(高清版)GBT 42401-2023 激光熔覆修復(fù) 缺陷質(zhì)量分級(jí)

激光熔覆修復(fù)缺陷質(zhì)量分級(jí)2023-03-17發(fā)布2023-03-17實(shí)施國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)前言 I 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語(yǔ)和定義 4符號(hào) 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(yàn)件制取方法 7缺陷質(zhì)量分級(jí) I本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出。本文件由全國(guó)激光修復(fù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC482)歸口。本文件起草單位：上海交通大學(xué)、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(yáng)大陸激光技術(shù)有限公司、岳陽(yáng)大陸激光技術(shù)有限公司、上海電機(jī)學(xué)院、沈陽(yáng)航空航天大學(xué)、重慶水泵廠有限責(zé)任公司、國(guó)家再制造機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)中心(山東)、南昌航空大學(xué)、中國(guó)航發(fā)商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任公司、襄陽(yáng)航泰動(dòng)力機(jī)器廠、中國(guó)人民解放軍陸軍裝甲兵學(xué)院、沈陽(yáng)大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)、上海軌道交通檢測(cè)技術(shù)有限公司、中國(guó)科學(xué)院金屬研究所、西安陜鼓動(dòng)力股份有限公司、華東理工大學(xué)、上交(徐州)新材料研究院有限公司、上海僅博激光技術(shù)有限公司、國(guó)營(yíng)川西機(jī)器廠。1激光熔覆修復(fù)缺陷質(zhì)量分級(jí)本文件規(guī)定了激光熔覆修復(fù)缺陷質(zhì)量分級(jí)的符號(hào)、缺陷檢查方法、試驗(yàn)件制取方法、缺陷質(zhì)量分級(jí)。本文件適用于激光熔覆修復(fù)的缺陷質(zhì)量分級(jí)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)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(duì)應(yīng)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(wú)損檢測(cè)射線檢測(cè)第1部分：X和伽瑪射線的膠片技術(shù)GB/T3323.2焊縫無(wú)損檢測(cè)射線檢測(cè)第2部分：使用數(shù)字化探測(cè)器的X和伽瑪射線技術(shù)GB/T3375焊接術(shù)語(yǔ)GB/T9445無(wú)損檢測(cè)人員資格鑒定與認(rèn)證GB/T11345焊縫無(wú)損檢測(cè)超聲檢測(cè)技術(shù)、檢測(cè)等級(jí)和評(píng)定GB/T18851.1無(wú)損檢測(cè)滲透檢測(cè)第1部分：總則GB/T18851.2無(wú)損檢測(cè)滲透檢測(cè)第2部分：滲透材料的檢驗(yàn)GB/T18851.5無(wú)損檢測(cè)滲透檢測(cè)第5部分：溫度高于50℃的滲透檢測(cè)GB/T18851.6無(wú)損檢測(cè)滲透檢測(cè)第6部分：溫度低于10℃的滲透檢測(cè)GB/T20968無(wú)損檢測(cè)目視檢測(cè)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(yàn)焊縫宏觀和微觀檢驗(yàn)GB/T26956金屬材料焊縫破壞性試驗(yàn)宏觀和微觀檢驗(yàn)用侵蝕劑GB/T29067無(wú)損檢測(cè)工業(yè)計(jì)算機(jī)層析成像(CT)圖像測(cè)量方法GB/T29069無(wú)損檢測(cè)工業(yè)計(jì)算機(jī)層析成像(CT)系統(tǒng)性能測(cè)試方法GB/T29070無(wú)損檢測(cè)工業(yè)計(jì)算機(jī)層析成像(CT)檢測(cè)通用要求GB/T29795激光修復(fù)技術(shù)術(shù)語(yǔ)和定義GB/T32259焊縫無(wú)損檢測(cè)熔焊接頭目視檢測(cè)GB/T35839無(wú)損檢測(cè)工業(yè)計(jì)算機(jī)層析成像(CT)密度測(cè)量方法GB/T37166無(wú)損檢測(cè)復(fù)合材料工業(yè)計(jì)算機(jī)層析成像(CT)檢測(cè)方法3術(shù)語(yǔ)和定義GB/T29795、GB/T3375界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。