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摘要：钢结构因其具有自重轻、强度高、成本低等优点，在建筑领域中获得广泛应用。在钢结构建筑施工中，焊缝质量检验又具有重要的地位。应用无损检测技术，可以在不破坏受检钢结构的前提下，测定并评价钢结构焊缝内部的物理、力学性能；精确评估钢结构的焊接质量。本文将阐述、分析如何在钢结构焊缝缺陷检测中应用无损检测技术。
关键词：建筑；钢结构；焊缝缺陷；无损检测技术；应用
长期以来，国内建筑结构以钢筋混凝土结构为主。钢筋混凝土结构可以就地取材，耐久性好、整体性强，但其自重较大，极易出现混凝土裂缝（裂缝已经成为国内建筑的通病）。随着我国建筑施工技术的转型升级，钢结构在高层建筑与大跨度结构中的应用日趋广泛，正在逐步取代钢筋混凝土结构。——而做好钢结构施工，又必须对钢结构焊缝质量进行无损检测。
一、钢结构焊缝常见缺陷
钢结构焊缝质量缺陷，会减小焊缝部位的有效截面积，降低钢结构的负载强度、疲劳强度，造成较大的应力集中；影响钢结构建筑的安全。
（一）裂纹
钢结构焊缝中的裂缝通常分布在熔敷金属部分与热影响区。在熔敷金属部分的焊缝裂纹，包括焊道裂纹、焊口裂纹、根部裂纹、硫脆裂纹、微裂纹；在热影响区的焊缝裂纹，包括穿透裂纹、焊道下裂纹、夹层裂纹[1]。造成裂纹的原因主要有：熔敷金属的韧性不良、熔敷金属的含氢量过高、母材或焊条含硫量过高、电焊工未按规范进行焊接施工，等等。
（二）夹渣
焊接后，在钢结构焊缝中残留微粒焊渣。这通常是由于焊条直径选择不当，焊接电流过小、焊接速度过快、熔池温度过低，或进行多层焊时对焊缝表面未清理干净造成的。
（三）气孔
在焊缝表面或焊缝内部出现残留的空穴。这通常是由于焊条含有水分、焊接部位上的油污、涂料、铁锈未清理干净，在焊接过程中这些水分、油污、涂料、铁锈受热分解，使熔池中溶入过多的气体，凝固时这些气体无法逃逸，而形成气孔。
（四）咬边
指母材与熔敷金属的交界位置，沿着焊址的母材部位产出的凹陷。咬边又分为连续咬边与间断咬边[2]。这通常是由于焊接电流过大、电弧弧长超过焊条直径、焊接操作不规范造成的。
二、应用无损检测技术检测钢结构焊缝缺陷
（一）无损检测技术
无损检测技术，是在不操作、不破坏受检原材料、结构物的前提下，对受检对象的物理、力学性能及其内部结构进行质量评价的一种检测技术。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对钢结构焊缝进行无损检测，需要测量缺陷位置、尺寸及其形状，辨认缺陷的性质，并灵活运用红外线热图法、离子散射、电阻法、电位法、射线检测、磁粉检测、超声检测、液体渗透检测等不同的检测方法。
（二）在钢结构焊缝质量检测中应用无损检测技术
2.1 对焊缝进行超声波检测
使用超声波仪对钢结构焊缝进行扫描，探头工作频率控制在0.5MHz～15MHz之间，脉冲宽度控制在20ns～1us之间，输出阻抗控制在25～500Ω之间，波束折射角可选择0°、45°、60°、70°（根据检测实际需要而定）。对母材厚度在8～46mm之间的对接焊缝进行超声检测，可在焊缝单面两侧使用一种K值的横波斜探头，探头移动范围长度必须大于（（工件材料厚度×斜探头K值×2）+50mm）。对母材厚度在40～120mm的对接焊接进行超声检测，可在焊缝两面两侧使用两种K值斜探头，探头移动范围长度必须大于（工件材料厚度×斜探头K值+50mm）；在检测过程中，务必使波束方向与缺陷表面接近90度垂直[3]。超声检测法对于钢结构焊缝中的裂纹高度敏感。
