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摘要：随着我国综合国力的不断提高, 承接的各种工程越来越多,这些项目往往是非常复杂的, 且受到外部环境的影响, 对这些结构件的要求往往较高。建筑钢结构构件需焊接加工制作完成，其焊缝内部质量情况直接影响着构件质量。超声波探伤（Ultrasonic Testing，简称UT）是无损检测中应用比较广泛的探测内部缺陷的方法且由于这些工程项目造价往往非常高昂, 业主往往会委托专门的质量检测机构, 对工程的建造质量进行全方面的监测。为了对钢结构焊缝质量进行有效检测, 其往往会使用超声波探伤法, 为有效提高超声波检测的效果, 就必须做好相关的检验检测工作。
关键词：钢结构；焊缝；质量检测；超声波；探伤法
引言
钢结构本身所具备的轻自重、强抗震等优势特性，使其在建筑工程领域当中得到了广泛应用，尤其是在一些体育场馆、工业厂房和各类民用建筑。然而将钢结构应用于建筑施工中，焊接过程的焊缝问题难以避免，相应的焊缝缺陷也时常出现，对此开展相关的研究工作便具有至关重要的作用与价值，应当引起人们的重视与思考。据此下文中将主要就常见的焊缝类型及其内部缺陷展开相关的分析工作，并基于超声缝探伤的原理及分类基础上对超声波探伤在焊缝缺陷中的检测展开深入研究
1建筑钢结构焊缝类型及焊缝内部缺陷
1.1焊缝类型及剖口型式
建筑钢结构体系主要有两种：门式钢架体系和网架空间结构体系，其中以门式钢架体系居多。其焊缝类型主要有对接焊缝和T型焊缝两种。对接焊缝是指将两母材置于同一平面内（或曲面内）使其边缘对齐，沿边缘直线（或曲线）进行焊接的焊缝；T型焊缝是指两母材成T字形焊接在一起的焊缝。为了保证焊缝部位两母材在施焊后能完全熔合，焊接前应根据焊接工艺要求在接头处开出适当的坡口，钢结构焊缝常见的坡口形式主要有I型（薄板对接）、V型（中厚板对接）、X型（厚板对接）、单V型（T型连接）和K型（T型连接）等。
1.2常见内部缺陷
由于在焊接过程中受焊接工艺、环境条件等因素的影响，钢结构焊缝不可避免地会产生内部缺陷。常见的内部缺陷有气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等。在缺陷性质上，单个气孔、点状夹渣属一般缺陷，对焊缝整体强度影响较小；群状气孔或不规则状夹渣、未焊透、未熔合、裂纹属严重缺陷，会严重降低焊缝整体强度等性能。
2 超声波探伤在建筑钢结构中的应用
由于超声波探伤具有灵敏度高，设备轻便，操作方便，探测速度快，适宜高空作业等优点，因此广泛应用于建筑钢结构焊缝内部质量的检测。
2.1超声波探伤的主要要求
2.1.1探伤人员的要求
探伤人员必须取得相应检测方法的等级资格证书，3级为最高，2级次之，1级为最低。
2.1.2探测面的选择
根据构件的形状、焊接工艺、可能产生的缺陷部位、缺陷的延展方向及焊缝要求的经验等级等来选取探测面。
2.1.3耦合剂的选择
必须具有良好的透声性和适宜的流动性，对材料和人体无害，且价廉易取，建议使用洗洁精。
2.2超声波在焊缝内部缺陷检测中的应用
2.2.1对接焊缝的探伤方法
（1）初探。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆将已调好的D AC曲线探伤灵敏度提高4—6dB，使评定线位于示波屏20% 高度以上，调好补偿增益（一般为4dB），用锯齿型、平行、斜平行扫查法，斜探头快速扫查整条焊缝，密切注视示波屏上的所有回波信号，一旦发现有波幅超过评定线的可疑回波立即在焊缝相应部位做出标记，为下一步缺陷定量测长做准备。首先进行锯齿型扫查，锯齿型扫查是有效发现焊缝常见缺陷尤其是纵向和斜纵向缺陷的主要方法，也是斜探头检测焊缝的基本方式。为检测焊缝+熔合区+热影响区中可能出现的横向或斜横向缺陷，还应该使用斜平行和平行扫查两种方式，前者适用于带有余高的焊缝，后者适用于余高被磨平的焊缝。