采用激光加工技術(shù)恢復(fù)損傷零部件的形狀和尺寸后，與基材形成冶金結(jié)合的表面覆層及在基材形成的熱影響區(qū)所組成的區(qū)域。2缺陷imperfection在激光熔覆修復(fù)區(qū)域產(chǎn)生的金屬不連續(xù)、不致密或結(jié)合不良的狀況。試驗(yàn)件trialworkpiece選用與修復(fù)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(fù)部件的實(shí)際修復(fù)工藝制作的縮小修復(fù)件。質(zhì)量等級(jí)qualitylevel根據(jù)特定激光熔覆修復(fù)缺陷的種類、尺寸和數(shù)量，劃分的激光熔覆修復(fù)區(qū)域質(zhì)量級(jí)別。4符號(hào)表1中列出的符號(hào)適用于本文件。表1符號(hào)和說(shuō)明符號(hào)單位說(shuō)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(zhǎng)度(從任何方向測(cè)量)L熔覆層受檢長(zhǎng)度受組合氣孔影響的熔覆層長(zhǎng)度兩缺陷(氣孔、夾雜)之間的距離n個(gè)缺陷數(shù)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(duì)于不能進(jìn)行破壞性檢測(cè)的工件(如修復(fù)中或修復(fù)后的工件),宜采用非破壞性的檢查方法對(duì)其進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查。目視檢測(cè)的方法按照GB/T32259和GB/T20968進(jìn)行。主要用于檢測(cè)激光熔覆修復(fù)層的宏觀表面缺陷。被檢查表面應(yīng)清潔，無(wú)油、脂、砂、銹斑及其他任何會(huì)影響目視檢查評(píng)定的物質(zhì)。表面具有氧化皮的修復(fù)層需要經(jīng)過(guò)打磨或機(jī)加工去除修復(fù)層表面的氧化層。進(jìn)行目視檢測(cè)的人員應(yīng)由有資格和能力3GB/T42401—2023的人員執(zhí)行。推薦檢測(cè)人員按照GB/T9445或相關(guān)工業(yè)門類合適水平的等同標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行資格鑒定。當(dāng)裸眼檢測(cè)無(wú)法評(píng)定時(shí)可采用最大20倍的放大鏡進(jìn)行觀察與檢測(cè)，鏡面應(yīng)無(wú)劃痕或其他制造或磨損缺陷，整個(gè)觀察區(qū)域應(yīng)無(wú)變形和條紋。5.1.3滲透檢測(cè)滲透檢測(cè)的方法按照GB/T18851.1進(jìn)行。主要用于檢測(cè)激光熔覆修復(fù)表面開(kāi)口不連續(xù)缺陷，如裂紋、氣孔及未熔合等。在進(jìn)行滲透檢測(cè)之前，被檢測(cè)表面應(yīng)清洗干凈，無(wú)油、脂、砂、銹斑及其他任何會(huì)影響滲透顯示正確評(píng)定的物質(zhì)。根據(jù)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(jìn)行檢驗(yàn)。滲透檢測(cè)溫度宜控制在10℃~50℃之內(nèi)，當(dāng)溫度低于10℃時(shí)，按照GB/T18851.6;當(dāng)溫度高于50℃時(shí)，按照GB/T18851.5。滲透時(shí)間取決于滲透劑的種類、滲透方法，滲透時(shí)間應(yīng)不少于滲透劑制造廠推薦的時(shí)間，一般為10min～30min。乳化時(shí)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(shí)間在2min之內(nèi)，水基乳化劑的乳化時(shí)間在5min之內(nèi)。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(guò)程中既要防止處理不足而造成缺陷顯示痕跡的難以識(shí)別，也要防止處理過(guò)度而使?jié)B入缺陷中的滲透劑被洗掉。