超聲波無損探傷檢測鋼結構焊接質量分析

【摘要】超聲波探傷技術在鋼結構焊接中的逐漸應用，給我國的工業發展帶來很大的便利。超聲波探傷工作對探傷人員及超聲波探傷儀的要求較為嚴格，探傷人員需要有過硬的專業知識及技術，對不同的鋼結構焊縫需要選擇不同的掃查方式、探頭種類和檢測面等。通過加強對各方面的要求，以提高鋼結構焊縫的質量，盡可能減少焊縫問題的出現。鑒于此，本文對超聲波無損探傷檢測鋼結構焊接質量進行了分析探討。

【關鍵詞】焊接質量；超聲波探傷；無損檢測

一、鋼結構焊接和檢測要求

根據GB50205-2001《鋼結構工程及驗收規范》的規定，要求對全焊透的一級焊縫進行100%超聲波探傷檢測，二級焊縫進行20%超聲波探傷檢測。特別是對按焊縫百分比探傷的長度應不小于200mm，當長度不足200mm時應對整條焊縫進行探傷。于不小于30mm的鋼板，在鋼梁和支撐梁連接部分處的焊接需求進行超聲波補充探測，同時要聲超波探測焊縫附近的金屬，防止焊接層裂的出現。鋼結構中的鋼構件拼接焊接要求采用埋弧自動焊，而對箱型柱和箱型支撐鋼板的連接采用二氧化碳氣體保護焊打底埋弧自動焊蓋面的焊接形式。

二、國內鋼結構焊接中出現的問題及原因

1、夾渣、氣孔

出現夾渣主要是因為在進行鋼結構焊接時未將焊縫內的熔渣或者其他雜質清理干凈，這些夾渣形狀各異，主要有點狀和條狀夾渣之分。點狀夾渣在某種意義上與點狀氣孔類似，在進行超聲波探傷時反射出來的信號相差不大。條狀夾渣的回波信號表現明顯，通過超聲波探傷儀可看出其形狀與呈鋸齒狀類似，由于夾渣聲阻抗較大，所以夾渣的反射波幅較低，且隨超聲波探測儀探頭位置的改變而改變，波形一般表現為樹枝狀。氣孔是在鋼結構焊接時由于溫度過高，焊縫中融入大量氣體，在焊縫冷凝時氣體沒有得到完全排除，從而隨著焊縫的凝固而在焊縫中形成形狀大小各不相同的孔穴。這些孔穴的形狀以球形為主，按照氣孔的密集程度可以分為單個與密集氣孔。在檢測過程中，因為氣孔內含氣體聲阻抗較小，故反射回撥較高，單個氣孔與密集氣孔的波高、波形均會有所不同。單個氣孔的回波高度以及波形一般不會隨著探測方向的改變而改變，但是在探頭移動之時會波高會立即消失。由于密集氣孔是由多個大小不一的單個氣孔組成，在改變探頭位置時，波高會出現高低不同的迅速改變。

2、裂紋

裂紋對鋼結構焊接的質量有著極大的威脅，所以在進行鋼結構焊接工作時做好裂紋防治工作時非常重要的。應力是影響鋼結構焊接產生裂紋的主要原因，根據裂紋產生溫度的不同可以分為熱裂紋與冷熱溫之分，顧名思義，熱裂紋是在高溫的條件下產生，而冷裂紋是鋼結構構件在焊接結束后形成的。根據裂紋產生位置的不同可以分為橫向裂紋、縱向裂紋、焊趾裂紋以及根部裂紋，當裂紋與焊縫方向相平行時稱為橫向裂紋，橫向裂紋主要受焊縫速度及鋼結構質量的影響；裂紋與焊縫方向相垂直時稱為縱向裂紋，縱向裂紋則主要與作用在鋼結構構件焊縫處的應力有關，焊趾裂紋一般與鋼結構材料的表面相垂直，根部裂紋則是位于焊縫根部的裂紋，焊趾裂紋與根部裂紋均屬于冷裂紋。在檢測過程中，探頭在各個不同位置檢測缺陷時，顯示屏上均呈現一個參差不齊的回波，探頭移動時，回波幅度顯示很不規則的起伏態，多波峰的最大值交替錯動。

3、未焊透、未熔合

在焊接的過程中，對焊接接頭處的金屬沒有進行充分的熔化，導致出現未焊透現象。未焊透的位置主要在焊縫處，且長度會有所限制。利用超聲波探傷儀進行探測時，能夠較輕易地判斷焊縫處是否出現未焊透現象，超聲波探傷儀的探頭在進行平移時，未焊透處的波形相對于焊縫兩側更為穩定，并且焊縫兩側的波幅大基本相同，而未焊透處與焊縫兩側的波幅出現明顯的波動。

未熔合與未焊透的形成原因在某種程度上大致相似，未熔合是指在焊縫處填充的材料與鋼結構材料之間沒有充分熔合在一起，其反射波的波形變化與未焊透的波形變化基本相同，但是焊縫兩側的波幅相差較大，有時可能會出現一側能探測到波幅，而另一側則無的現象。

三、超聲波探傷技術在鋼結構焊接中的應用

1、初步探傷

首先要做好對圖紙的了解工作，明確圖紙中對焊接技術的相關要求和焊縫類型、現場結構等，然后編制相應的工藝卡，確定掃查方式、探頭種類及數量、檢測面及探頭移動區寬度等。嚴格按照目前我國相關部門對鋼結構的相關規范標準進行操作，探傷人員不可憑借自己的經驗來任意進行工作，否則會降低焊接質量，嚴重時甚至會造成嚴重的經濟損失。探傷人員需要擁有過硬的專業知識，才能將探傷工作做好。初探時，要仔細觀察回波信號的情況，并及時做好記錄工作，盡可能做到不錯不漏，為后面的檢測工作提供更加精確有力的依據。

2、精確探傷

在初探中出現的問題，精確探傷中仍然要進行檢測，對有問題的地方著重標記，這樣方便找到問題的根源，并改進今后的焊接技術。在出現缺陷的地方要重復探傷，以避免偽缺陷的存在。進行精確探傷工作時要求探傷人員有著高度責任心，實際檢測過程中可以增加檢測面和選用不同K值的探頭進行復驗。對于按焊縫長度來計算探傷比例的并不隨意檢測，按照委托指定位置或者缺陷易產生部位檢測。對于允許范圍內出現的缺陷可根據實際情況增加探傷的長度，但是所增加的探傷長度應大于缺陷長度的10%。

3、重復探傷

重復探傷主要針對前兩次的探傷進行再次檢查以及核對檢測結果，這個環節所用的探測方法與前面兩次相同，由于有了前面兩次的探傷工作作為基礎，所以這次探傷檢測的速度可適當加快，但是也不可掉以輕心，對前兩次出現缺陷的地方要特別注意。

結束語

現階段，我國的工業技術取得了突破性的成就，鋼結構大量應用在我國的工業中，我國的鋼結構焊接技術雖然應用廣泛，但是在焊接過程中仍然存在很多的問題，需要進一步解決。超聲波探傷技術作為檢測鋼結構焊接質量的重要手段，人們應該給予充分的重視。

參考文獻

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