激光熔覆修復缺陷質量分級2023-03-17發布2023-03-17實施國家標準化管理委員會前言 I 2規范性引用文件 3術語和定義 4符號 5缺陷檢查方法 5.1非破壞性檢查 25.2破壞性檢查 36試驗件制取方法 7缺陷質量分級 I本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國機械工業聯合會提出。本文件由全國激光修復技術標準化技術委員會(SAC/TC482)歸口。本文件起草單位：上海交通大學、上海大陸天瑞激光表面工程有限公司、寶山鋼鐵股份有限公司、寶武裝備智能科技有限公司、沈陽大陸激光技術有限公司、岳陽大陸激光技術有限公司、上海電機學院、沈陽航空航天大學、重慶水泵廠有限責任公司、國家再制造機械產品質量檢驗檢測中心(山東)、南昌航空大學、中國航發商用航空發動機有限責任公司、襄陽航泰動力機器廠、中國人民解放軍陸軍裝甲兵學院、沈陽大學、南京航空航天大學、沈陽工業大學、上海軌道交通檢測技術有限公司、中國科學院金屬研究所、西安陜鼓動力股份有限公司、華東理工大學、上交(徐州)新材料研究院有限公司、上海僅博激光技術有限公司、國營川西機器廠。1激光熔覆修復缺陷質量分級本文件規定了激光熔覆修復缺陷質量分級的符號、缺陷檢查方法、試驗件制取方法、缺陷質量分級。本文件適用于激光熔覆修復的缺陷質量分級。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T3323.1焊縫無損檢測射線檢測第1部分：X和伽瑪射線的膠片技術GB/T3323.2焊縫無損檢測射線檢測第2部分：使用數字化探測器的X和伽瑪射線技術GB/T3375焊接術語GB/T9445無損檢測人員資格鑒定與認證GB/T11345焊縫無損檢測超聲檢測技術、檢測等級和評定GB/T18851.1無損檢測滲透檢測第1部分：總則GB/T18851.2無損檢測滲透檢測第2部分：滲透材料的檢驗GB/T18851.5無損檢測滲透檢測第5部分：溫度高于50℃的滲透檢測GB/T18851.6無損檢測滲透檢測第6部分：溫度低于10℃的滲透檢測GB/T20968無損檢測目視檢測輔助工具低倍放大鏡的選用GB/T26955金屬材料焊縫破壞性試驗焊縫宏觀和微觀檢驗GB/T26956金屬材料焊縫破壞性試驗宏觀和微觀檢驗用侵蝕劑GB/T29067無損檢測工業計算機層析成像(CT)圖像測量方法GB/T29069無損檢測工業計算機層析成像(CT)系統性能測試方法GB/T29070無損檢測工業計算機層析成像(CT)檢測通用要求GB/T29795激光修復技術術語和定義GB/T32259焊縫無損檢測熔焊接頭目視檢測GB/T35839無損檢測工業計算機層析成像(CT)密度測量方法GB/T37166無損檢測復合材料工業計算機層析成像(CT)檢測方法3術語和定義GB/T29795、GB/T3375界定的以及下列術語和定義適用于本文件。采用激光加工技術恢復損傷零部件的形狀和尺寸后，與基材形成冶金結合的表面覆層及在基材形成的熱影響區所組成的區域。2缺陷imperfection在激光熔覆修復區域產生的金屬不連續、不致密或結合不良的狀況。試驗件trialworkpiece選用與修復部件材料的組成、顯微組織和性能一致或相近的材料，并按修復部件的實際修復工藝制作的縮小修復件。質量等級qualitylevel根據特定激光熔覆修復缺陷的種類、尺寸和數量，劃分的激光熔覆修復區域質量級別。4符號表1中列出的符號適用于本文件。表1符號和說明符號單位說明d缺陷(氣孔、夾雜)的最大尺寸H激光熔覆層厚度基體變形量l缺陷(裂紋、未熔合)長度(從任何方向測量)L熔覆層受檢長度受組合氣孔影響的熔覆層長度兩缺陷(氣孔、夾雜)之間的距離n個缺陷數t基板厚度E%氣孔或夾雜的投影面積比率5缺陷檢查方法5.1非破壞性檢查對于不能進行破壞性檢測的工件(如修復中或修復后的工件),宜采用非破壞性的檢查方法對其進行現場檢查。