、性质、数量及分布情况等 ； 缺陷的两维尺寸（长、宽）信息，沿板厚方向尺寸可用黑度大小表示 ； 能预测缺陷可能扩展和张口位移的趋向 ； 能依据标准、规范对被检工件的质量做出合格与否的评价 ； 能为安全质量事故及材料失效提供可靠的分析凭证。,2）正确评判

8、底片的意义 预防不可靠工件转入下道工序，防止材料和工时的浪费 ； 能够指导和改进被检工件的生产制造工艺； 能消除质量事故隐患，防止事故发生。 3）良好的评判条件是底片评判工作质量保证的基础 评片人的技术素质是评判工作质量保证的关键 先进的观片仪器设备是评判工作质量保证的基础 良好的评片环境是评判人员技术素质充分发挥的必要条件。,2.评片基本知识,2.1投影的基本概念： 用一组光线将物体的形状投射到一个平面上去，称为“投影”。 在该平面上得到的图像，也称为“投影”。投影可分为正投影和斜投影。正投影即是投射线的中心线垂直于投影的平面，其投射中心线不垂直于投射平面的称为斜投影。 射线照相就是通过投影

9、把具有三维尺寸的试件（包括其中的缺陷）投射到底片上，转化为只有二维尺寸的图像。由于射线源，物体（含其中缺陷）、胶片三者之间的相对位置、角度变化，会使底片上的影像与实物尺寸、形状、位置有所不同，常见有重迭、放大、畸变、相对位置改变等现象。,2.1.1影像重叠 影像的每个点都是物体的一系列点对射线衰减产生的总结果，或者说是物体一系列点的影像的重叠。 因此射线检测所得到的影像，是把一个立体物体表现在平面上，因此，物体质量、结构等方面的情况，在射线检测的影像上将重叠在一起。这样，当从不同方向进行射线检测时，对同一物体得到的影像可以不同。 影像的重叠性使得物体中不同位置的缺陷，在射线检测的影像上可能表现

10、成一个缺陷，这给射线检测影像的判断带来困难。,2.1.2影像放大 影像放大是指在胶片上成像的尺寸大于影像所表示的物体的实际尺寸。 当射线源可视为是一点源时，得到的影像将都是一个放大的影像，从投影关系不难理解这一点。影像放大的程度与射线源至被透照物体的距离相关、与影像所表示的物体和胶片的距离相关。当射线源尺寸大于缺陷尺寸时，缺陷的实际情况将变得复杂化，这时候需考虑象的位置。简单地说，可以认为，在一般的情况下，影像都存在一定程度的放大。,图1 影像的放大和几何不清晰度形成示意图,2.1.3影像畸变 影像畸变是指得到的影像的形状与物体在射线投影方向截面的形状不相似。 产生这种情况的原因是，物体截面上

11、不同的部分在胶片上形成影像时产生的放大不同，这样就导致影像的形状与物体的形状不相似。 例如，物体中有一个球孔，当射线中心束不垂直于胶片平面时，所得到的影像将不再是圆形，即发生了影像畸变。在实际射线照相中，缺陷影像畸变是经常发生的，这是由于缺陷总是具有一定的体积，具有一定的空间分布，形状常常是不规则的，这些情况使得透照时总会存在不同部位放大不同，造成了影像畸变。,2.2缺陷影像性质的分析与判断 2.2.1影像的几何形状 不同性质的缺陷具有不同的几何形状和空间分布特点，由于底片上缺陷的影像是缺陷的几何形状按照一定规律在平面上投影形成的图形，因此，底片上缺陷影像的形状与缺陷的几何形状密切相关。 在分

12、析影像的几何形状时应当考虑单个或局部影像的基本形状、多个或整体影像的分布形状、影像轮廓线的特点。应注意的是，对于不同的透照布置，同一缺陷在底片上形成的影像的几何形状将发生变化。,2.2.2影像的黑度情况 影像的黑度分布是判断影像性质的另一个重要依据。 不同性质的缺陷内在性质不同，这种不同产生了不同性质缺陷对射线的吸收不同，形成的缺陷影像黑度也就不同。 在分析影像黑度特点时应考虑影像黑度相对于工件本体黑度的高低、影像自身各部分黑度的分布特点。,2.2.3影像的位置 缺陷影像在底片上的位置，也就是缺陷在工件中位置的反映，这是判断影像缺陷性质的另一个依据。缺陷在工件中出现的位置常具有一定的规律，因此