使用噴嘴時(shí)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(shí)間不應(yīng)超過(guò)30min。顯像時(shí)間取決于顯像劑的種類、預(yù)計(jì)缺陷種類和大小以及處理的濕度等因素有關(guān)。在16℃~52℃范圍內(nèi)顯像時(shí)間一般為7min～15min,但不能低于顯像劑制造廠家所規(guī)定的顯現(xiàn)時(shí)間。5.1.4工業(yè)計(jì)算機(jī)層析成像(CT)檢測(cè)工業(yè)計(jì)算機(jī)層析成像(CT)檢測(cè)的方法按照GB/T37166進(jìn)行。主要用于檢測(cè)激光熔覆修復(fù)內(nèi)部缺陷，如裂紋、氣孔、夾雜及未熔合等。檢測(cè)人員、檢測(cè)室、控制室和輻射防護(hù)安全的要求應(yīng)符合GB/T29070中的有關(guān)規(guī)定。工業(yè)CT的射線能量應(yīng)保證穿透被檢測(cè)的激光熔覆層，其空間分辨率和密度分辨率按GB/T29069進(jìn)行測(cè)試，空間分辨率應(yīng)優(yōu)于1.5lp/mm,密度分辨率應(yīng)優(yōu)于1.0%。工業(yè)CT系統(tǒng)的尺寸測(cè)量精度應(yīng)滿足GB/T29067要求，密度測(cè)量精度應(yīng)滿足GB/T35839要求。5.1.5射線檢測(cè)根據(jù)激光熔覆層質(zhì)量等級(jí)要求，射線檢測(cè)應(yīng)按照GB/T3323.1或GB/T3323.2的A級(jí)和B級(jí)進(jìn)行檢測(cè)。在進(jìn)行射線檢測(cè)之前應(yīng)按GB/T32259進(jìn)行目視檢測(cè)與評(píng)定。對(duì)于目視檢測(cè)不能檢測(cè)與評(píng)定的缺陷可采用射線檢測(cè)。射線檢測(cè)的裂紋檢出能力與裂紋高度、裂紋走向(分叉部分)、開(kāi)口寬度、射線中心束與裂紋延伸方向的角度和射線檢測(cè)參數(shù)有關(guān)。因此射線測(cè)出裂紋的可靠性有限。按GB/T3323.1或GB/T3323.2規(guī)定的B級(jí)或更好的等級(jí)檢測(cè)裂紋，比用A級(jí)檢測(cè)可靠性更高。對(duì)于修復(fù)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(cè)參數(shù)有關(guān)，除非射線中心束沿側(cè)壁方向透照，側(cè)壁未熔合極有可能無(wú)法檢出。當(dāng)檢測(cè)人員因幾何尺寸原因不能評(píng)價(jià)修復(fù)層缺陷時(shí)，應(yīng)該選擇更多的檢測(cè)技術(shù)加以確認(rèn)。5.1.6超聲波探傷檢測(cè)超聲波探傷檢測(cè)方法按照GB/T11345進(jìn)行。主要用于修復(fù)層厚度小于8mm的試件。該方法可以確定缺陷位置、尺寸并對(duì)缺陷進(jìn)行分級(jí)評(píng)定。從事探傷的檢測(cè)人員應(yīng)掌握超聲波探傷的基礎(chǔ)技術(shù)，具有足夠的超聲波探傷經(jīng)驗(yàn)，并掌握一定的材料及激光熔覆修復(fù)知識(shí)。探傷的靈敏度不應(yīng)低于評(píng)定靈敏度。掃描速度不應(yīng)大于150mm/s,相鄰兩次探頭移動(dòng)間隔保證至少有10%的探頭寬度重疊。對(duì)所有反射波幅超過(guò)定量線的缺陷，均應(yīng)確定其位置、最大反射波幅所在區(qū)域和缺陷指示長(zhǎng)度。5.2破壞性檢查無(wú)法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)無(wú)損檢測(cè)時(shí)，可以通過(guò)破壞性檢查對(duì)激光熔覆修復(fù)產(chǎn)品或試驗(yàn)件進(jìn)行抽樣檢測(cè)。一4般采用金相檢測(cè)方法對(duì)其進(jìn)行缺陷檢測(cè)，檢測(cè)應(yīng)按照GB/T26955進(jìn)行。通過(guò)金相宏觀與微觀檢驗(yàn)來(lái)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(yàn)件表面上，采用目視和/或借助光學(xué)儀器進(jìn)行檢驗(yàn)。6試驗(yàn)件制取方法對(duì)技術(shù)要求較高但又無(wú)法實(shí)施無(wú)損檢測(cè)的實(shí)際工件，應(yīng)對(duì)激光熔覆修復(fù)工藝實(shí)施部件適應(yīng)性進(jìn)行試驗(yàn)件考核，并明確規(guī)定激光熔覆修復(fù)工藝實(shí)施全過(guò)程的監(jiān)督制度和責(zé)任記錄制度。通常檢驗(yàn)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(qū)。