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摘要：钢箱梁是大跨径桥梁常用的结构形式，施工涉及很多内容，专业水平要求高，尤其焊缝质量往往对钢箱梁作用的发挥产生重要影响，实践中常采用超声波检测方法对焊缝进行检测，以采取针对性措施加以改进。本文分析钢箱梁焊缝超声波检测、并对钢箱梁焊缝常见缺陷进行定性研究，提出预防钢箱梁焊缝缺陷的对策，以为提高钢箱梁焊缝质量提供参考。
关键词：钢箱梁焊缝；超声波检测；缺陷定性
钢箱梁焊接过程受人为及自然因素影响，容易出现一些缺陷，如气孔、夹渣、未融合、未焊透、裂纹等缺陷时有发生，严重影响钢箱梁焊缝质量。因此，对钢箱梁焊缝常见缺陷进行定性研究，对以后的焊接施工具有积极的指导意义。
一、钢箱梁焊缝超声波检测
钢箱梁焊缝超声波检测工艺包括检测面处理、校验仪器、检测及缺陷判定三个重要环节。其中在检测面处理方面，应明确采用的检验等级，一般情况下所用的检验等级为B级。同时，针对钢箱梁T型焊缝检验，为保证检验的全面性，在腹板上可采取双面单侧检验方式。检测区域的宽度为：焊缝两侧30%母材厚度与焊缝的宽度之和。探头移动区域应将油垢、焊渣等其他杂质清理干净。另外，在选择耦合剂时应确保其具有较好的流动性及透声性，且不能影响后期的涂装及防腐操作。
校验超声波检测仪器应注重对DAC曲线，及时基线扫描比例的检验或调节，校验点不少于两点。同时，当工作结束后应注重校验灵敏度及时基线扫描比例。
开展检验工作时首先应确保探伤灵敏度应高于评定灵敏度，扫查速度不能超过150mm/S，而且相邻探头移动时重叠宽度应达到10%的探头宽度。其次，当钢箱梁桥角焊缝结构比较复杂时，则使用一次反射波及直射波在腹板一侧实施检测。最后，当遇到波幅超过评定线的情况时，应在综合考虑焊缝工艺、探头方向、位置的基础上进行综合判断，并及时标出缺陷位置。
缺陷的判定主要集中缺陷定量、位置以及大小的确定等方面。其中对缺陷进行定量检测时当遇到发射波幅达到或超过定量线的缺陷，应注重记录缺陷当量、最大反射波幅及位置等相关参数。实际检测过程中使用探头为2.5的直射波可检测出未融合及未焊透缺陷。在确定缺陷位置时可直接从仪器上获得相关读数。考虑到缺陷形状由条状及点状之分，因此确定的方法有所不同。当初步判定为条状缺陷时，可采用端点半波高度法，或半波高度法对缺陷指示长度进行测定。当为点状缺陷时采用回波幅值，结合相关试块进行判定。对焊缝缺陷进行评定时，如母材板厚在10~56mm，使用超声波进行评定应满足相关规范标准要求，尤其当出现未焊透、未融合、裂纹等缺陷时应认为不合格。
二、钢箱梁焊缝缺陷的定性研究
结合以往钢箱梁焊缝施工，不同的焊缝缺陷有着其自身特点，而且使用超声波检测获得的图像存在较大差别。
1.气孔缺陷
气孔是钢箱梁焊缝常见缺陷，由密集气孔、链状气体、单个气孔之分。在对其进行超声波检测时，因焊缝中存在气体声阻抗较小，可获得较高得回波，但回波量相对较小。另外，气孔表面光滑程度高，具有较高的界面反射率，波形尖锐且陡直。例如，当焊缝中存在单个气孔时，运用超声波进行探测期间，当左右、前后移动探头，回波幅度由零逐渐达到最高，而后又恢复至零。同时，环绕扫查缺陷时，以不同声束角度及方向进行探讨，当声程距离未发生变化，获得的回波高度几乎无差别（波形图如图1）。当焊缝中存在较多气孔时，使用超声波检测得到的信号为一簇，而且随着探头的移动，波形图波峰会交替出现（如图2）。