13、影像所在的位置也与缺陷性质相关。某些性质的缺陷只能出现在工件的特定位置，对这类性质的缺陷，影像的位置将是识别缺陷的重要依据。 识别底片上影像的缺陷性质，是从上述三个方面进行综合考虑，作出判断。 评片时必须注意环境光线和非评定区透过光线对识别缺陷的影响，由于这些杂散光线同时进入眼睛，可引起评定缺陷的亮度对比度降低。,3.常见缺陷的识别,3.1熔焊接头常见缺陷识别 3.1.1焊接接头 结构间通过焊接连接的部分称为焊接接头 焊接从微观上看是材料通过原子或分子间的结合和扩散形成永久性连接的工艺过程。 为了达到焊接的目的，焊接工艺采用两种措施：对被焊接金属施加热量、对被焊接金属施加压力，使金属表面紧密接

14、触。焊接有多种不同的方法，通常将焊接方法分为熔化焊、压力焊、钎焊三大类。下面仅以常用的电弧熔化焊为例讨论焊接接头缺陷。,熔化焊过程是被焊接金属在热源作用下被加热，母材金属局部被熔化，熔化的金属、熔渣、气相之间进行一系列化学冶金反应，伴随着热源移开，熔化的金属开始结晶，从液态转变为固态，形成焊缝，实现焊接。 由熔化的母材金属（和焊条金属）在母材金属上形成的具有一定形状的液态金属称为熔池。熔池的形状、体积、存在的时间、温度等不仅影响焊缝的成形，而且也直接相关于焊接缺陷的产生。 焊接接头分为三个部分：焊缝区、熔合线、热影响区，图2是熔焊接头的基本结构。 焊缝区：由焊条金属和母材金属熔化、发生化学反应

15、后形成的焊缝金属。 熔合线：焊缝区外侧至母材部分熔化的区域。 热影响区：母材部分熔化区和母材发生固相组织变化的区域。 检验时这三个区都是被检区域。,图 2 熔焊接头的结构 图 3 V形坡口结构示意图 1焊缝 2热影响区 3熔合线 4母材,3.1.2焊接接头的主要形式 常用的焊接接头形式主要是对接接头、角接接头、T形接头、搭接接头。 焊接处一般要加工成一定形状，称为坡口。 焊接接头常用的坡口类型，按坡口的形状分为V形坡口、U形坡口、X形坡口、双U形坡口，对薄板焊接接头，也常不加工出坡口，或者称为I形坡口。坡口角度（双面）常为60左右。 坡口根部一般有直角钝边，即一定高度的直边区。图3是V形坡口结

16、构示意图，可按此图理解其它类型坡口。图4是部分接头的结构示意图。,a） b） c） d） 图4 部分接头结构示意图 a）对接接头 b）T形接头 c）角接接头 d）搭接接头,3.1.3焊接缺陷的分类及识别 由于焊接工艺不当、焊接操作存在问题、接头准备和焊接材料不符合要求、焊接结构设计不合理等原因，均可造成焊接缺陷。熔焊过程中产生的缺陷主要有五类： 熔合不良类：未焊透、未熔合； 裂纹类：热裂纹、冷裂纹； 孔洞类：气孔、缩孔； 夹杂物类：夹渣、夹钨； 成形不良类：咬边、烧穿、焊瘤等。,在评片识别缺陷时，应首先了解接头的坡口类型和具体尺寸，这对于正确识别缺陷是重要的基础资料。 同时应了解焊接方法和主要

17、工艺规定，特别是焊接接头成形的方法和焊接道数，例如单面焊还是双面焊，一次成形还是须经多道焊接成形等。 1）气孔 气孔是焊缝中常见的缺陷，它是在熔池结晶过程中未能逸出而残留在焊缝金属中的气体形成的孔洞。 在焊接过程中焊接区内充满了大量气体，气孔的形成都将经历下面的过程：熔池内发生气体析出、析出的气体聚集形成气泡、气泡长大到一定程度后开始上浮、上浮中受到熔池金属的阻碍不能逸出、被留在焊缝金属中形成气孔。焊缝中形成气孔的气体主要是氢气和一氧化碳。,在底片上气孔呈现为黑度大于背景黑度的斑点状影像，黑度一般都较大，影像清晰，容易识别。影像的形状可能是圆形、椭圆形、长圆形（梨形）和条形。常见的主要分布形态

18、有四种： 孤立气孔: 可能会以多种形状出现. 密集气孔: 气孔成群出现. 链状气孔: 是指排列在一条直线上、间隔一定距离 的多个气孔. 虫孔: 主要是一氧化碳沿结晶方向分布形成的气孔，其可能是单侧分布，也会是双侧分布。 图5是气孔的实际影像。,a） b） 图5 熔焊气孔 a）链状气孔 b）虫孔,2)夹杂物 焊缝中残留的各种非熔焊金属以外的物质称为夹杂物。夹杂物一般分为两类：夹渣（夹珠）、夹钨。 夹渣是焊后残留在焊缝内的熔渣和焊接过程中产生的各种非金属杂质，如氧化物、氮化物、硫化物等。 夹钨是钨极惰性气体保护焊时，钨极熔入焊缝中的钨粒，夹钨也称为钨夹杂。 焊缝中产生夹渣的主要原因是焊接电流小，或

