隨著生產的發(fā)展和科學技術的進步,焊接技術已經廣泛應用于橋梁、建筑等各個領域,對國民經濟的發(fā)展起著極其重要的作用。由于高度集中的瞬時熱輸入,構件焊后將產生相當大的焊接殘余應力和變形,這將對焊接接頭的各種力學性能產生不同程度的影響。焊接殘余應力的存在,不僅會降低工件的強度,使工件在制造時產生變形和開裂等工藝缺陷;又會在制造后的自然釋放過程中使工件的尺寸發(fā)生變化或者使其疲勞強度、應力腐蝕等力學性能降低。因此,殘余應力的檢測,對于確保工程的安全性和可靠性有著非常重要的意義。

目前殘余應力的檢測方法有多種，可分為破壞性和非破壞性兩大類，而超聲以其檢測無損、快速精確等優(yōu)勢，在殘余應力檢測領域得到了極大的發(fā)展，在這里值得一提就是基于超聲波的聲彈性理論研究出來的臨界折射縱波殘余應力檢測法。

檢測方法：

1、檢測前準備

檢測區(qū)域的大小與探頭尺寸和檢測頻率有關，檢測區(qū)域長度L為臨界折射縱波傳播距離，通常為5mm~100mm。檢測區(qū)域寬度W為換能器晶片寬度或直徑，通常為5mm~30mm，檢測區(qū)域由頻率決定。檢測區(qū)域大小應超出探頭尺寸覆蓋的范圍或與其相等。

2、表面準備

檢測位置的表敏粗糙度Ra應小于或等于10μm。

3、檢測儀器的調整和設置

將殘余應力超聲檢測儀調整到正常工作狀態(tài)。根據已經確定好的檢測區(qū)域，設置檢測頻率、濾波帶寬、超聲激勵電壓、超聲接收增益、探頭間距和位置等檢測參數(shù)。

4、應力系數(shù)標定

調整并設置好檢測儀器后，將探頭穩(wěn)固耦合在零應力試塊的標定區(qū)域內，按GB/T 228.1規(guī)定的方法，在（22±2）℃下，對零應力試塊進行拉伸試驗。

在材料彈性范圍內，記錄檢測儀器的聲時差△t和拉伸試驗設備輸出的拉應力變化△σ，測量點不少于10點，重復拉伸次數(shù)不少于5次，取平均值，繪制出拉伸應力值與聲時差的坐標圖，然后對數(shù)據進行線性擬合，得到直線斜率的倒數(shù)即為應力系數(shù)K。

5 、零應力校準

按規(guī)定調整和設置檢測儀器，將探頭穩(wěn)定耦合在零應力試塊的標準區(qū)域內，記錄儀器測出的零應力對應的超聲臨界折射縱波傳播時間t0。

6、應力檢測

調整并設置檢測儀器，根據探頭布置，將探頭穩(wěn)定耦合在檢測位置，記錄儀器測出的零應力對應的超聲臨界折射縱波傳播時間t，根據標準中的公式計算出被檢件內的殘余應力△σ或σ0（設σ0=0），所得的殘余應力值為負值表示壓縮應力，正值表示拉伸應力。

7、溫度補償與修正

根據溫度差對檢測到的殘余應力數(shù)值進行溫度補償修正。

殘余應力是零件表面完整性質量的關鍵評價指標，只有選擇合適的檢測方法，合理的進行檢測，才能夠對焊接加工工藝評估和工藝優(yōu)化提供量化依據，零部件變形及失效問題才能夠得到分析，得到針對性解決，才能將焊縫焊接殘余應力控制在合理水平，減少或延緩疲勞裂紋的發(fā)生，才能提高和保證產品交付質量，提高工程建設中的驗收質量。