检测案例

金属内部焊接出现气孔会有哪些影响？

发布时间：2025-10-14阅读：3

一．首先我们要先知道气孔是如何形成的?

气孔是焊接接头中常见的缺陷，多形成于焊接熔池结晶过程。由于部分气体未能及时逸出，最终残留在焊缝内部。这种缺陷在碳钢、高合金钢及有色金属的焊接接头中均有可能产生。

从危害来看，焊缝中的气孔首先会直接削弱焊缝的有效工作截面积；更关键的是，它会导致应力集中，进而显著降低焊缝金属的强度与韧性，尤其对动载强度和疲劳强度的负面影响更为突出。在个别极端情况下，气孔甚至可能引发裂纹，进一步威胁焊接结构的安全性。

二.气孔缺陷影响：

1.导致力学性能降低：例如气孔的存在会降低焊缝周围的承载力，使焊缝索性变差

2.引发焊接裂纹产生：内部气孔长时间容易穿孔泄漏，会对整个金属结构造成破坏

三.超声扫描显微镜作为金属内部焊接质量的“高级检验员”具备以下优势：

例如：航空航天钛合金焊接，往往都是一些高价值和关键结构件，传统切割分析会直接造成工件报废，带来一定的损失浪费成本。

而超声扫描显微镜通过超声换能器（探头）向工件发射高频超声波，在遇到焊缝与母材、缺陷会存在信号差异（A扫描会体现）如下所示：

左侧A扫描图—右侧C扫描图

超声扫描显微镜工作中如何直接通过A扫描生成可视化的C扫描图像的？

①数据采集：使用超声探头在物体表面由左到右，由上至下进行扫描，并记录每个位置超声信号回波即A扫描数据。这些数据包含了时间（深度）和振幅（反射强度）等信息。

②预处理：对采集到的 A 扫描信号进行滤波，如带通滤波，以去除噪声，提高信号质量。同时，对信号进行增益补偿，校正因深度引起的信号衰减，使不同深度的信号能够在同一尺度上进行比较。

③时间窗口选择：根据成像深度范围，选择回波信号的时间窗口。例如，如果需要成像深度为 5mm 到 10mm，则选择对应时间范围内的信号，排除其他深度的回波信号干扰。

④信号特征提取：提取时间窗口内的信号特征，常用的特征包括最大振幅、平均振幅或积分能量等。例如，选择时间窗口内的最大信号值作为特征，或者计算时间窗口内信号的平均值或能量总和。

⑤图像映射：将每个扫描点提取的特征值映射到二维平面上，生成灰度或彩色图像。每个扫描点在二维平面上的位置对应于超声探头在物体表面的扫描位置，特征值的大小则对应于图像中像素点的灰度或颜色值，从而形成 C 扫描图像。

四.金属焊接常见缺陷如气孔、裂纹、未熔合、夹渣，这些缺陷尺寸不易被发现，常规检测X光对微小缺陷分辨能力有限，而超声扫描显微镜在这个领域表现很突出：

超声扫描显微镜不仅可以发现缺陷，还能对缺陷的位置大小深度及类型进行判断，为焊件质量品谷提供数据支撑。

①A扫描图（幅值波形图）：可清晰看到缺陷与非缺陷位置的幅值变化。

②B扫描图（纵向截面图）：可清晰显示焊缝的熔深、熔宽、热影响区范围，以及缺陷在 “深度方向” 的分布；

③C扫描图（横向俯视图）：可直观呈现缺陷的平面位置与形状（如气孔的圆形、裂纹的线性），如同给焊缝做 “内部 CT”；

④3D扫描图（三维图像）：根据C扫描数据投影，立体可视化图像，非技术人员也能快速识别。

超声扫描显微镜检测金属内部焊接缺陷时基于“机械波”超声波而工作的，无任何电离辐射，操作人员无需做任何防护，可在常规车间环境中开展测试，即降低了安全管理成本，也提升了检测的灵活性。

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