19、焊接速度快，使杂质不能与液态金属分开并浮出。在多层焊时，如果前一层的熔渣清理不彻底，焊接操作又未能将其完全浮出，也会在焊缝形成夹渣。 夹钨主要是焊接操作不当使钨极进入熔池，或焊接电流过大，导致钨极熔化，落入熔池形成了钨夹杂。,夹渣在底片上影像的主要特点是形状不规则，边缘不整齐，黑度较大而均匀。常见的主要有三种形态： 点状夹渣：单个、长宽比3。 密集夹渣：成群分布，类似密集气孔。 条状夹渣：条状夹渣（长宽比3 ）呈现长条状、具有一定宽度的暗线形态，线的延伸方向一般与焊缝走向相同。 夹钨：由于钨的原子序数很高、密度很大，所以在底片上夹钨的影像总是呈现为黑度远低于背景黑度的影像，常常为透明状态。,a

20、） b） 图6 熔焊中的夹渣 a）密集夹渣滓 b）链状夹渣,夹钨的影像主要有两种形态：孤立点状、密集点（粉）状。图6是铝合金中的夹渣缺陷影像。图7是夹钨缺陷影像。 图7 夹钨（伴有未焊透）,夹珠：在底片上多为圆形的灰白色影像，在白色的影像周围有黑度略大于焊缝金属的黑度圆圈，如同句号“。”或“C”。主要是大的飞溅或断弧后焊条（丝）头剪断后埋藏在焊缝金属之中，周围一卷黑色影像为未熔合。 图8 夹珠,3）未焊透 未焊透是母材金属与母材金属之间局部未熔化成为一体，它出现在坡口根部，因此常称为根部未焊透。 产生未焊透的原因可能是焊接规范（电压、电流、预热等）不适当，或焊接操作不正确，坡口角度小、钝边间隙

21、小等。 在底片上未焊透是容易识别的缺陷。由于坡口存在直的机械加工边，而且坡口直边又位于焊缝中心，所以未焊透在底片上一般呈现为笔直的黑线影像，并处于焊缝影像的中心，特别是对于单面焊对接接头。 在实际中看到的未焊透缺陷影像，还可能是其他形态，如断续的黑线，或伴随其他形态影像的线状影像，或有一定宽度的条状影像等。由于透照方向的不同，也可能出现在偏离中心位置。图9是未焊透的影像。,图9 未焊透（局部伴有气孔，下图为未焊透的剖面图）,4)未熔合 未熔合是母材金属与焊缝金属之间局部未熔化成为一体，或焊缝金属与焊缝金属之间未熔化成为一体。 产生未熔合的原因可能是焊接规范（电压、电流、预热等）不适当，或焊接操

22、作不正确，坡口角度小、清理不符合要求等。 按照未熔合出现的位置，常分为三种： 根部未熔合：指坡口根部处发生的焊缝金属与母材金属未熔化成一体性缺陷。 坡口未熔合：指坡口侧壁处发生的焊缝金属与母材金属未熔化成一体性的缺陷。 层间未熔合：多层焊时各层焊缝金属之间未熔化成一体性的缺陷。,在底片上未熔合影像的形态与射线束的方向相关。一般情况下它呈现为模糊的线条状影像或断续的线点状影像，线条沿焊缝方向延伸，位置与未熔合的位置相关。影像的黑度与背景的黑度差比较小，有时影像的一侧呈现直边。 层间未熔合影像出现的位置和影像的形状与条状夹渣或片状夹渣类似，但未熔合影像的黑度比夹渣影像的黑度要低较多，而且轮廓也模糊

23、。 未熔合是射线照相容易漏检的缺陷，特别是层间未熔合，在评片时应注意识别这种缺陷。,图10 未熔合（下图为未熔合的剖面图）,5）裂纹 焊接过程中产生的裂纹是多种多样的，可分布在接头的各个部位，图11是各部位可能出现的裂纹示意图。按照裂纹产生的原因，裂纹可以分为五类：热裂纹、冷裂纹、再热裂纹、层状撕裂、应力腐蚀裂纹。 图11 焊缝裂纹分布示意图 1焊缝纵向裂纹 2焊缝横向裂纹 3热影响区纵向裂纹 4弧坑裂纹 5热影响区横向裂纹 6焊趾裂纹 7焊缝根部裂纹 8焊道下裂纹 9焊缝内晶间裂纹,图12 横向裂纹 图13 根部裂纹,热裂纹是在高温下由拉应力作用产生的裂纹。由于焊接过程是一个局部不均匀加热和

