焊接通常用于汽车和飞机等产品的金属连接过程中。欧宝官网开户可以通过测量横截面样品上的焊接渗透的尺寸来评估焊缝的质量,并通过检查缺陷,例如渗透性不足和接合失败。
KEYENCE最新的4K数字显微镜清楚地表达了金属结构边界和缺陷区域,即使是低对比度的焊缝截面。同时,该显微镜可以快速测量二维和三维尺寸,并以报告格式自动生成测量结果(如图像和值),从而实现效率的显著提高。

焊透缺陷及测量和检验的简化

焊接渗透检查的重要性

焊接常用于金属部件的应用,以适用于汽车,飞机,铁路汽车和船舶等产品。欧宝官网开户对于汽车,加入主要通过各种类型的电弧焊接,电阻点焊和激光焊接来发生。这些技术在车身,框架,发动机,传输,底盘和其他这样的这些部件上使用,当被驱动汽车时施加应力的其他部件。这对横截面尺寸测量焊缝和焊接质量检测的强度设计至关重要。

焊缝的力学性能和断裂

连接这些基材的焊缝(焊珠和焊透),同时也是金属材料,包括已经熔化和凝固的填充材料(如焊条和焊丝)。
例如,在典型的电弧焊接中,金属结构不仅在焊接金属中不断变化,而且在受焊接热影响的基础材料的部分中不断变化。随着这种变化,金属材料的机械性能也连续变化。另一方面,在焊缝表面上形成的加强件具有不连续性。不连续浓度导致机械性能偏差,从而引起由于应力浓度引起的裂缝。

强度设计和焊接质量

在金属制品的强度设计中,一般是通过假设要施加在制品上的载欧宝官网开户荷,确定要施加在每种金属材料上的载荷来选择材料。此外,在强度设计中,每种材料的焊缝都需要考虑载荷,从而为必须达到的焊接质量设定标准。
因此,在强度设计的基础上,通过测量,如焊道厚度(或焊道截面,焊后焊缝截面的尺寸)、焊腿长度、焊透深度等来检验焊接质量是很重要的。焊缝质量可以通过焊接后截面的宏观测量来评价。

焊接质量与焊透有关

穿透深度和渗透缺陷

渗透深度与连接强度密切相关。焊缝上的任何焊透缺陷,如焊透深度与基材关系不当,都将极大地影响焊接质量和强度。下面以对接焊为例,介绍典型的焊透缺陷。

渗透不足
渗透不足
与所需的穿透深度相比,渗透量不足的缺陷由于诸如熔融金属的施加不充分的因素,所需的渗透深度不足。该图显示了LAP圆角焊接的一个例子。在对接焊接中,这种缺陷很容易发生在凹槽的底部。在薄板TEE(水平圆角)耦合的情况下,如果穿透深度为薄板的20%或更少,则渗透被视为不足。
不完全融合
不完全融合
一种缺陷,其中贱金属的部分未被熔融金属击穿。图中显示了一个薄板三通(水平圆角)联轴器的例子。例如,这种缺陷是由对熔融金属的加热不足和熔融金属的预流动造成的。在周向焊接中,它也是由前焊珠和后焊珠在充分渗透之前转移到搭接焊造成的。

全焊透、部分焊透及其强度

不同的凹槽也引起不同的渗透模式,导致焊缝强度的差异。

完全渗透焊接
全渗焊是将待连接基材的坡口连接起来,并与对接焊一样,用熔化的连接材料(焊条和焊丝)埋入其中的一种焊接方法。
可以说,全焊透焊缝在强度设计中是高度可靠的,因为它们具有与基体材料相同的应力。另一方面,对焊接质量要求高。需要特别注意的是焊缝的末端,以防止像侧凹焊缝这样的缺陷。控制和调整钢筋也很重要,因为应力集中在过度的钢筋上,导致开裂或其他类似的问题。
部分焊透的例子(a =喉部厚度)
部分穿透焊接的示例(A =喉部厚度)
部分穿透焊接
局部穿透焊接是一种方法,其中在基材上产生部分凹槽。在该方法中,基材仅部分地焊接,而完全穿透焊接焊接基材的整个板厚度。尽管通常使用完全穿透焊接,但在某些情况下需要部分穿透焊接,例如由于材料的设计和制造而在连接的部分交织的位置。

然而,在施加弯矩或拉力的位置进行部分焊透时需要谨慎,因为部分焊透的焊接强度往往不够。因此,焊缝的强度设计,以及测量和检查实际焊透的尺寸,如喉道厚度是否满足设计条件,都是特别重要的。

