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数字显微镜可以清晰地表达金属结构边界和缺陷区域,即使是低对比度的焊接截面。此外,该显微镜可以快速测量2D和3D尺寸,并以报告的形式自动生成测量结果(如图像和值),从而大大提高了效率。

焊透缺陷及测量与检查的流线型化

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。

焊缝力学性能及断裂情况

连接这些基材的焊缝(焊珠和焊透),同时也是金属材料,包括已熔化和固化的填充材料(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,材料的选择通常是假定产品所受的载欧宝官网开户荷,并确定每种金属材料所受的载荷。此外,在强度设计中需要考虑每种材料的焊接载荷,从而为必须达到的焊接质量设定一个标准。
因此,在强度设计的基础上,通过测量喉部厚度(或喉部横截面、焊后焊缝横截面尺寸)、焊腿长度、焊深等来检验焊接质量是很重要的。通过对焊接后截面的宏观测量来评价焊接质量。

与焊深相关的焊接质量

穿透深度和渗透缺陷

渗透深度与连接强度密切相关。焊缝上任何焊透缺陷,如焊透深度与母材关系不当,都会极大地影响焊接质量和强度。下面以对接焊为例,介绍典型的熔深缺陷。

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
母材部分未被熔融金属渗透的缺陷。图中显示了一个薄板三通(水平圆角)联轴器的例子。例如,这种缺陷是由于对熔融金属加热不足和熔融金属预流动造成的。在环焊中,它也是由于前、后焊珠未充分渗透就转移到搭焊中引起的。

全熔深焊、部分熔深焊及其强度

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
全熔深焊是将待焊基材的坡口连接起来,用熔化的连接材料(填充棒、焊丝)埋入,与对接焊一样的焊接方法。
可以说,全熔透焊在强度设计上是非常可靠的,因为它们具有与基材相同的证明应力。另一方面,它们要求较高的焊接质量。应特别注意焊缝的两端,以防止如咬边焊等缺陷。控制和调整钢筋也很重要,因为应力集中在过度的钢筋,导致开裂或其他这样的问题。
部分熔透焊实例(a =焊道厚度)
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,由于局部熔深焊接的焊接强度往往不够,在施加弯矩或拉力的位置需要谨慎焊接。因此,焊缝的强度设计,以及喉部厚度等实际焊深尺寸是否满足设计条件的测量和检查都显得尤为重要。

使用显微镜简化焊缝测量和检查的最新例子

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已经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下清晰的图像和尺寸测量,提高了焊缝渗透检测的效率。

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数字显微镜可以捕捉清晰的边缘与高分辨率的4K图像。即使是搭接角焊的横截面,焊缝金属和母材的边界很难区分,现在也可以快速而明显地观察到清晰的边界边缘、金属结构的差异和缺陷区域。
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。

使用VHX系列4K数字显微镜表达焊缝截面
电弧焊接的横截面观察
电弧焊接的横截面观察
对焊透的看法不同
对焊透的看法不同
左:高分辨率/右:正常(30x)

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高分辨率的图像,可以清楚地表示焊缝边界,通过简单地点击测量点的简单操作,可以实现腿长、喉深和渗透深度等项目的二维测量。您可以在短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数字显微镜测量搭接角和其他焊接
电弧焊接的横截面观察
对焊透的看法不同

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。

焊珠的三维尺寸测量和三维形状

焊珠有连续的不均匀形状。如果焊道表面存在(不连续的)缺陷,如钢筋不足、重叠、咬边、凹坑和开裂,则无法获得预期的力学性能,并可能发生断裂。然而,传统的显微镜不能将整个不均匀的珠面聚焦,也不能提供评估加固等项目所需的高度信息。

VHX系列4K数字显微镜可以对不平整的表面进行全聚焦观察和三维测量。此外,通过显示焊珠的三维形状,不仅可以从不同角度自由地检测焊珠的形状,还可以测量任意截面的轮廓。由于可以分析形状和粗糙度,您还可以检查焊接珠周围的基材表面的飞溅、裂纹和类似问题。

使用VHX系列4K数字显微镜观察和测量焊接珠
焊缝珠的观察
焊缝珠的观察
焊珠的三维形状和轮廓测量
焊珠的三维形状和轮廓测量

立即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。在VHX系列中,也可以像安装个人电脑一样安装Excel。提前设置模板,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/失败的判断。这些模板极大地减少了创建报告所需的工作和工时。

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

4K显微镜改变焊接测量和检查

VHX系列是一种强大的工具,在提高工作效率的同时,解决了常规测量和检测中的问题。它的清晰度只有4K高分辨率图像才能达到,通过高精度测量获取数字数据,并保存和利用数据。它配备了许多其他先进的功能,这是不可用的传统。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,自动改变放大倍数在20倍至6000x之间,无需更换镜头,光学阴影效果模式和多重照明功能,有助于清晰地表达不均匀表面的细节,以及重复测量的自动模板。

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