摘要：目前，人们的生活水平不断提高以及城市空间的紧缺，使得房屋楼层数目也不断增加，因此就要重视高层建筑物中的钢结构，确保房屋的安全。钢结构包含很多方面，比如立柱、横梁、吊车梁和焊接工字梁等的制造和安装。在钢结构建筑物中一般使用焊接的方式进行钢构件之间的连接，在钢结构中焊接的使用最为频繁，对钢结构建筑质量有着直接的影响。当前，多起事故的发生都是由焊接问题引起的，造成的后果也越来越严重，所以，钢结构的焊接质量一定要引起足够的重视。检测钢结构焊接质量的一个重要方法就是超声波检测。本文通过对超声波检测技术在高层民用建筑钢结构焊缝的应用现状以及焊缝常见问题进行分析，探讨了检测技术的要点。
关键词：钢结构；超声波检测技术；焊缝
一、引言
随着国家技术水平的不断发展，超声波检测技术的使用越来越普遍，这项技术也运用到了高层民用建筑钢结构焊缝检测中，可以极大的提高钢结构的质量，确保建筑的稳定性。在检测钢结构焊缝时要依据钢结构的类型和特点正确的使用超声波检测技术，要选择对应的检测方法以提高经济效益。
二、超声波检测技术应用现状
如今社会的各个领域都使用了超声波检测技术，这项技术对检测钢结构或者金属结构的质量有着很重要的作用。超声波探伤是一种无损检验方式，被普遍运用在了工业上。超声波探伤仪器的品种、探头种类、探伤方法以及自动化水平等方面的不断创新和发展提高了其探测水平。超声波检测技术在建筑工程中的应用也非常的广泛，尤其是对钢结构焊缝的检测。钢结构具有坚实耐用、抗震抗压等诸多的优点。在建筑工程中比较常见的结构形式是高层民用建筑钢结构，它是由框架形式组成的空间刚度体系。在建筑中钢结构的运用范围越来越广泛，但是存在的问题越来越多，比如焊缝内有夹渣、焊缝没有焊透等，直接影响着建筑物的稳定性。超声波检测技术的应用可以及时的发现焊缝中存在的问题，尽可能的提高钢结构的内部质量，减少了返工、返修的状况发生，减少了成本的支出，提高了经济效益。
三、超声波检测技术在高层民用建筑钢结构中的应用分析
3.1高层钢结构焊缝超声波检测的规范要求
目前，钢结构的验收标准是依据GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》来执行的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆标准规定：对于图纸要求焊缝焊接质量等级为一级，评定等级为Ⅱ级时，规范规定做100%超声波检测；对于图纸要求焊缝焊接质量等级为二级，评定等级为Ⅲ级时，规范规定做20%超声波检测；对于图纸要求焊缝焊接质量等级为三级时，不做超声波内部缺陷检查。探伤比例的计数方法应按以下原则确定：（1）对工厂制作焊缝，应按每条焊缝计算百分比，且探伤长度不应小于200mm，当焊缝长度不足200mm时，应对整条焊缝进行探伤；（2）对现场安装焊缝，应按同一类型、同一施焊条件的焊缝条数计算百分比，探伤长度不应小于200mm，并应不少于1条焊缝。对于检测时机的要求：碳素结构钢应在焊缝冷却到环境温度后、低合金结构钢在焊接完成24h以后方可进行焊缝探伤检测。
3.2超声波检测焊缝的操作过程
在收到超声波检测项目后，首先要熟悉图纸上设计的焊缝质量的技术要求，确定检测级别；此外还应确定待测构件的母材厚度、接头形式及坡口形式。在每次现场检测前都需用标准试块校准仪器的综合性能，校准面板曲线，以保证检测结果的准确性。
（1）构件检测表面的修整。应清除构件表面飞溅、氧化皮、凹坑及锈蚀等，粗糙度Ra值应≤6.3μm。焊缝两侧检测面的修整宽度范围一般应≥2KT+50mm（T：工件母材厚度）。
（2）耦合剂的选择。耦合剂的选择应考虑到其透声性、流动性、附着力、对工件表面无腐蚀、易清洗且经济实用等因素。一般选用工业化学浆糊作偶合剂。
