钛合金焊缝X射线照相底片黑度对灵敏度的影响

钛合金焊缝X射线照相底片黑度对灵敏度的影响 钛合金焊缝X射线照相底片黑度对灵敏度 的影响 第z2卷第6期 2000年6月 无损检测 NDT VoI_Z2No6 June2000 莲弓,{} 钛合金焊缝x射线照相底片黑度 对灵敏度的影响 班潭 (洛阳船舶材料研完所,洛阳471039) I /『6 摘要分析7钛合空焊缝X射线照相底片黑度对灵敏度的影响,试验表明,底片的黑度应 限制在比标准要求更窄的范国内. 主题词竺型兰竺孓?—————,—一''—————一--————一,,Ll INFLUENCEoFFlLMDENSITYoFTi—ALLOYWELD oNRADIoGRAPHlCSENSITIVITY WangFuxi (LuoyangShlpMateria1ResearchInstitute) AbstractTheiM1uenceoffilmdensityofTi—alloyweldonradiographicsensitivityWaSanalyzedbasedon tests.Itwasproposedthatfilmdensityshouldhelimitedwithinarangelessthantheonestipulat edinrelative standards KeywordsTi—albyWeldRadiographySensitivity 影响射线照相灵敏度的因素很多,如底片的对 比度,清晰度和颗粒度等.在实际探伤中,当设备,工 件,胶片型号及显影条件都确定后,底片对比度是影 响灵敏度的关键因素,而最直接影响对比度的是底 片的黑度.因此,制定台适的透照,以获得黑度 适中,灵敏度较高的x射线底片,是探伤工艺的关 键,这对轻金属,如钛和铝的x射线探伤尤为重要 本文就钛台金焊缝x射线底片的黑度与灵敏度的 关系作试验分析,以确定最佳x射线探伤规范,提 高钛台金焊缝中的缺陷检出率. 1钛合金焊缝常见缺陷及射线照相特异性 1.1常见缺陷 钛台金焊缝一般是由钨极氩弧焊和电子束焊焊 接而成的.在钛台金焊缝射线照相底片上可观察到 的缺陷主要是咬边,气孔,夹钨,未焊透,未熔台和裂 纹等.其中气孔最常见,标准要求按其大小,数量和 分布状态求出缺陷点数,来评定等级;裂纹,未焊透 和未熔台会使焊缝产生严重的应力集中,强度显着 降低,因此,标准规定这三种缺陷都不允许存在]. 1.2射线照相特异性 钛和铝的原子序数和密度均较铁低,其射线吸 收系数及透照等效系数见表1.可见,铝和钛的吸收 系数要比铁小得多,且随射线能量的提高迅速减小 当象质计放在厚度为丁的板材上时,与直径为d的 金属丝相对应的底片对比度AD可据下式求出 AD一一—0.— 43— 47 — 7v一 ~d 十 式中——x射线胶片特性曲线上黑度D处切线 的斜率 —— 考虑胶片速度系数的x射线线质 —— 取决于焦点尺寸和透照几何条件的修 正系数 —— 散射比 当管电压升高时,将减小,AD也会随之减 小,以致缺陷难以检出,而且铝,钛台金本身的吸收 表1盎属铁,铝,钛的射线吸收系数殛射线透熙等效系数 ?263? ,S 1一 王伏喜:钍舍金焊缝x射线照相底片黑度对灵敏度的影响 系数较小,为此,要得到一张高灵敏度的底片,就要 对x射线能量进行严格控制,尽量使用低电压,对 铝,钛合金薄板焊缝最好使用软x射线[1] 钛合金焊缝射线透照时应使用钛丝象质计. 前因较细的钛丝制造困难,有些标准如JISZ3107 规定可通过蒙质计灵敏度换算用铝质丝象质计替 代;我国市场上现已有钛丝象质计销售,可直接 选用 2钛台金焊缝射线照相底片黑度与灵敏度 的试验结果及分析 当探伤设备,工件及显影条件等确定后,影响底 片灵敏度的最直接因素是底片黑度JB4730—94 标准规定黑度值D一1.2,3.5,JISZ3107标准规定 黑度值D=1.O,3.5.根据探伤经验,透照较高吸收 系数金属(如铁,铜)时,当底片黑度控制在标准允许 的范围内时,其象质指数能达到标准中规定的要求; 但透照较低吸收系数金属(如铝,钛)时,如果所获得 的底片黑度值处于标准规定的上,下限附近时,其象 质指数便不能达到标准规定的要求.因此,需要更精 确地调整射线照相规范,使底片黑度控制在较小范 围内,满足灵敏度的要求. 取不同厚度的钛合金焊接试板两块,材质均为 T^5,试板1的厚度3=14mm,焊缝长度250mm; 试板2的厚度3.一40mm,焊缝长度300mm.焊接工 为达到较高的灵敏 艺均为手工氩弧焊,焊缝无余高. 度,对低吸收系数的合金一般用软x射线进行探 伤,固此,对试板1探伤,我们采用了软X射线机, 但对试板2,由于厚度大,软x射线能量不够,我们 采用了ICM3006X射线机,并选择低电压,长时间 的方式进行探伤.探伤结果分别见表2和表3 由表2可知,有些底片黑度虽然满足标准要求 (D一1.2,3.5),但象质指数达不到规定的要求(z :12).焊缝的波纹在底片上也不明显.只有当D一 1.67,3.15时,其象质指数才能满足要求.焊缝的 波纹在底片上才清晰可辨.因此,在实际探伤中要把 黑度控制在比标准规定得更窄的范围内. 表3的结果类似于表2,只有当黑度D一1.87 , 3.11时,其象质指数才能满足标准要求(z:8), 焊缝中的一条较长的裂纹才能从底片上判别出来. 该焊缝因透照厚度较大,灵敏度与试板1相比较低, 因此从射线照相底片上观察不到焊缝的焊接波纹. 3钛台金焊缝x射线底片黑度的适合范围 由表2,3可知,厚度为14mm的焊缝,底片黑度 ? 264? 表2试板1在不同挥伤规范下得劲的黑度与灵敏度 注:1)探伤条件XY/152o-4型软x射线机,铅锆增感,焦距 8oormm.曝光时间5ram,管电流10mA,显影温度20?,显影时间 5mln.2)璃4730要求象质指数为12(/025nm~). 表3试板2在不同探伤规范下得到的黑度与灵敏度 注:】】擢伤条件ICM3006X射线探伤机,铅箔增寤,焦距 70ormm曝光时间8ram管电流5mA,显影温度20c,显影时间 5ram.2)JB4730要求豪质指数为8(舢63rmm). 允许范围为D1.6,3.2,最佳黑度在2.20左右;厚 度为40mm的焊缝,底片黑度允许范围为D1,8, 3.2,最佳黑度为2.65固此,可推断出厚度<50mm 的钛合金焊缝射线照相底片黑度允许范围(附图). 4结论 本文通过对不同厚度钛合金焊缝的透照试验, 分析了黑度对灵敏度的影响.由试验结果可见,即使 底片黑度满足标准限值要求,灵敏度也不一定能满 (下转第284页)