超声波无损探伤检测钢结构焊接质量分析

超声波无损探伤检测钢结构焊接质量分析

超聲波探伤技术在钢结构焊接中的逐渐应用，给我国的工业发展带来很大的便利。超声波探伤工作对探伤人员及超声波探伤仪的要求较为严格，探伤人员需要有过硬的专业知识及技术，对不同的钢结构焊缝需要选择不同的扫查方式、探头种类和检测面等。通过加强对各方面的要求，以提高钢结构焊缝的质量，尽可能减少焊缝问题的出现。鉴于此，本文对超声波无损探伤检测钢结构焊接质量进行了分析探讨。

标签：焊接质量；超声波探伤；无损检测

一、钢结构焊接和检测要求

根据GB50205-2001《钢结构工程及验收规范》的规定，要求对全焊透的一级焊缝进行100%超声波探伤检测，二级焊缝进行20%超声波探伤检测。特别是对按焊缝百分比探伤的长度应不小于200mm，当长度不足200mm时应对整条焊缝进行探伤。于不小于30mm的钢板，在钢梁和支撑梁连接部分处的焊接需求进行超声波补充探测，同时要声超波探测焊缝附近的金属，防止焊接层裂的出现。钢结构中的钢构件拼接焊接要求采用埋弧自动焊，而对箱型柱和箱型支撑钢板的连接采用二氧化碳气体保护焊打底埋弧自动焊盖面的焊接形式。

二、国内钢结构焊接中出现的问题及原因

1、夹渣、气孔

出现夹渣主要是因为在进行钢结构焊接时未将焊缝内的熔渣或者其他杂质清理干净，这些夹渣形状各异，主要有点状和条状夹渣之分。点状夹渣在某种意义上与点状气孔类似，在进行超声波探伤时反射出来的信号相差不大。条状夹渣的回波信号表现明显，通过超声波探伤仪可看出其形状与呈锯齿状类似，由于夹渣声阻抗较大，所以夹渣的反射波幅较低，且随超声波探测仪探头位置的改变而改变，波形一般表现为树枝状。气孔是在钢结构焊接时由于温度过高，焊缝中融入大量气体，在焊缝冷凝时气体没有得到完全排除，从而随着焊缝的凝固而在焊缝中形成形状大小各不相同的孔穴。这些孔穴的形状以球形为主，按照气孔的密集程度可以分为单个与密集气孔。在检测过程中，因为气孔内含气体声阻抗较小，故反射回拨较高，单个气孔与密集气孔的波高、波形均会有所不同。单个气孔的回波高度以及波形一般不会随着探测方向的改变而改变，但是在探头移动之时会波高会立即消失。由于密集气孔是由多个大小不一的单个气孔组成，在改变探头位置时，波高会出现高低不同的迅速改变。

2、裂纹

裂纹对钢结构焊接的质量有着极大的威胁，所以在进行钢结构焊接工作时做好裂纹防治工作时非常重要的。应力是影响钢结构焊接产生裂纹的主要原因，根

据裂纹产生温度的不同可以分为热裂纹与冷热温之分，顾名思义，热裂纹是在高温的条件下产生，而冷裂纹是钢结构构件在焊接结束后形成的。根据裂纹产生位置的不同可以分为横向裂纹、纵向裂纹、焊趾裂纹以及根部裂纹，当裂纹与焊缝方向相平行时称为横向裂纹，横向裂纹主要受焊缝速度及钢结构质量的影响；裂纹与焊缝方向相垂直时称为纵向裂纹，纵向裂纹则主要与作用在钢结构构件焊缝处的应力有关，焊趾裂纹一般与钢结构材料的表面相垂直，根部裂纹则是位于焊缝根部的裂纹，焊趾裂纹与根部裂纹均属于冷裂纹。在检测过程中，探头在各个不同位置检测缺陷时，显示屏上均呈现一个参差不齐的回波，探头移动时，回波幅度显示很不规则的起伏态，多波峰的最大值交替错动。

3、未焊透、未熔合

在焊接的过程中，对焊接接头处的金属没有进行充分的熔化，导致出现未焊透现象。未焊透的位置主要在焊缝处，且长度会有所。利用超声波探伤仪进行探测时，能够较轻易地判断焊缝处是否出现未焊透现象，超声波探伤仪的探头在进行平移时，未焊透处的波形相对于焊缝两侧更为稳定，并且焊缝两侧的波幅大基本相同，而未焊透处与焊缝两侧的波幅出现明显的波动。

未熔合与未焊透的形成原因在某种程度上大致相似，未熔合是指在焊缝处填充的材料与钢结构材料之间没有充分熔合在一起，其反射波的波形变化与未焊透的波形变化基本相同，但是焊缝两侧的波幅相差较大，有时可能会出现一侧能探测到波幅，而另一侧则无的现象。

三、超声波探伤技术在钢结构焊接中的应用

1、初步探伤

首先要做好对图纸的了解工作，明确图纸中对焊接技术的相关要求和焊缝类型、现场结构等，然后编制相应的工艺卡，确定扫查方式、探头种类及数量、检测面及探头移动区宽度等。严格按照目前我国相关部门对钢结构的相关规范标准进行操作，探伤人员不可凭借自己的经验来任意进行工作，否则会降低焊接质量，严重时甚至会造成严重的经济损失。探伤人员需要拥有过硬的专业知识，才能将探伤工作做好。初探时，要仔细观察回波信号的情况，并及时做好记录工作，尽可能做到不错不漏，为后面的检测工作提供更加精确有力的依据。

2、精确探伤

在初探中出现的问题，精确探伤中仍然要进行检测，对有问题的地方着重标记，这样方便找到问题的根源，并改进今后的焊接技术。在出现缺陷的地方要重复探伤，以避免伪缺陷的存在。进行精确探伤工作时要求探伤人员有着高度责任心，实际检测过程中可以增加检测面和选用不同K值的探头进行复验。对于按焊缝长度来计算探伤比例的并不随意检测，按照委托指定位置或者缺陷易产生部位检测。对于允许范围内出现的缺陷可根据实际情况增加探伤的长度，但是所增加的探伤长度应大于缺陷长度的10%。

3、重复探伤

重复探伤主要针对前两次的探伤进行再次检查以及核对检测结果，这个环节所用的探测方法与前面两次相同，由于有了前面两次的探伤工作作为基础，所以这次探伤检测的速度可适当加快，但是也不可掉以轻心，对前两次出现缺陷的地方要特别注意。

结束语

现阶段，我国的工业技术取得了突破性的成就，钢结构大量应用在我国的工业中，我国的钢结构焊接技术虽然应用广泛，但是在焊接过程中仍然存在很多的问题，需要进一步解决。超声波探伤技术作为检测钢结构焊接质量的重要手段，人们应该给予充分的重视。

参考文献

[1]王国凡主编.钢结构焊接制造[M].化学工业出版社，2004.

[2]刘堃.钢结构工程超声波探伤检测的应用[J].科技与企业，2014，（07）：191.

[3]李家伟等主编.无损检测手册[M].北京：机械工业出版社，2002.

[4]郑辉等主编.超声检测[M].北京：北京中国劳动保障社会出版社，2008.

[5]中华人民共和国建设部. GB50205《钢结构工程及验收规范》[Z].北京： 2002-03-01.