熔焊无损检测技术详解：方法选择与应用

熔融焊接技术通过局部加热、熔化和凝固，将金属部件永久连接，是现代工业制造的基石。然而，在熔池金属从液态到固态的剧烈转变过程中，几乎不可避免地会引入各类冶金和物理缺陷。这些潜藏于焊缝内部或表面的瑕疵，如气孔、裂纹、未焊透等，是结构安全的重大隐患。因此，掌握并恰当运用无损检测（NDT）技术，对焊缝质量进行精准评估，对于确保产品可靠性与服役寿命至关重要。

本文将系统梳理几种主流熔焊工艺（电弧焊、等离子弧焊、电渣焊、电子束焊）的典型缺陷，并深入探讨相应无损检测方法的适用性、局限性与选择策略。

1. 电弧焊的缺陷甄别与检测

电弧焊利用电弧高温熔化焊条与母材，形成熔池并最终凝固成焊缝。这一经典工艺中，常见的缺陷类型包括气孔、夹渣、未熔合、未焊透和裂纹。这些缺陷的形态、位置和方向受到接头设计、焊接工艺、母材与填充金属成分等多重因素的综合影响。

• 近表面气孔：射线照相法（RT）是检测近表面气孔应用最广的手段。但其灵敏度易受焊缝余高或根部增厚的影响，同时，松散的氧化皮、焊渣或飞溅物也可能干扰图像判读。超声波检测（UT）同样能探测到近表面气孔，但由于焊缝表面粗糙度和内部晶粒度的影响可能降低结果的真实性，通常仅在厚大断面或RT受限的场合使用。涡流检测（ET）对未延伸至表面的内部气孔相当不敏感，而磁粉（MT）和液体渗透（PT）则基本不适用于检测埋藏于近表面的气孔。

• 近表面夹渣：对于铁磁性材料，磁粉检测（MT）是一种有效的选择，特别是采用直流电源时，其效果与夹渣的尺寸、形状、取向及埋藏深度密切相关。射线照相法（RT）不受材料磁性限制，但成本相对最高。超声波法（UT）则兼具普适性、高可靠性与经济性，成为检测夹渣的优选方案。

• 未熔合与未焊透：这两种缺陷源于焊接工艺参数或操作不当。未熔合常出现在焊缝与母材的侧壁，而未焊透则位于焊缝根部。由于其本质是线状或面状的未连接区域，对X射线的吸收极弱，导致射线照相法（RT）很可能漏检。相反，超声波法（UT）对此类面状缺陷极为敏感，回波信号通常非常显著。对于薄板之外的工件，这类缺陷往往埋藏较深，磁粉检测（MT）也无能为力。

• 裂纹：开口于表面的裂纹，可直接采用液体渗透法（PT）或磁粉法（MT）进行检测。磁粉法还能探测到部分近表面裂纹，其能力取决于裂纹的尺寸和埋深。射线照相法（RT）检测裂纹的能力严重依赖于裂纹平面与射线束的相对取向，当两者近乎平行时，缺陷几乎无法成像。此外，母材与焊缝金属成分的差异可能造成伪影，掩盖真实裂纹。相比之下，超声波检测（UT）对焊缝区域内绝大多数方向的裂纹都具备良好的检出能力。

2. 等离子弧焊

等离子弧焊通过受约束和压缩的高密度电弧进行焊接，其能量集中，焊接过程高效。其缺陷主要分为表面型和内部型。