目視檢測的方法按照GB/T32259和GB/T20968進行。主要用于檢測激光熔覆修復層的宏觀表面缺陷。被檢查表面應清潔，無油、脂、砂、銹斑及其他任何會影響目視檢查評定的物質。表面具有氧化皮的修復層需要經過打磨或機加工去除修復層表面的氧化層。進行目視檢測的人員應由有資格和能力3GB/T42401—2023的人員執行。推薦檢測人員按照GB/T9445或相關工業門類合適水平的等同標準進行資格鑒定。當裸眼檢測無法評定時可采用最大20倍的放大鏡進行觀察與檢測，鏡面應無劃痕或其他制造或磨損缺陷，整個觀察區域應無變形和條紋。5.1.3滲透檢測滲透檢測的方法按照GB/T18851.1進行。主要用于檢測激光熔覆修復表面開口不連續缺陷，如裂紋、氣孔及未熔合等。在進行滲透檢測之前，被檢測表面應清洗干凈，無油、脂、砂、銹斑及其他任何會影響滲透顯示正確評定的物質。根據工件表面的材料及工件使用要求按照GB/T18851.2選取合適的滲透劑進行檢驗。滲透檢測溫度宜控制在10℃~50℃之內，當溫度低于10℃時，按照GB/T18851.6;當溫度高于50℃時，按照GB/T18851.5。滲透時間取決于滲透劑的種類、滲透方法，滲透時間應不少于滲透劑制造廠推薦的時間，一般為10min～30min。乳化時間取決于乳化劑和滲透劑的性能及表面粗糙度，一般油基乳化劑的乳化時間在2min之內，水基乳化劑的乳化時間在5min之內。清洗處理是為了清除附著在被檢工件表面的殘余滲透劑，在處理過程中既要防止處理不足而造成缺陷顯示痕跡的難以識別，也要防止處理過度而使滲入缺陷中的滲透劑被洗掉。使用噴嘴時水壓不大于340kPa,水溫一般為40℃~52℃。滲透劑的清洗至施加顯像劑的間隔時間不應超過30min。顯像時間取決于顯像劑的種類、預計缺陷種類和大小以及處理的濕度等因素有關。在16℃~52℃范圍內顯像時間一般為7min～15min,但不能低于顯像劑制造廠家所規定的顯現時間。5.1.4工業計算機層析成像(CT)檢測工業計算機層析成像(CT)檢測的方法按照GB/T37166進行。主要用于檢測激光熔覆修復內部缺陷，如裂紋、氣孔、夾雜及未熔合等。檢測人員、檢測室、控制室和輻射防護安全的要求應符合GB/T29070中的有關規定。工業CT的射線能量應保證穿透被檢測的激光熔覆層，其空間分辨率和密度分辨率按GB/T29069進行測試，空間分辨率應優于1.5lp/mm,密度分辨率應優于1.0%。工業CT系統的尺寸測量精度應滿足GB/T29067要求，密度測量精度應滿足GB/T35839要求。5.1.5射線檢測根據激光熔覆層質量等級要求，射線檢測應按照GB/T3323.1或GB/T3323.2的A級和B級進行檢測。在進行射線檢測之前應按GB/T32259進行目視檢測與評定。對于目視檢測不能檢測與評定的缺陷可采用射線檢測。射線檢測的裂紋檢出能力與裂紋高度、裂紋走向(分叉部分)、開口寬度、射線中心束與裂紋延伸方向的角度和射線檢測參數有關。因此射線測出裂紋的可靠性有限。按GB/T3323.1或GB/T3323.2規定的B級或更好的等級檢測裂紋，比用A級檢測可靠性更高。對于修復層中的平面缺陷，如未熔合與未焊透，射線檢出能力與缺陷特征和檢測參數有關，除非射線中心束沿側壁方向透照，側壁未熔合極有可能無法檢出。當檢測人員因幾何尺寸原因不能評價修復層缺陷時，應該選擇更多的檢測技術加以確認。5.1.6超聲波探傷檢測超聲波探傷檢測方法按照GB/T11345進行。主要用于修復層厚度小于8mm的試件。該方法可以確定缺陷位置、尺寸并對缺陷進行分級評定。從事探傷的檢測人員應掌握超聲波探傷的基礎技術，具有足夠的超聲波探傷經驗，并掌握一定的材料及激光熔覆修復知識。探傷的靈敏度不應低于評定靈敏度。掃描速度不應大于150mm/s,相鄰兩次探頭移動間隔保證至少有10%的探頭寬度重疊。對所有反射波幅超過定量線的缺陷，均應確定其位置、最大反射波幅所在區域和缺陷指示長度。