24、冷却的过程，因此必然产生拉应力，在拉应力的作用下，焊缝的薄弱处发生开裂。 冷裂纹是在焊后较低的温度下产生的裂纹，它与焊接金属材料的成分和特性、与氢的作用和拘束应力密切相关。冷裂纹有的在焊后立即出现，有的在焊后数小时或数天才出现，即它是一种延迟裂纹。冷裂纹常出现在热影响区、熔合线附近和焊缝根部。 再热裂纹是焊后进行消除应力的热处理过程产生的裂纹，它一般出现在热影响区、熔合线附近。层状撕裂是由于母材金属中原有的夹杂物在焊接应力作用下导致的开裂，它总是出现在热影响区或母材金属中。 应力腐蚀裂纹是某些材料在某些介质中，由于拉应力的作用所产生的延迟裂纹，它是腐蚀介质和拉应力共同作用产生的，它主要由表面向

25、深度方向发展。,在底片上裂纹影像的基本形态呈现为黑线，影像的黑度可能较大，也可能较小，有时容易与其他缺陷的影像区别。 常见的裂纹线状影像有： 线状：常出现在熔合线或焊缝中心部位，与焊缝方向相平行。 星（辐射线）状：主要是出现在起弧或收弧处的弧坑裂纹，所以也常就称为弧坑裂纹。 簇状：常以熔合线为起点，向基材或焊缝方向发展，与熔合线相垂直。 裂纹裂纹影像的特点，也与射线照相时射线束的方向相关。图12、图13是裂纹缺陷的影像。,a） b） 图13 熔焊裂纹 a）纵向裂纹 b）横向裂纹,6）成形不良 由于焊接规范不当或焊接操作不良，可以造成焊缝成形不良缺陷。常见的主要成形不良缺陷有： 咬边：是在母材金

26、属表面上沿焊趾产生的沟槽，产生咬边的原因主要是焊接电流过大、电弧过长、焊条角度不正确等。咬边是一种危险的缺陷，它减少了母材金属的有效截面，造成应力集中，容易引起裂纹。 内凹：焊后焊缝表面或背面（根部）所形成低于母材的局部低洼部分，称为凹坑（根部称内凹），在底片上的焊缝影像中多呈现为不规则的圆形黑化区域，黑度是由边缘向中心逐渐增大，轮廓不清晰。,收缩沟（含缩根）：焊缝金属收缩过程中，沿背面焊道的两侧或中间形成的根部收缩沟槽或缩根。在底片焊缝根部焊道影像两侧或焊道中间出现的，黑度不均匀，轮廓欠清晰，外形呈不规则的黑色影像。 图14 咬边、内凹、收缩沟,焊瘤（凸瘤）：是熔化的金属流到焊缝外或流到未熔

27、化的母材金属上形成的金属瘤，产生焊瘤的主要原因是操作不熟练。 焊瘤在底片上呈现为具有圆滑轮廓的较大的低黑度斑点影像。 烧穿：是由于熔化深度超出母材金属厚度，熔化金属自坡口背面流出，形成穿孔缺陷。产生这种缺陷的原因主要是焊接电流过大、焊接速度过慢、坡口间隙过大。 在底片上它的影像呈现为低黑度的圆环或椭圆环及中心高黑度的暗斑形貌，中心暗斑是由于滴落金属熔液后形成的孔洞造成的，低黑度的环则是过多的熔化金属造成较大的焊缝背面下沉形成的影像。 错口（错边）：组对时两侧基材未对平所致，单面焊时容易造成根部单侧未熔合。,图15 焊瘤、烧穿、错口示意图 图16 焊瘤影像,图17 烧穿、错口,3.2 铸件常见缺

28、陷的识别 铸造是通过熔炼金属或其合金、制造铸型、并将金属熔液浇入铸型、在金属熔液凝固后获得一定形状和性能工件的工艺过程，它是工件成形的基本方法之一，是所有冶金方法中最直接成形的方法，其广泛应用于各种各样的产品。 铸造包括多种方法，如砂型铸造、金属型铸造、压铸、熔模铸造、离心铸造等，砂型铸造是最常用的铸造方法，其他铸造方法统称为特种铸造方法。 铸件的质量，除了直接与铸造合金相关外，主要与下列因素相关：铸件设计；铸件制造工艺；铸造操作。 它们共同影响液态合金的性质、液态合金的充型能力和铸件的凝固过程，也就决定了铸件的质量。,铸件中常见的内部缺陷可分为下面四类： 孔洞类缺陷：如气孔、针孔、缩孔、缩松

