摘要：当前随着城市化进程的快速发展，城市建筑行业呈现蓬勃发展的趋势，城市中的建筑高度也是越来越高，为了更好满足城市人口数量。高层建筑大多使用的是钢结构，为了保证建筑整体的稳固性，需要对建筑材料的质量进行检测，通过利用超声波进行施工焊接的探伤，从中发现存在的缺陷。本文将从高层钢结构施工焊接超声波探伤方面进行分析，提出相应的措施。
关键词：高层钢结构；施工焊接；超声波；探伤
当前在建筑的建造中，注重应用钢结构的质量，钢结构具有强度高、刚度大和材质轻的特点，已经被广泛应用到各种工程建设中，有桥梁、场馆和厂房等建筑中。对于钢结构材质的应用主要是用焊接的方式进行连接，但是为了保证钢结构整体连接的稳固性，需要对钢结构的连接进行检测，其中无损检测也就成为一种重要的检测手段和方式。而且当前随着钢材质质量的不断增强，各种各种对钢材质的检测手段不断完善，一些钢材质的产品也在大量涌现，超声波探伤是钢结构检测中最重要的一种检测手段。
一、超声波探伤检测的阐述
超声波探伤检测属于一种先进的科学技术，主要利用的是超生能投入到金属材料的深处，能够从钢结构的一个截面进入到另一个截面中，通过反射的作用检查钢结构中的零件是否存在缺陷，需要由超声波的探头深入到金属中，如果碰到零件存在缺陷，就会有反射波发生，而且波形的大小不一致，然后根据波形的大小判断缺陷的大小。超声波作为一种便携式工业无损探伤仪器，在当前建筑钢结构中被广泛应用，其能够精确地对建筑结构内部的零件缺陷进行检测和定位，通常在制造业、钢铁冶金业等领域广泛应用。其做具备的优势特点有：（1）超声波在介质中传播时，在不同的介质面上有不同的超声波反应，如果遇到缺陷，就会有不同的波长反射；（2）波声的指向性好，很容易确定缺陷位置，而且探测的深度能够达到数米；（3）该仪器属于便携式，操作安全，能够立即提供缺陷检验结果。超声波是以波动形式在介质中进行传播，其频率是20KHz以上，检测的速度较快，而且能够检测厚度较大的材料，对人体无害，而且在实践中已经被广泛应用。
二、超声波探伤工艺
超声波检测已经在工业发展中被广泛应用，而且适用于对各种锻件的检测，而且检测的方式可以是手动方式也可以是自动方式，使用非常便利。对于高层建筑现场焊缝的探测，需要满足焊缝探测的要求，（1）接头形式，对于现场焊缝的探测，需要根据钢结构焊接的等级，一般情况下，质量等级是一级，100%超声波探伤，质量等级二级，20%超声波探伤，例如下图1是焊缝对接的钢结构形式。（2）在对高层建筑钢结构探测中，还需要根据探测的位置和焊缝结构，选择适宜的探头，通常采用的是标准试块CSK-1A，探头的选择也是重点，能够有效保障检测的准确性。
图1 钢结构焊缝形式
三、超声波探伤的实际应用
在对某建筑进行超声波探测检测中，探伤检测的时间需要选择在焊接完成24小时之后进行，都需要对探测仪器提前进行调试，通常采用的CSK-1A进行调试和校准，要能够保证探头的综合性能，保证探伤结果的准确性，在进行实际探测时，需要首先对焊接好之后的探测表面进行清理，保证探测结果的准确性，而且焊缝两侧探伤面的修整宽度要大于等于一个固定值。同时由于该建筑工件的厚度较薄，探测仪器在实际的探测中，可以采用单面探测的方式，使用前后、转角和环绕等多种方式进行探测，能够及时发现存在的各种缺陷，准确判断缺陷位置。（1）钢柱与柱腿拼接焊缝处的检测，采用的焊接方式是气体保护焊，利用斜探头进行扫查，能够全方位进行探测，可以准确判断缺陷的位置，然后根据波形图判断缺陷的性质，通过探测，可以发现焊接处的缺陷多是一些密集气孔，还存在没有熔合的现象。当探头存在定点移动时，会有此起彼落的现象，而且在同一位置上，会出现反射波连续升高或者是降低，波形也显示为单峰和双峰，该种接头的探测会出现非缺陷回波，回波的深度位置也是在板厚位置附近，而且回波的特征也是比较明显，而且波的高峰值不明显，而且不能读出波峰值的水平刻度，需要清除探头的一些缺陷，然后再次做超声波检测。（2）钢梁与柱腿之间的焊缝检测，钢梁与柱腿之间的焊缝接口是但v型坡口，通常采用手工电弧焊的方式对单面两侧进行扫查，该种检测形式中很容易出现夹渣的情况，而且显示的波形高低不平，存在的焊接波幅不相同，这是由于焊接部位的清理不干净，而且探测的结果是存在未熔合的部位，未熔合主要是坡口位置不干净，在对接头出进行检测时，发现有咬边的情况，针对该种情况，需要再次补焊，及时消除存在的应力。（3）对接处焊缝检测，对接处焊缝的检测，呈现的是v型坡口，焊接的方法采用的是手工电弧焊，采用横焊的方式，利用探测仪进行探测，可以发现存在的缺陷主要有气孔、夹渣和未焊透的情况，而且检查焊缝的根部，存在未焊透的情况，通常对未焊透的情况显示的波形特征是波幅较高，如果将探头平移，波形呈现稳定的趋势，在经过返修之后，会发现坡口钝边的间隙过小，然后造成没有焊透的情况，同时考虑到变形情况，需要采取措施进行返修，而且需要在存在的缺陷两侧进行固定，保证焊接部位的稳固性。
四、超声波对非缺陷反射波的识别
在进行探测时，会存在一些反射波并不是缺陷反射波，存在该种情况的原因主要是：（1）焊缝加强层引起的反射回波，对于该种情况，可以对存在的波形进行识别，将蘸油的毛刷反复拍打反射波的位置，然后该位置的波形会发生上下跳动，但是对于圆弧面的横波是不会发生跳跃现象；（2）错边部位引起的反射回波，焊缝两侧工件材料的厚度存在很大差异，在装配过程中会产生错位，然后该部位就会出现反射回波，存在较强的反射回波信号；（3）存在焊瘤引起的反射回波，焊瘤是焊接过程中会出现的多余的金属块，如果将探测器从焊瘤旁边经过，也会引起反射回波，通常是在焊缝的根部位置，水平位置是在焊缝的中心线附近，如果将焊瘤去除，波形也就会恢复到正常状态。因此，在对波形进行检测的过程中，需要考虑到存在的一些非缺陷型的波形，需要排出这些因素。
结语
综上所述，在对高层建筑钢结构施工焊接进行检测时，要能够充分认识到超声波探伤对焊缝检测的重要性，要能够认识到整个工程建设质量的监督，对于探测出的不合格现象，需要分析存在的原因，是否属于非缺陷情况，要追求更好的焊接效果，及时对存在的缺陷进行改进，要保证整体钢结构的质量，提高生产的效率。
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论文作者:王丹1,杨立民2
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第11期
论文发表时间:2019/1/3
标签：超声波论文; 钢结构论文; 缺陷论文; 波形论文; 回波论文; 反射论文; 位置论文; 《建筑细部》2018年第11期论文;