利用显微镜简化焊缝测量和检验的最新实例

焊缝的横截面通常具有渗透和基材之间的对比度,因此使用传统显微镜的测量难以导致运营商之间的变化。此外,在立体显微镜的情况下,有必要在视觉上检查秤并手动输入测量值。

然而,近年来,数字显微镜的技术进步解决了传统显微镜的问题,并显著改变了焊透的清晰度和尺寸测量的效率。KEYENCE的VHX系列超高清4K数字显微镜通过最新的高分辨率镜头、4K CMOS、照明创新和图像处理技术支持的清晰图像和尺寸测量,提高了焊透检测的效率。

4K高分辨率图像,清晰地捕获穿透和基材之间的边界

由于焊缝边界的低对比度,焊缝的横截面有时会难以造成抗焊缝和基材的焊缝边界的低对比度。因此,使用常规显微镜清楚地观察到这些边界。

VHX系列4K数码显微镜可以清晰地捕捉高清4K图像的边缘。即使是搭接角焊的截面,焊缝金属和母材之间的边界很难区分,现在也可以快速和明显地观察清楚的边界边缘,金属结构的差异,以及缺陷区域。
这些观察结果消除了常规尺寸测量的困惑,并降低了工作时间,同时提高了检查精度。

用VHX系列4K数码显微镜表达焊接截面
电弧焊接的横截面观察
电弧焊接的横截面观察
焊缝熔透观点的差异
焊缝熔透观点的差异
左:高分辨率/右:普通(30倍)

提高焊缝尺寸测量效率

焊缝横截面的尺寸测量是与强度和质量有关的重要检查。然而,通过传统的立体显微镜,由于基材和珠子之间的低对比度,难以判断测量点。此外,需要使用内存和手动输入所获得的值的可视匹配,从而导致人为错误和复杂操作。

VHX系列4K数字显微镜的显示器上有4K高分辨率图像,可以清楚地显示焊缝边界,通过简单地点击测量点,即可实现腿部长度、喉部深度和渗透深度等项目的二维测量。您可以在很短的时间内轻松完成甚至高精度、亚微米级的测量,从而实现显著的工作时间减少。
此外,最新的自动边缘检测功能可防止操作员之间测量点的变化。此外,由于功能通过从专辑中选择测量和已保存的数据来重复尺寸测量的功能,满足各种检测需求。

使用VHX系列4K数码显微镜测量搭接角和其他焊接
电弧焊接的横截面观察
焊缝熔透观点的差异

焊透深度测量

亚微米级测量也是可能的。
亚微米级测量也是可能的。

焊接珠的三维尺寸测量和三维形状

焊缝珠具有连续不均匀的形状。如果在钢珠表面有(不连续的)缺陷,如补强不足、重叠、倒凹、凹坑和开裂,就不能获得预期的力学性能,并可能发生断裂。然而,传统的显微镜不能聚焦整个不均匀的珠子表面,也不能提供评价加固等项目所需的高度信息。

VHX系列4K数字显微镜可以对表面不平整的目标进行全聚焦观察和三维测量。此外,通过显示焊接珠的三维形状,您不仅可以从各种角度自由地检查形状,还可以测量任何截面的轮廓。由于形状和粗糙度可以被分析,您也可以检查飞溅,裂纹,以及焊缝周围基材表面的类似问题。

VHX系列4K数码显微镜对焊缝微珠的观察与测量
焊缝珠观察
焊缝珠观察
焊珠的3D形状和轮廓测量
焊珠的3D形状和轮廓测量

即时创建测量和检查报告

传统上,运营商不仅要处理复杂的测量和检查,还必须处理报告创建的大型工作量。
VHX系列4K数字显微镜具有报告功能。你也可以在VHX系列上安装Excel,就像PC一样。预先设置模板,不仅可以立即输入放大的图像,包括尺寸,还可以输入测量值和通过/失败判断。这些模板极大地减少了创建报表所需的工作和工时。

VHX系列4K数字显微镜的报告功能
VHX系列4K数字显微镜的报告功能
在报告中即时输入图像,尺寸和通过/失败判断等信息,大大减少了工作负载

改变焊缝测量和检查的4K显微镜

VHX系列是一个强大的工具,解决了传统测量和检测的问题,同时提高了工作效率。这是通过4K高分辨率图像的清晰度、通过高精度测量获取数字数据、保存和利用数据来实现的。它配备了许多其他传统上无法使用的高级功能。此外,还提供了许多其他功能,以满足现场对速度和精度的要求,如无缝变焦功能,可以在不更换镜头的情况下自动切换20倍到6000x的放大倍数,光学阴影效果模式和多重照明功能,帮助清晰地表达凹凸表面的细节,以及重复测量的自动模板。

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