29、、疏松； 裂纹类缺陷：如冷裂纹、热裂纹、白点、冷隔； 夹杂类缺陷：如夹杂物、夹渣（渣孔）、砂眼； 成分类缺陷：偏析。 3.2.1 气孔 气孔是熔化的合金在凝固过程中，合金熔液中的气体未能逸出，在铸件中形成的孔洞。气孔是铸件中最常见的缺陷之一。,按照气孔产生的原因，气孔可分为三类： 侵入气孔；在浇注的过程中，铸型、型芯由于急剧加热挥发出的气体，粘接剂等有机物燃烧产生的气体，型腔中未逸出的气体，进入到金属熔液中形成的气孔。 析出气孔；溶解在金属熔液中的气体，在冷却、凝固过程中，由于温度降低或外界压力降低，使溶解度降低，而从金属熔液中析出形成的孔洞。 反应气孔；金属熔液与铸型或金属熔液中的某些元素之

30、间发生化学反应产生的气体所造成的气孔。,气孔缺陷在底片上常见的形态主要有两种：各种形态的气孔、针孔。 气孔的影像在底片上可以呈现为各种形态，例如，孤立的或成群的圆形、椭圆形、梨形暗斑，它轮廓光滑、影像鲜明，整个影像黑度较大，无明显变化。 较大的气孔很容易识别。但细小的气孔与夹渣，有时很难区分。 图18 气孔（补焊区存在裂纹）,针孔是铸件中比较均匀散布的细小气孔。在铸件截面厚度较小时，在底片上它呈现为均匀散布的暗点状影像，影像清晰。在截面厚度较大时，影像模糊，这时候由于气孔在厚度方向上的叠加，影像可转化为尖点状（苍蝇脚状）或近于圆点状。如果厚度大，影像将变成模糊的云片状形貌。 图19 针孔缺陷影

31、像,3.2.2 夹杂物 夹杂物缺陷是铸件中含有的成分与基本成分不同的各种金属性异物和非金属性异物。 夹杂物可分为三类： 金属夹杂物 常见的金属夹杂物主要是混杂在铸件金属熔液中的其他种类金属块，因此它具有一定的几何形状，视其与铸件金属相比密度的大小、原子序数的高低，它的影像可能显现为比背景黑度低或高的黑度，影像常具有片状形象，整个影像的黑度比较一致。 砂眼 砂眼是充塞型砂的孔洞，它是由于铸型受到冲刷，致使型砂脱落并残留在铸件中造成的缺陷。在底片上其整体影像的形状可能极不规则，但影像黑度具有颗粒状特征，特别在影像边缘区。,夹渣 夹渣来源于金属熔液内部反应的产物和熔炼过程中形成和分离出来的浮渣、熔剂

32、残渣、脱落的铸型材料等。经常出现的夹渣是炉渣、氧化物等，它们化学成分复杂，形状极不规则，多数情况中它们集中在铸件的某个部位，以比较密集或分散的的状态出现。 在底片上它们影像的基本形貌是在一定范围内分布的颗粒状的黑斑。颗粒的大小不同、形状不同，常显现为小片状影像，影像的轮廓比较清楚，影像的黑度与背景黑度相差较大。 图20 夹渣缺陷影像,3.2.3 缩孔与缩松 铸件在冷却和凝固过程中，合金将发生液态收缩和固态收缩，由于铸件设计的特点和铸型设计存在的不足、浇注操|作不当等，造成补缩不足，在铸件中产生孔洞。 集中的大孔洞称为缩孔，分散而细小的孔洞称为缩松。缩孔与缩松在底片上呈现的形态常见的是集中性孔洞

33、、纤维状缩孔、海绵状缩松三种形态。 图21 缩孔,集中性孔洞常就称为缩孔，在底片上它呈现为形状不规则、黑度比背景高出较多的暗斑影像，其分布没有确定的方向，面积较大，轮廓一般清晰。纤维状（树枝状）缩孔在底片上它呈现为树枝状黑度较大的影像，影像具有主干、主枝、次枝等形貌，整个影像都显示较大的黑度，特别是主干和主枝。由于其形状的特殊性，这种缺陷影像容易识别。海绵状缩松由相互连结的小孔洞系构成，在底片上呈现为云雾状影像，它总有一定的面积分布。 图22 纤维状缩孔 图23 海绵状缩松,3.2.4 疏松（显微缩松） 铸件在冷却和凝固过程中，合金将发生液态收缩和固态收缩，由于补缩不足，在缓慢凝固区出现的很细