2.2 对焊缝进行射线检测
X射线、γ射线是波长很短的电磁波，它们易于穿透固体，但是在穿透固体的过程中会受到吸收和散射，并会出现不同程度的衰减；在射线底片上，会出现黑度不同的图像。这种检测方法称为射线检测法。采用射线检测法，可以直观辨识焊缝缺陷形象，判断缺陷的尺寸及其性质。但射线检测法对人体有害，成本较高。
在钢结构焊缝检测中使用射线检测法，一般选择X射线检测法。若选用管头与电缆分离型X射线发生器，其最大加强电压应控制在120kV以内，其射源尺寸应控制在0.8×0.8mm，X射线在1米位置的照射量率应控制在10mA·min；若选用小焦点设备，其最大加速电压应控制在160～250kV，其射源尺寸应控制在0.1×0.1mm，X射线在1米位置的照射量率应控制在4mA·min[4]。在对平板对接焊缝进行X射线检测时，须将射线束中心对准焊缝中心线，像质计、标记号码则应放在靠近X射线源一侧的焊缝表面上，以方便确认X射线底片的灵敏度；在焊缝表面两侧应设置铅板进行屏蔽。
2.3 对焊缝进行磁粉检测
磁粉检测，指的是利用导磁金属在磁场中被磁化，并通过显示介质来检测缺陷特性的一种检测方法。该方法具有设备简单、操作方便、检测速度快等优点；但该方法仅适用于检测铁磁性材料及其合金，使用该方法，可直接测量焊缝中裂纹的长度。对钢结构焊缝进行磁粉检测，需要使用磁力探伤机在被检焊缝附近通大电流，产生磁场，对工件进行磁化，然后在工件表面均匀喷洒平均粒度为5～10μm的三氧化二铁磁粉。进行检测时，须对焊缝同一部位进行两次垂直检测，受检面积必须控制在10mm。
2.4 对焊缝进行液体渗透检测
在被检工件表面浸涂渗透力较强的液体，由于渗透液对微细孔隙具有较强的渗透作用，会渗入工件中的孔隙；然后用清洗夜、水将工件表面剩余的渗透液清洗干净，最后在被检工件表面喷涂显示材料，通过毛细管作用，将孔隙中的渗透液重新吸收出来并加以显示。这种检测方法称为液体渗透检测。该方法应用面广，对操作者的技术要求不高，但只能用于焊缝开口式缺陷的检测，而且检测时间较长：从浸涂渗透液到显示缺陷，通常需要半个小时[5]。
对焊缝进行液体渗透检测，可采用水洗性荧光渗透检测法、后乳化性荧光渗透检测法、水溶性关键渗透检测法等不同的方法。
结束语
当前，国内钢结构焊接施工中普遍存在着各种质量缺陷，不仅为建筑安全留下了隐患，而且阻碍了钢结构建筑的全面推广。因此，应当在钢结构焊缝检测中推广应用无损检测技术，以不断提高钢结构焊接质量。
参考文献
[1]孙文琦，朱丁丁.浅析钢结构无损检测质量控制措施[J].中国金属通报，2019（02）：296+298.
[2]訾富坤.钢结构焊缝超声波检测对缺陷定性浅析[J].居业，https：//doi.org/10.14149/j.cnki.ct.2019（02）：81+83.
[3]陈哲明.钢结构焊缝缺陷的无损检测技术应用分析[J].化工管理，2018（29）：182.
[4]何菲.钢结构工程焊缝无损检测技术应用研究[J].安徽建筑，2018，http：//kns.cnki.net/kcms24（02）：186-187.
[5]叶俊民.解析钢结构焊缝无损探伤质量检测技术[J].四川建材，2018，44（02）：20-21.
论文作者:郝成,周庆喜
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年12期
论文发表时间:2019/9/30
标签：钢结构论文; 射线论文; 裂纹论文; 缺陷论文; 检测技术论文; 工件论文; 表面论文; 《建筑学研究前沿》2019年12期论文;