2.夹渣缺陷
夹渣多为体积型缺陷，表面较为粗糙，界面具有较低的反射率，而且当部分声波进入到夹渣层会出现多次反射。检测波形带锯齿且宽大，回波当量并不大。同时，当对探头进行移动操作时信号滚动明显。
3.未融合缺陷
未融合是钢箱梁焊缝中又一发生率较高的缺陷，该缺陷的自身高度及长度较为明显。当使用超声波进行横向扫查时波幅变化非常小。当对其进行环绕及旋转扫查，波幅迅速降低。
4.未焊透缺陷
未焊透与未融合相近，有着自身的高度及长度。当使用超声波对其进行旋转扫查时，信号会在短时间内减小。
5.裂纹缺陷
裂纹并不规则，用超声波进行检测会得到高波幅的多个端角反射，而且信号宽度及幅度会受裂纹方向的影响。当进行旋转扫查操作时，信号忽低忽高；当进行环绕扫查时信号，信号会消失不见。
三、钢箱梁焊缝缺陷的预防
钢箱梁焊接过程中出现缺陷会给钢箱梁质量产生严重不良影响，因此，在实际焊接施工时应在综合分析影响因素的基础上，积极采取预防措施，避免焊接缺陷的产生。
1.气孔缺陷的预防
钢箱梁焊接过程中为避免气孔缺陷的出现，焊接操作时应清除干净焊件坡口周围油污等杂质。同时，依据相关规范要求对焊条进行烘干操作，并进行合理保存，禁止使用药皮破损的焊条。另外，焊接操作时速度应适中不能过快，尤其做好防风、防雨措施。
2.夹渣缺陷预防
钢箱梁焊接过程中为防止夹渣缺陷的出现，焊接操作时应将每层焊道的熔渣清理干净。并将电流大小调节至合理大小，准确把握焊接速度。同时，将坡口角度适当增大。另外，准确把握焊丝位置及角度，并使用优良的焊条。
3.未融合缺陷预防
钢箱梁焊接操作时仍应对坡口位置进行全面清理，并将其上的油污与锈蚀清除干净。同时，如焊件散热较快可先进行预热处理。而且焊接操作应严格按照相关规范标准进行，尤其应避免磁偏吹情况的发生，即当发现焊件带磁时应先进行退磁处理。
4.未焊透缺陷预防
为防止未焊透缺陷的出现，焊接操作时应对坡口装配间隙、形式有个准确的把握，清理干净坡口附近的杂质。同时，根据实际情况选择合适的焊接角度、焊接电流。并在综合分析焊接位置、焊件厚度以及电流强弱的基础上，把握焊接速度。另外，要求焊接全焊透存在未焊透情况时，应先将反面焊瘤、熔渣清除干净，而后进行加焊处理。
5.裂纹缺陷预防
在进行焊接操作时应认真选择焊接材料，应以碱性焊剂、低氢型的焊条为主。使用焊材时应严格依据相关规范进行烘干以及坡面的清理工作。另外，焊接施工前应进行适当预热，焊后逐渐冷却，以防止出现淬硬组织，并采取相关措施避免焊接应力的出现。
四、结论
钢箱梁在现代桥梁工程中应用广泛，如何提高焊缝质量，是施工过程中施工单位把握的重点。钢箱梁焊接施工工艺复杂，而且影响因素多，应在准确把握焊接工艺的基础上认真分析焊接过程中出现的缺陷，及发生原因。通过对比与分析掌握不同缺陷出现的位置及波形特点，最终采取针对性措施加以预防，以提高钢箱梁焊接水平与质量，为钢箱梁焊接施工的顺利进行做好铺垫。
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论文作者:姚艺
论文发表刊物:《基层建设》2016年7期
论文发表时间:2016/7/7
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