34、小的孔洞区称为疏松，也称为显微缩松。 疏松在不同合金中可出现不同的形态，常见的形态主要是一般疏松、中心疏松、层状疏松、分散状疏松。 一般疏松：是细小、分立的孔洞，分布在铸件的整个厚度范围内，在底片上呈现的影像与铸件厚度有关。对薄的截面，可显示为细的网纹影像； 中心疏松：对厚的截面，由于孔洞的相互重叠，将显示为模糊的暗斑。当它分布在铸件中心区时，显示为模糊的暗斑影像。,层状疏松：在镁合金中，细小的孔洞系常形成层状分布，在底片上呈现为条纹状影像，条纹的黑度不大，总是以多条同时出现，并具有整体相同的走向 。 分散状疏松：是细小、相互连接的孔洞，常集中分布在铸件的某个范围内，在底片上呈现为小长条状的网

35、状影像。 图24 中心疏松 图25 层状疏松 图26 分散状疏松（伴有针孔）,3.2.5裂纹 铸件在凝固末期和常温的冷却过程中，其收缩可能受到阻碍，这些阻碍作用将导致在铸件中产生应力，当应力超过铸件金属当时的强度时将引起开裂，造成裂纹缺陷。 热裂：是高温液态金属凝固时，由于收缩应力超过了金属当时的强度或变形超过了金属的塑性产生的裂纹。它主要出现在铸件的拐角处、截面厚度突变处、最后凝固处。在底片上它呈现为不规则的黑线状影像，黑线常为波折状，有时可形成分叉。 图27 热裂纹影像,冷裂：是铸件在较低温度下，由于铸造应力超过了合金的强度极限而产生的裂纹。它主要出现在铸件收缩中处于拉伸的部位和应力集中的

36、部位。大型或构造复杂的铸件容易产生冷裂纹。冷裂纹也常称为应力裂纹。在底片上它典型的影像是微弯、平滑的直线状黑线。 图28 冷裂纹影像,3.2.6冷隔 在铸件中金属流汇合处，如果金属熔液熔合不完善或金属熔液不连续，那么在铸件中将产生穿透或未穿透的缝隙，这即是冷隔缺陷。产生冷隔的原因主要是金属熔液温度低、铸型表面或冷铁激冷度过大、充型速度不正确、浇注系统不合理等。冷隔缺陷主要出现在铸件远离浇口的宽大表面处和薄壁处。在底片上，冷隔缺陷常呈现为宽度比较均匀、缺少变化、平滑的线条状黑线影像或呈现为片状的影像。 图29 冷隔影像,3.2.7 偏析 铸件凝固后出现的化学成分不均匀性称为偏析，即在局部区域某种

37、合金成分过多或过少。 一般偏析：是合金不同成分发生均匀地很小局部的集中，形成大量的很小区域的偏析。带状偏析是不同合金成分以层状交替分布在铸件中，它主要发生在离心铸造过程中。一般偏析和带状偏析在一般情况下都不被认为是缺陷。 局部偏析（或称为集中偏析）可以出现多种形态，常见的是缩孔或热裂纹的整体或局部被低熔点的合金成分（或化合物）填充形成的偏析，它们也分别被称为收缩偏析和热裂偏析。对于铝镁合金，它们在底片上的影像呈现为黑度小于背景黑度的裂纹状形态，所以很容易识别。在日常也常称其为白裂纹。在收缩偏析或热裂偏析中也可能含有夹渣物。,图30 收缩偏析 图31 含有夹渣的收缩偏析,4.底片上的其他影像,4

38、.1 常见的伪缺陷 由于暗室操作不当、射线照相透照操作不当、或胶片本身质量存在的问题，在底片上可能产生一些类似缺陷、但并不是缺陷的影像，常简称为伪缺陷。如果不注意，容易把它们与缺陷影像混淆，造成错误的质量评定结论，因此，应注意对伪缺陷影像的识别。下面列出了一些底片上常见的伪缺陷影像。 4.1.1划伤 在切装胶片时，使用的器具、工作台面、操作者的指甲等，都可能擦伤或划破胶片的乳剂层，这样，在底片上将产生细而光滑的线状斑纹，影像的黑度也较大。在反射光下观察底片表面，可以看到表面划伤的痕迹。,4.1.2压痕 在固定暗盒或其他操作过程，胶片局部受到挤压或弯折，在底片上将出现月牙状斑纹。曝光前胶片受到挤

39、压或弯折时，底片上产生的斑纹是黑度远低于背景黑度的斑纹影像；但如果胶片局部受到比较严重的挤压或弯折时，底片上将产生黑度高于背景黑度的月牙状斑纹影像，并且斑纹周围将围绕着黑度低于背景黑度的区域。曝光后胶片受到挤压或弯折时，底片上产生的斑纹是黑度高于背景黑度的斑纹。在反射光下观看底片表面，可以看到挤压或弯折的痕迹。 4.1.3水迹 底片干燥时，局部水聚集，在底片上可形成模糊的形状不规则的片状影像，影像的黑度较低、均匀变化、一侧有边缘痕迹。在反射光下观看底片表面，可以看到表面存在的污染痕迹。,4.1.4增感屏斑纹 由于增感屏的损坏、污染、或夹带异物，使增感屏局部的增感性能改变，导致胶片局部曝光异常，