如有需要也可以沿其他方向進(jìn)行制取樣。試驗(yàn)前應(yīng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定試驗(yàn)件的取樣位置、取樣方向和數(shù)量。檢驗(yàn)用試驗(yàn)件應(yīng)適當(dāng)?shù)那懈?、鑲嵌、研磨?或拋光和/或侵蝕等方式制備，按照GB/T26956進(jìn)行。這些制備過(guò)程不應(yīng)對(duì)試驗(yàn)件表面產(chǎn)生有害的影響。7缺陷質(zhì)量分級(jí)表2規(guī)定了激光熔覆修復(fù)區(qū)域外觀及內(nèi)在缺陷及限值。激光熔覆修復(fù)區(qū)域通常應(yīng)針對(duì)各種缺陷類型分別進(jìn)行評(píng)估。如果不同種類的缺陷出現(xiàn)在同一橫截面上，需要做專門評(píng)估。表2激光熔覆修復(fù)區(qū)域外觀及內(nèi)在缺陷及限值名稱說(shuō)明簡(jiǎn)圖缺陷分級(jí)IV(一般)Ⅲ(中等)Ⅱ(較嚴(yán))I(嚴(yán)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(nèi)裂紋累計(jì)長(zhǎng)度：5mm<Zl≤20mm,裂任何100mm2面積內(nèi)裂紋累計(jì)長(zhǎng)度：1mm<Zl≤5mm,裂紋個(gè)數(shù)：1<n≤5任何100mm2面積內(nèi)裂紋累計(jì)長(zhǎng)度：Zl≤1mm,裂紋個(gè)數(shù)：n≤1不準(zhǔn)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(nèi)裂紋累計(jì)長(zhǎng)度：5mm<Zl≤20mm,裂紋個(gè)數(shù)：5<n≤任何100mm2面積內(nèi)裂紋累計(jì)長(zhǎng)度：1mm<Zl≤5mm,裂紋個(gè)數(shù)：1<n≤5任何100mm2面積內(nèi)裂紋累計(jì)長(zhǎng)度：El≤1mm,裂紋個(gè)數(shù)：n≤1不準(zhǔn)許放射狀裂紋具有某一公共點(diǎn)的放射狀裂紋，且深度<0.5H任何100mm2面積內(nèi)裂紋累計(jì)長(zhǎng)度：5mm<Zl≤20mm,裂紋個(gè)數(shù)：5<n≤任何100mm2面積內(nèi)裂紋累計(jì)長(zhǎng)度：1mm<2l≤5mm,裂紋個(gè)數(shù)：1<n≤5不準(zhǔn)許不準(zhǔn)許5表2激光熔覆修復(fù)區(qū)域外觀及內(nèi)在缺陷及限值(續(xù))名稱說(shuō)明簡(jiǎn)圖缺陷分級(jí)IV(一般)Ⅲ(中等)Ⅱ(較嚴(yán))I(嚴(yán)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(nèi)個(gè)數(shù)：n≤2不準(zhǔn)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(nèi)個(gè)數(shù)：n≤2不準(zhǔn)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(guò)熔塌陷熔覆過(guò)程中基體受熱凹陷不準(zhǔn)許不準(zhǔn)許不準(zhǔn)許不準(zhǔn)許基體變形熔覆過(guò)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(nèi)部缺陷裂紋內(nèi)部裂紋激光熔覆層內(nèi)部存在的裂紋任何100mm2面積內(nèi)裂紋累計(jì)長(zhǎng)度：1mm<紋個(gè)數(shù)：1<n≤5任何100mm2面積內(nèi)裂紋累計(jì)長(zhǎng)度：Zl≤1mm,裂紋個(gè)數(shù)：n≤1不準(zhǔn)許不準(zhǔn)許6表2激光熔覆修復(fù)區(qū)域外觀及內(nèi)在缺陷及限值(續(xù))名稱說(shuō)明簡(jiǎn)圖缺陷分級(jí)IV(一般)Ⅲ(中等)Ⅱ(較嚴(yán))I(嚴(yán)格)裂紋貫穿裂紋同時(shí)存在于激光熔覆層表面和內(nèi)部，且深度≥0.5H的裂紋任何100mm2面積內(nèi)裂紋累計(jì)長(zhǎng)度：1mm<紋個(gè)數(shù)：1<n≤5任何100mm2面積內(nèi)裂紋累計(jì)長(zhǎng)度：Zl≤1mm,裂紋個(gè)數(shù)：n≤1不準(zhǔn)許不準(zhǔn)許孔隙氣孔及均勻分布的多個(gè)氣孔熔覆層中氣體在凝固時(shí)未能逸出而殘留下來(lái)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