（2）精探。扫查方法同前，但速度较慢。对第一遍探测做出标记的部分进行仔细探测，找出真正缺陷的最高回波，并对其定位、定长，做好记录。精探时，要综合采用前后、左右、转角、环绕等四种基本探测方式。针对已发现的目标缺陷，精探通常又分以下步骤进行：
①找到目标缺陷最大回波并确定回波所在区域。粗查时为了发现缺陷采用较高的灵敏度，此时应对回波进行定区，即判定它所属的是D AC曲线上Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ哪个区，原则上Ⅰ区以下的缺陷不作记录和评定（如果是凭经验怀疑为裂纹等危害性缺陷特征回波，则应采取改变探头K值、增加探测面、观察动态波形等措施做进一步分析探测），当回波在Ⅱ、Ⅲ区时须继续进行步骤②和③。②对目标缺陷定位和排除伪缺陷，根据最高回波在示波屏上对应的水平和垂直距离确定目标缺陷所在的实际位置，判断其水平位置在检测区（焊缝+熔合区+热影响区）之外或之内；若之外，则排除焊缝内缺陷；若之内，则初步判定为缺陷，应根据其垂直距离并利用K值判定回波对应的实际深度和水平距离。③缺陷定量（测长）和记录当缺陷反射波只有一个高点，且位于Ⅱ区或Ⅱ区以上时，则采用6dB法进行测长。当缺陷反射波峰值起伏变化有多个高点时，应分别找到左右两端的最高回波，按端点6dB法进行测长。当反射波峰位于Ⅰ区认为有必要定量记录时，将探头左右移动使波幅分别降到评定线处为端点，此两端点之间的距离即为缺陷指示长度。应详细记录以上所述的回波信息，需要返修时应在焊缝上做出标记。
3 几类典型缺陷的回波特征及缺陷评定
超声波探伤通常不需要对缺陷类型及性质作出十分确切的判定，然而在大量的实际应用过程当中发现，应用一类或多类声束方向进行不同方向的转动及环绕等检查，探寻出回波包络线以及动态波纹的变化特性，同时结合以相关的焊接工艺、缺陷地点及接头结构、原材料等特性，能够尽可能精确的判定出缺陷的性质及类型，并借此来对缺陷程度进行评定。
4 探测信号的评价及质量控制
通过对钢结构的探测, 可以及时获得钢结构的探测曲线, 通过对该曲线的分析, 可以有效开展对其质量的评价, 从而有效确定是够存在缺陷, 以及缺陷的具体情况。随着时代的不断发展, 对超声波探测的要求越来越高, 为了让技术人员详细了解缺陷的具体情况, 探测人员在探测结束后, 需要按照要求填写探测工作报告, 在报告中要对检测过程和焊缝质量进行详细的描述。
结语
当前建筑工程正处在大发展时期, 对工程的质量提出了更高的要求。为了有效确保工程的质量, 做好对工程的质量缺陷探测尤为必要。尤其对于钢结构的超声波探测, 应根据检测对象选择合理的探测仪器, 并对探测参数进行有效合理的设置, 在探测过程中, 应该严格按照流程来进行探测, 在探测结束后, 需提供详尽的探测报告, 最大程度保证探测结果的准确性, 充分发挥超声波探测作用, 以提高钢结构焊缝检测的准确性。
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论文作者:聂天磊
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年16期
论文发表时间:2019/11/6
标签：缺陷论文; 回波论文; 钢结构论文; 超声波论文; 质量论文; 海洋工程论文; 类型论文; 《建筑学研究前沿》2019年16期论文;