40、在底片上可形成与增感屏的损坏、污染、异物相似形状的影像。影像的黑度可能低于背景的黑度，也可能高于背景的黑度，这决定于增感屏的具体情况。增感屏受到划伤时产生的影像黑度将高于背景黑度，增感屏中存在异物或受到污染时，产生的影像的黑度将低于背景的黑度。 4.1.5显影液斑点 在显影操作开始之前，胶片被溅上显影液，在底片上将产生斑点状影像。这些影像黑度大，并具有成片分布的特点，集中在局部区域。,4.1.6定影液斑点 在显影操作开始之前，胶片被溅上定影液，在底片上将产生透明的斑点状影像。由于它黑度很低，具有平滑的轮廓和成片分布的特点，因而容易识别，不会与重金属夹杂物混淆。 4.1.7霉变斑点 胶片保管不善

41、，受潮发霉，会出现一些黑度不大、分布在较大范围的点状影像。,4.2 静电斑纹 在干燥天气下切装胶片时，如果胶片与胶片或胶片与某些物体发生摩擦产生了静电，或者化纤衣物造成操作人员对胶片的放电，将造成胶片感光，在底片上形成黑度高于背景黑度的静电斑纹。三种基本形态：点状斑纹、冠状斑纹和树枝状斑纹。 a） b） c） 图32 静电斑纹的基本形态 a）树枝状斑纹 b）冠状斑纹 c）点状斑纹,4.3衍射斑纹 很早就发现在射线照片上有时会出现一些特殊的斑纹影像，这些斑纹影像主要出现在轻合金（如铝合金）和不锈钢的铸件、焊件的射线照片上，特别当工件的厚度较小时更容易出现。研究证明，这些斑纹影像是铸件或焊件金属凝

42、固组织的晶体结构对射线的衍射形成的，因此称它们为衍射斑纹。20世纪60年代到70年代不断有文献报道射线照片出现的衍射斑纹，20世纪80年代日本学者又进行了射线照片出现的衍射斑纹的研究。 射线底片上常出现的衍射斑纹主要有三类：线状衍射斑纹、羽毛状衍射斑纹、斑点状衍射斑纹。,4.3.1线状衍射斑纹 基本特征是在焊缝的中心线附近出现一条暗线，其影像类似于根部未焊透，但与根部未焊透的影像相比，这个影像不够清晰，也不够直。此外，其一侧常伴随有白线，或人字形斑纹。线状衍射斑纹也可呈现出其他形态特点如为一条白线、两条暗线等。这种衍射斑纹常出现在不锈钢和轻合金的焊缝射线底片上，应注意避免把它错误地判断为根部未

43、焊透或裂纹。 图33 线状衍射斑纹,4.3.2羽毛状衍射斑纹 不锈钢和轻合金焊缝和铸件的射线底片上常出现的另一种衍射斑纹，这种衍射斑纹也称为“人字形骨架”（或称为“八字形”）斑纹。羽毛状衍射斑纹的基本特征是，斑纹为从焊缝中心附近向焊缝母材方向（两侧或一侧）延伸的暗线条纹，总体形成羽毛状影像。由于它整体形态的特点，很容易与其他缺陷的影像相区别。 图34 羽毛状衍射斑纹,4.3.3斑点状衍射斑纹 主要出现在轻合金铸件和不锈钢铸件的射线底片上，斑点的形状不规则，分布也无确定的规律，因此，可能与夹渣、疏松相混淆。但一般看，斑点影像的边缘比较模糊。在焊缝的射线底片上也可以看到斑点状衍射斑纹。 图35 斑

44、点状衍射斑纹,如果怀疑底片上的影像可能是衍射斑纹，除了仔细分析外，可以采用： 1）改变胶片与工件表面的距离； 2）改变透照方向； 3）改变透照电压。 重新透照，观察底片上影像是否发生变化来进行判断。衍射斑纹的影像在改变透照参数后透照时，由于衍射条件发生改变，影像都将发生明显变化，而缺陷影像一般不会发生明显的形态改变。,5.底片各种影像的评判分析及定性,5.1底片上焊缝轮廓成像的分析 5.1.1按焊接方法分为：手工电弧焊、手工钨极氩弧焊、自动埋弧焊、自动钨极氩弧焊等。 1）手工电弧焊：影像中明显可见焊条摆动时的运条波纹。表面成形不光滑。 2）手工钨极氩弧焊：又称非熔化极氩弧焊，是采用光丝焊，焊丝