（3）粗检与精检相结合。在检测过程中为了大概了解缺陷的有无和分布状态为粗检；粗检后对缺陷进行进一步的定位和定量就是精检。将左右扫查、前后扫查、转角扫查以及环绕扫查等几种扫查方式相结合，以便于发现各种不同类型的缺陷并且判断缺陷性质。
（4）记录检测结果。如发现内部缺陷应及时对其进行评定分析。焊接接头内部缺陷分级应根据现行国家标准GB11345-2013《焊缝无损检测超声波检测技术、检测等级和评定》的规定来评判该焊缝是否合格。
3.3焊缝中典型缺陷的波形分析
一般焊缝中常见的缺陷有气孔、夹渣、未焊透、未熔合及裂纹。到目前为止，还没有一个成熟的方法可对缺陷的性质进行准确的评判，只能根据仪器屏幕上得到的缺陷波形和反射高度的变化结合缺陷位置和焊接工艺对缺陷性质进行综合估判。就缺陷性质的估判作如下简述。
（1）气孔。单个气孔回波高度低，波形为单峰，波形稳定。从各个方向探测，反射波大致相同，但稍一动探头反射波就会消失；密集气孔会出现一簇反射波，波高随气孔大小而不同。当探头作定点转动时，会出现此起彼落的现象。
（2）夹渣。点状夹渣回波信号与点状气孔相似；条状夹渣回波信号多呈锯齿状，波幅不高，波形多呈树枝状，主峰边上有小峰，波幅随探头平移而变动，从各个方向探测时反射波幅不同。
（3）未焊透。此类缺陷的反射率高，波幅也较高，探头平移时波形较稳定，在焊缝两侧探测时均能得到大致相同的反射波幅。
（4）未熔合。探头平移时波形较稳定，两侧探测时反射波幅不同，有时只能从一侧探测到。
（5）裂纹。此类缺陷的回波高度较大，波幅较宽，会出现多峰。平移探头时反射波连续出现且波幅有变动，转动探头时波峰有上下错动的现象。
四、高层建筑钢结构焊缝的常见缺陷及原因分析
钢结构在高层建筑建设过程中对建筑工程的安全性和质量虽然起到了很好的保护作用，但是它也有一些隐患存在，最主要的问题就是焊接缺陷，第一，夹渣。夹渣表现在钢结构焊缝内会有硅酸盐、氮化物等残留物存在，对焊缝的质量有直接影响，而导致夹渣出现的原因是：坡口存在污物、焊接速度快或者电流小、夹杂物没有浮起等。第二，焊缝未焊透，主要是说接头部分的金属并没有完全的熔透。导致焊缝未焊透出现的原因就是：坡口角度小、焊接电流小，焊接不规范等。第三，焊缝裂纹，冷裂纹和热裂纹是裂纹的两种形式。在焊接成形后的几个小时或者几天之后发生的裂纹就是冷裂纹，也可以叫做延迟裂纹；焊缝金属从液态凝固成固体时发生的裂纹就是热裂纹，也可以叫做晶间裂纹。导致焊缝裂纹出现的原因是：焊接工艺使用不正确导致了热裂纹，相变应力过快或者受氢气作用导致材料变脆而造成了冷裂纹；第四，气孔，在冷却之前焊缝中有一些没有逸出的气体，导致焊缝内部出现了空穴。导致气孔出现的原因是焊条没有烘干、保护气体作用失效等。
结语
综上所述，随着国家技术水平的不断发展，超声波检测技术的使用越来越普遍，这项技术也运用到了高层民用建筑钢结构焊缝检测中，可以极大的提高钢结构的质量，确保建筑的稳定性，但是钢结构的焊接缺陷给建筑物留下了很大的安全隐患，超声波检测技术很好的保证了钢结构焊缝的焊接质量，确保了工程的质量。
参考文献
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[2]刘柱.探讨高层民用建筑钢结构技术的抗震设计及实践应用[J].建筑工程技术与设计,2015
[3]徐庆海.浅谈超声波探伤技术在钢结构焊接中的应用[J].中国标准出版社,2012
论文作者:许瀚
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/18
标签：钢结构论文; 超声波论文; 裂纹论文; 缺陷论文; 波幅论文; 气孔论文; 检测技术论文; 《建筑学研究前沿》2017年第32期论文;