超聲波無損探傷檢測鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量分析

【摘要】超聲波探傷技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)焊接中的逐漸應(yīng)用，給我國的工業(yè)發(fā)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(yán)格，探傷人員需要有過硬的專業(yè)知識(shí)及技術(shù)，對不同的鋼結(jié)構(gòu)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(qiáng)對各方面的要求，以提高鋼結(jié)構(gòu)焊縫的質(zhì)量，盡可能減少焊縫問題的出現(xiàn)。鑒于此，本文對超聲波無損探傷檢測鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量進(jìn)行了分析探討。

【關(guān)鍵詞】焊接質(zhì)量；超聲波探傷；無損檢測

一、鋼結(jié)構(gòu)焊接和檢測要求

根據(jù)GB50205-2001《鋼結(jié)構(gòu)工程及驗(yàn)收規(guī)范》的規(guī)定，要求對全焊透的一級(jí)焊縫進(jìn)行100%超聲波探傷檢測，二級(jí)焊縫進(jìn)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(yīng)不小于200mm，當(dāng)長度不足200mm時(shí)應(yīng)對整條焊縫進(jìn)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(jìn)行超聲波補(bǔ)充探測，同時(shí)要聲超波探測焊縫附近的金屬，防止焊接層裂的出現(xiàn)。鋼結(jié)構(gòu)中的鋼構(gòu)件拼接焊接要求采用埋弧自動(dòng)焊，而對箱型柱和箱型支撐鋼板的連接采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊打底埋弧自動(dòng)焊蓋面的焊接形式。

二、國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)焊接中出現(xiàn)的問題及原因

1、夾渣、氣孔

出現(xiàn)夾渣主要是因?yàn)樵谶M(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)焊接時(shí)未將焊縫內(nèi)的熔渣或者其他雜質(zhì)清理干凈，這些夾渣形狀各異，主要有點(diǎn)狀和條狀?yuàn)A渣之分。點(diǎn)狀?yuàn)A渣在某種意義上與點(diǎn)狀氣孔類似，在進(jìn)行超聲波探傷時(shí)反射出來的信號(hào)相差不大。條狀?yuàn)A渣的回波信號(hào)表現(xiàn)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(xiàn)為樹枝狀。氣孔是在鋼結(jié)構(gòu)焊接時(shí)由于溫度過高，焊縫中融入大量氣體，在焊縫冷凝時(shí)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(gè)與密集氣孔。在檢測過程中，因?yàn)闅饪變?nèi)含氣體聲阻抗較小，故反射回?fù)茌^高，單個(gè)氣孔與密集氣孔的波高、波形均會(huì)有所不同。單個(gè)氣孔的回波高度以及波形一般不會(huì)隨著探測方向的改變而改變，但是在探頭移動(dòng)之時(shí)會(huì)波高會(huì)立即消失。由于密集氣孔是由多個(gè)大小不一的單個(gè)氣孔組成，在改變探頭位置時(shí)，波高會(huì)出現(xiàn)高低不同的迅速改變。

2、裂紋

裂紋對鋼結(jié)構(gòu)焊接的質(zhì)量有著極大的威脅，所以在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)焊接工作時(shí)做好裂紋防治工作時(shí)非常重要的。應(yīng)力是影響鋼結(jié)構(gòu)焊接產(chǎn)生裂紋的主要原因，根據(jù)裂紋產(chǎn)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(chǎn)生，而冷裂紋是鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在焊接結(jié)束后形成的。根據(jù)裂紋產(chǎn)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(dāng)裂紋與焊縫方向相平行時(shí)稱為橫向裂紋，橫向裂紋主要受焊縫速度及鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量的影響；裂紋與焊縫方向相垂直時(shí)稱為縱向裂紋，縱向裂紋則主要與作用在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件焊縫處的應(yīng)力有關(guān)，焊趾裂紋一般與鋼結(jié)構(gòu)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(gè)不同位置檢測缺陷時(shí)，顯示屏上均呈現(xiàn)一個(gè)參差不齊的回波，探頭移動(dòng)時(shí)，回波幅度顯示很不規(guī)則的起伏態(tài)，多波峰的最大值交替錯(cuò)動(dòng)。

3、未焊透、未熔合

在焊接的過程中，對焊接接頭處的金屬?zèng)]有進(jìn)行充分的熔化，導(dǎo)致出現(xiàn)未焊透現(xiàn)象。未焊透的位置主要在焊縫處，且長度會(huì)有所限制。利用超聲波探傷儀進(jìn)行探測時(shí)，能夠較輕易地判斷焊縫處是否出現(xiàn)未焊透現(xiàn)象，超聲波探傷儀的探頭在進(jìn)行平移時(shí)，未焊透處的波形相對于焊縫兩側(cè)更為穩(wěn)定，并且焊縫兩側(cè)的波幅大基本相同，而未焊透處與焊縫兩側(cè)的波幅出現(xiàn)明顯的波動(dòng)。

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(jié)構(gòu)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(cè)的波幅相差較大，有時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)一側(cè)能探測到波幅，而另一側(cè)則無的現(xiàn)象。

三、超聲波探傷技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)焊接中的應(yīng)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(shù)的相關(guān)要求和焊縫類型、現(xiàn)場結(jié)構(gòu)等，然后編制相應(yīng)的工藝卡，確定掃查方式、探頭種類及數(shù)量、檢測面及探頭移動(dòng)區(qū)寬度等。嚴(yán)格按照目前我國相關(guān)部門對鋼結(jié)構(gòu)的相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，探傷人員不可憑借自己的經(jīng)驗(yàn)來任意進(jìn)行工作，否則會(huì)降低焊接質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐蓢?yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。探傷人員需要擁有過硬的專業(yè)知識(shí)，才能將探傷工作做好。初探時(shí)，要仔細(xì)觀察回波信號(hào)的情況，并及時(shí)做好記錄工作，盡可能做到不錯(cuò)不漏，為后面的檢測工作提供更加精確有力的依據(jù)。

2、精確探傷

在初探中出現(xiàn)的問題，精確探傷中仍然要進(jìn)行檢測，對有問題的地方著重標(biāo)記，這樣方便找到問題的根源，并改進(jìn)今后的焊接技術(shù)。在出現(xiàn)缺陷的地方要重復(fù)探傷，以避免偽缺陷的存在。進(jìn)行精確探傷工作時(shí)要求探傷人員有著高度責(zé)任心，實(shí)際檢測過程中可以增加檢測面和選用不同K值的探頭進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。對于按焊縫長度來計(jì)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(chǎn)生部位檢測。對于允許范圍內(nèi)出現(xiàn)的缺陷可根據(jù)實(shí)際情況增加探傷的長度，但是所增加的探傷長度應(yīng)大于缺陷長度的10%。

3、重復(fù)探傷

重復(fù)探傷主要針對前兩次的探傷進(jìn)行再次檢查以及核對檢測結(jié)果，這個(gè)環(huán)節(jié)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(chǔ)，所以這次探傷檢測的速度可適當(dāng)加快，但是也不可掉以輕心，對前兩次出現(xiàn)缺陷的地方要特別注意。

結(jié)束語

現(xiàn)階段，我國的工業(yè)技術(shù)取得了突破性的成就，鋼結(jié)構(gòu)大量應(yīng)用在我國的工業(yè)中，我國的鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)雖然應(yīng)用廣泛，但是在焊接過程中仍然存在很多的問題，需要進(jìn)一步解決。超聲波探傷技術(shù)作為檢測鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量的重要手段，人們應(yīng)該給予充分的重視。

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