1.引言
管角焊缝是飞机零部件组装的常见结构，飞机起停及飞行过程中由于温度变化、部件膨胀等原因，角焊缝结构会承受较大应力，易产生裂纹等各种缺陷。但很多时候，飞机零部件不能进行拆卸和分解，而需要进行原位检测。由于触头法容易打火烧伤零件，航空制件标准上规定不允许使用触头法直接产品直接进行检测。因此，对此类飞机角焊缝原位检查时一般采用便携式电磁轭进行磁粉检测，但是对于管与管焊接，尤其是管径较小的情况下，管壁与磁轭接触面积较小（线接触或点接触），且角焊缝两侧工件形状和尺寸差异，会导致焊缝中磁场畸变严重，各部分磁场不一致，如果没有采用适当的检测方式或磁化电流，将会形成检测盲区，降低工件表面上的检测灵敏度，最终造成漏检。
2.飞机上管角焊缝的结构及缺陷形式
对于管与管焊接，常见的焊接方式有插入式和骑座式。插入式管管焊接是将其中一根管插入到另外一个管筒内焊接而成，这种焊接方式容易在角焊缝根部形成未焊透缺陷。骑座式管管焊接是将其中一根管放置在另外一个管筒表面焊接而成，这种焊接方式容易在角焊缝部位形成根部未焊透、未熔合和裂纹等缺陷。
3.便携式电磁轭检测有效范围及检测方式分析
3.1 电磁轭检测有效范围
便携式电磁轭由一个专用的磁化线圈产生磁场，“Π”形磁轭形成两极。两极间的磁力线是不均匀的，其检测的有效范围取决于检测装置的性能、检测条件以及工件的形状，一般是以两极间的连线为长轴的椭圆形所包围的面积。工件上的磁场分布取决于极间距，在磁路上总磁势一定的情况下，工件表面的磁场强度随着两极距离的增大而降低。为避免超出有效磁化范围，在实际检测过程中，两次磁化应有大约10%的重叠区。
3.2电磁轭检测方式
3.2.1 站立式检测
站立式是电磁轭一脚站立在曲率较小的筒体上，另一脚则站立在曲率较大的管座上(见图1)，能够检测与两磁极连线垂直的焊缝及热影响区上的缺陷。与曲率较小圆管接触的磁极因与筒体接触面积大，磁极附近的磁场较大，有利于工件的磁化；而对于小直径的圆管，由于曲率较大，磁极与管座形成点接触或线接触，进入管座中的磁场强度下降，对于插入式焊接可能会导致焊接根部磁化不足，影响检测效果。
3.2.2跨越式检测
跨越式磁粉检测是磁轭在标准规定的间距内(75～200 mm)跨放在管筒两侧的底管上磁化角焊缝的方法(见图2)。跨越式磁粉检测时，待测试件的主磁通集中通过底管并与需发现缺陷的方向垂直。在两磁轭连线上的角焊缝部位管体的热影响区可能未被完全磁化或未磁化，属于磁化盲区，此处如果存在缺陷会被漏检。在与两磁轭连线中点垂直的直线上的角焊缝被完全磁化，磁化方向与焊缝平行，横向缺陷可以检出，但纵向(周向)缺陷会被漏检。
图1 电磁轭站立式检测示意图 图2 电磁轭跨越式检测示意图
4.试验及工艺优化研究
为比较两种磁化方式(站立式和跨越式)和两种磁化电流(直流磁化法和交流磁化法)对小尺寸管管角焊缝的磁化效
果，试验采用湿连续法非荧光磁粉检测。 分别选取交、直流两种电磁轭磁化工件
（交流磁轭提升力为45 N，直流磁轭提升力为177 N）。选用3个A一30／100型
人工缺陷标准试片，其粘贴位置为简体上靠近热影响区部位 (图3中位置“a”)、
角焊缝部位上(图3中位置“b”)、接管体靠近热影响区部位(图3中位置“c”)。
分别采用直流磁轭、交流磁轭、站立式、跨越式、75 mm磁轭间距、100 mm磁 图3 人工缺陷试片放置位置
轭间距进行试验，结果如表1所示。
表1 试验结果
根据以上试验结果分析： (1)采用站立式磁化方法检验时，由于管体曲率大，磁轭与工件形成点接触或线接触，致使工件的磁化强度降低，角焊缝的磁化效果不太理想，焊缝两侧热影响区尤为严重；(2)跨越式检验中，直流磁轭效果不佳，交流磁轭对底管及焊缝的磁化效果可以达到检验目的，但对于管筒热影响区（试片c所在位置）磁化效果不好；(3)交流磁轭站立式检测可以达到较理想的检验效果。
5、结束语
在对飞机管角焊缝原位磁粉检测时，尤其对于小尺寸的钢管焊接后的角焊缝要完全磁化时是有一定困难的。因此，工人在对此类焊缝进行检测时，可以采用以下工艺方法进行优化，可以大大提高有效检测率。
1）尽量采用交流磁轭站立式检测；
2）使磁极的间距尽量减小，但不小于75mm。在磁场强度一定的情况下，磁极间距的减小使得工件中的磁化强度增大，在一定程度上弥补了磁轭与钢管由于点接触面积不足造成的磁化强度降低的影响；
3）使磁轭尽量靠近角焊缝焊趾，至少要保持热影响区的距离，使焊缝和上下钢管的热影响区都能得到充分磁化；
4）改变磁极与钢管的接触方式，磁极可以设计成带一定曲率的接头，增大磁轭与两个钢管的接触面积，可以提高检测的可靠性。
参考文献：
[1] 陈甫旭.便携式电磁轭不跨焊缝的磁粉检测[J]，无损检测，2015年第8期.
[2] 敬尚前．小尺寸管座角焊缝磁轭法磁粉检测工艺探讨[J]．热力发电，2009.1．