45、摆动速度低于手工电弧焊，表面成形光滑，运条波纹明显少于电弧焊。 3）自动埋弧焊（含自动钨氩弧焊）：影像成形规正、表面光滑，无手工电弧焊的运条波纹，但下坡焊有熔敷金属的铁水流线纹。如下图所示。,图36 焊接方式及焊接位置示意图 5.1.2按焊接位置分为：板分为平焊、立焊、横焊和仰焊。管环缝可分为水平转动焊，水平固定焊和垂直固定焊。水平固定焊又称为全位置焊。,1）平焊：手工平焊影像明显可见的均匀细称的焊条运行波纹，成形较规正，其波纹图形如同水的波纹一样。 2）立焊：手工立焊影像明显可见鱼鳞状三角波纹，有时呈三角沟槽，成形成较规正。 3）横焊：手工横焊影像明显可见焊道与焊道之间的沟槽，横焊时，焊条不

46、上下摆动，故无运条的波纹。 4）仰焊：手工仰焊，由于焊条摆动方式与平、立、横均不相同，其影像无平、立、横的运条波纹，如同许多个圆饼形纹组成的焊缝影像，黑度不均匀。 5）水平转动焊：其影像明显可见平焊水波纹特征。,6）水平固定焊：又称全位置焊，其影像既具有平焊特征，又有立焊和仰焊影像特征。表面成形不太规正。 7）垂直固定焊：该焊缝全部为横焊，故其影像具有横焊影像特征。 5.1.3按焊接型式分为： 双面焊、单面焊、加垫板的单面焊。 5.1.4底片上确定评定区范围的确定： 评定区其长度为两搭接标记（或有效区段标记）之间的距离，宽度是焊缝本身加上焊缝两侧5mm的区域。因结构或焊接方法等原因需要增大焊缝

47、两侧评定的宽度，评定范围的宽度由合同各方商定。,5.1.5确定焊接方向和焊缝成像的投影状态：依据焊缝波纹判断焊接走向和结晶方向，查出起弧和收弧位置。依据焊趾线的位置确定焊缝成像的投影状态，即垂直透照和倾斜透照。依据焊趾线间距来分清焊缝的表面和背面（或根部）的位置。 5.2缺陷影像的定性方法及规定 5.2.1观察影像的特征：如形态、几何尺寸、轮廓、黑度等确定性质。 1）观察影像的位置：依据影像的位置，依据坡口型式及尺寸，并按照投影状态（垂直透照、倾斜透照），作图分析推测缺陷在焊缝中所处的位置（如根部、坡口上，还是表面等），依此确定性质。,2）研究影像的走向（延伸方向）：根据焊接工艺因素和冶金因素

48、，可知缺陷的走向（延伸方向）是有一定规律的，如未熔合、未焊透是顺沿焊缝成形方向（即纵向）延伸的，热裂纹、虫状气孔总是沿焊缝结晶方向延伸，针孔总是在焊缝中间并垂直轴线（即处在柱状结晶晶界缩孔），咬边总是在焊趾线上，并中断焊趾线等。 3）影像形态细节特征分析：如裂纹的尖端和锯齿特征，未焊透线两面侧的直边具有钝边加工痕迹特征，坡口未熔合靠母材侧具有直线状（钝边加工痕迹）特征等，并常采用下列方法进行细节分析： a.调节观片灯亮度 b.遮档细节部位邻近区域透过的光线 c.使用放大镜 d.移动底片，不断改变观察距离和角度等。,5.2.2底片上缺陷影像的定性、定量有关规定： 1）定性规定：根据GB3323、

49、JB4730规定，底片上评定区域内仅对气孔、夹渣、未焊透、未熔合、裂纹五种缺陷影像进行定性、定量、定位和定级，并对气孔、夹渣又按其长、宽尺寸比（L/W）分为圆形缺陷（L/W3）和条状缺陷（L/W3）。并依据缺陷的危害安全程度对缺陷性质进行分级限定。 2）定量规定： a.标准（GB3323、JB4730）仅对缺陷影像的单个长度、直径及其总量进行分级限定，未对缺陷自身高度（沿板厚方向）即黑度大小进行限定。 b.在用压力容器检验规程不仅对条状缺陷的长度限量，而且也对缺陷自身高度尺寸进行等级限定。,6.质量评定,6.1 评定标准关于内部质量的规定 质量分级评定是按照从底片得到的工件存在的缺陷数据，依据质量验收标准（技术条件），对工件的质量级别作出结论性评定。 质量分级评定的具体工作可分为四步： 1）准备 主要是充分理解和掌握质量验收标准； 2）整理数据