5.2破壞性檢查無法進行現場無損檢測時，可以通過破壞性檢查對激光熔覆修復產品或試驗件進行抽樣檢測。一4般采用金相檢測方法對其進行缺陷檢測，檢測應按照GB/T26955進行。通過金相宏觀與微觀檢驗來顯示激光熔覆層中的缺陷特征。在未侵蝕或侵蝕的制備試驗件表面上，采用目視和/或借助光學儀器進行檢驗。6試驗件制取方法對技術要求較高但又無法實施無損檢測的實際工件，應對激光熔覆修復工藝實施部件適應性進行試驗件考核，并明確規定激光熔覆修復工藝實施全過程的監督制度和責任記錄制度。通常檢驗激光熔覆層的橫截面，觀察面一般垂直于激光熔覆層的軸線(橫截面),并覆蓋激光熔覆層及其旁邊的熱影響區。如有需要也可以沿其他方向進行制取樣。試驗前應按照相關標準確定試驗件的取樣位置、取樣方向和數量。檢驗用試驗件應適當的切割、鑲嵌、研磨和/或拋光和/或侵蝕等方式制備，按照GB/T26956進行。這些制備過程不應對試驗件表面產生有害的影響。7缺陷質量分級表2規定了激光熔覆修復區域外觀及內在缺陷及限值。激光熔覆修復區域通常應針對各種缺陷類型分別進行評估。如果不同種類的缺陷出現在同一橫截面上，需要做專門評估。表2激光熔覆修復區域外觀及內在缺陷及限值名稱說明簡圖缺陷分級IV(一般)Ⅲ(中等)Ⅱ(較嚴)I(嚴格)(1)表面缺陷表面裂紋縱向裂紋基本上與熔覆軸線平行，且深度<0.5H的裂紋任何100mm2面積內裂紋累計長度：5mm<Zl≤20mm,裂任何100mm2面積內裂紋累計長度：1mm<Zl≤5mm,裂紋個數：1<n≤5任何100mm2面積內裂紋累計長度：Zl≤1mm,裂紋個數：n≤1不準許橫向裂紋基本上與熔覆軸線垂直，且深度<0.5H的裂紋江江任何100mm2面積內裂紋累計長度：5mm<Zl≤20mm,裂紋個數：5<n≤任何100mm2面積內裂紋累計長度：1mm<Zl≤5mm,裂紋個數：1<n≤5任何100mm2面積內裂紋累計長度：El≤1mm,裂紋個數：n≤1不準許放射狀裂紋具有某一公共點的放射狀裂紋，且深度<0.5H任何100mm2面積內裂紋累計長度：5mm<Zl≤20mm,裂紋個數：5<n≤任何100mm2面積內裂紋累計長度：1mm<2l≤5mm,裂紋個數：1<n≤5不準許不準許5表2激光熔覆修復區域外觀及內在缺陷及限值(續)名稱說明簡圖缺陷分級IV(一般)Ⅲ(中等)Ⅱ(較嚴)I(嚴格)表面氣孔暴露在熔覆層表面的氣孔FF大于2mm,任何100mm2面大于1mm,任何100mm2面d≤0.2H,但不大于0.5mm,任何100mm2面積內個數：n≤2不準許表面夾雜—熔覆表面混入各種夾雜物d≤0.5H,但不大于2mm,任何100mm2面大于1mm,任何100mm2面d≤0.3H,但不大于0.5mm,任何100mm2面積內個數：n≤2不準許表面氧化熔覆層表面存在氧化皮5表面粘粉熔覆層表面粘有未熔化的金屬粉末外形尺寸缺欠基體過熔塌陷熔覆過程中基體受熱凹陷不準許不準許不準許不準許基體變形熔覆過程中基體受熱變形基體變形量：△h≤0.05t基體變形量：△h≤0.03t基體變形量：△h≤0.02t基體變形量：△h≤0.01t(2)內部缺陷裂紋內部裂紋激光熔覆層內部存在的裂紋任何100mm2面積內裂紋累計長度：1mm<紋個數：1<n≤5任何100mm2面積內裂紋累計長度：Zl≤1mm,裂紋個數：n≤1不準許不準許6表2激光熔覆修復區域外觀及內在缺陷及限值(續)名稱說明簡圖缺陷分級IV(一般)Ⅲ(中等)Ⅱ(較嚴)I(嚴格)裂紋貫穿裂紋同時存在于激光熔覆層表面和內部，且深度≥0.5H的裂紋任何100mm2面積內裂紋累計長度：1mm<紋個數：1<n≤5任何100mm2面積內裂紋累計長度：Zl≤1mm,裂紋個數：n≤1不準許不準許孔隙氣孔及均勻分布的多個氣孔熔覆層中氣體在凝固時未能逸出而殘留下來形成近似球形的空穴HH層氣孔的投影2.5%,多層氣孔的投影面積d≤0.4H;且單層氣孔的投影的投影面積占比：3%<e≤4%1.5%,多層氣