唐浩
广州市建设工程质量安全检测中心
摘要：随着当前我国城市化进程的稳步推进，各种高层建筑拔地而起，建筑结构形式已经不仅仅只是再局限于钢筋混凝土这一种。钢结构作为一种新型化的建筑结构形式，有着十分显著的结构特性。钢构材料有着高强度的特性，可以有效承受较大的载负荷，且抗震性能优异，进行制作安装时也有着十分典型的高效化优势，将之应用于高层建筑的施工建设过程中优势价值将会体现的更加显著。但同时也应认识到要确保整体建筑结构能够达到较高的安全性，就必须针对钢结构的焊缝质量加强安全检测，本文将重点就钢结构工程的焊缝无损检测技术展开相关的研究工作。
关键词：钢结构工程；焊缝；无损检测技术
引言
伴随着国民经济的迅速发展，我国钢结构产业成为国民经济中的一匹黑马。焊接作为一种钢构连接的基本加工工艺方法，广泛地应用各种钢结构件中。在当代钢结构建筑业中具有十分重要的地位。焊缝质量检验是焊接质量控制的重要内容，焊缝缺陷检测又是焊接检验的主要内容。受焊接过程中各种参数稳定性的影响，焊缝有时会出现裂纹、气孔、夹渣、未熔合和未焊透等缺陷。为了保证焊接构件的质量，对焊缝缺陷进行检测、评价是很重要的，除了目测焊缝表面缺陷和成形缺陷外，通常用无损检测查找焊缝的内部缺陷。
一、无损检测技术概述
无损检测的发展经历了无损探伤、无损检测、无损评价这3个发展阶段。无损探伤即为对缺陷的探查与发现；无损检测则是在无损探伤的基础上进一步确定缺陷位置、性质、大小及状态；无损评价的内涵更为广泛，其要求对被检对象要掌握以更加全面、准确的综合性信息，以评估被检对象的运行状况与寿命。无损检测即为在对被检测对象的应用性不会造成影响的基础上，应用超声、红外、射线、电磁等技术手段与设备来对其进行物理、化学参数，以及缺陷检测、无损检测是开展工业生产所必须要应用到的一项工具手段。针对钢结构工程焊缝实施无损伤检测，可将钢结构在焊接过程中所存在着的各项缺陷问题及时找出，是保障钢结构工程安全性的一项关键措施。
在目前的钢结构工程无损伤施工领域中，超声波探伤是最常用到的一种技术手段，其主要是通过超声波来对材料内的缺陷进行探测。据有关物理试验研究表明，超声波在同种类型的均匀介质内，会以直线形式并按照完全相同的速度进行传播，超声波则是由单种类型介质向另外一类介质进行传播，由此便会形成折射或反射现象。超声波探伤便是基于此项理论基础，来把超声仪器探头所产生出的高频率超声波发射箱被检测对象，再通过超声波仪器接收经过反射或折射回来的超声波，同时将其显示于屏幕之上，并通过专业人员开展分析、判断，以确定出缺陷类型及程度。
二、焊缝连接存在的问题
2.1受焊接时的高温影响，焊缝附近的主体金属中存在所谓“热影响区”，这个区的宽度随焊接速度和焊接所用电流强度的不同而有所变化，大致为5～6mm。热影响区内随着各部分温度的不同，其金相组织及性能也发生变化，有些部分的晶粒变粗。硬度加大而塑性与韧性降低，易导致材质变脆。
2.2受焊接工艺及人员技术能力等因素的影响，焊缝易存在各种缺陷，如发生裂纹、边缘未熔合、根部未焊透、咬肉、焊瘤、夹渣和气孔等。
三、钢结构焊缝超声波无损检测技术研究
3.1 检测扫描影响因素
3.1.1 仪器因素
检测扫描仪器方面的影响因素主要是会受到自身水平线的干扰，这同时也会对目前的缺陷定位产生直接性的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆若仪器本身的水平线性难以满足于测量要求，则缺陷与定位误差便会出现严重干扰，从而将会导致定位失误乃至于是测量失效现象的发生。另外，仪器本身的水平刻度精度也可能会产生一定的干扰现象，在开展测量作业时，基线比例通常是按照所对应的仪器示波屏上层水平刻度值来实施调控的。也可理解为一旦仪器本身的水平刻度产生严重偏差现象，则缺陷定位误差便会产生出十分明显的扩大趋势，由此也便会使得测量结果受到严重影响。
3.1.2 探头因素
（1）最常见到的便是声速偏离状况，不论是在垂直入社亦或是倾斜入社检测构建时，均需假定目前的波束轴线与在探头晶片构建下所形成几何中心均会呈现出重合趋势，然而真实情况却是此两者的重合难度极大。若真实的声束轴线与探头几何中心轴线存在着较大的偏离角时，则对于缺陷定位所产生出的精度便会表现出明显的下降态势。
（2）探头双峰现象也较为常见，通常而言，单个探头所发射出的超声波声场仅会产生出单个核心声束，在远场区轴线上所出现的声压级别最高，然而若是探头本身存在着一定的质量缺陷问题，亦或是因遭受外力影响而受损，则在开展声波探测之时便会产生出两个主声束。一旦检测出缺陷问题，则很难判断出究竟是哪一声束出现了缺陷，相应的也便无法对缺陷位置做出准确定位。
3.2 缺陷定位
在开展钢结构焊缝超声检测之时需先对缺陷位置予以定位确定。通常在进行超声检测定位之时大都是采用的水平调整方法来对被检测目标区域的扫描速度实施调控处理，在具体检测之时需在荧光屏上将缺陷位置与1、2、3次返回超声波所对应的位置进行比对分析，利用此种方式便可基本将缺陷所处区域大致确定出来，即可确定焊缝是位于上端、终端还是下端。若缺陷位置所返回的超声波位于目前的二次波位置附近，则该缺陷现象即为表面缺陷；而若是缺陷信号存在于1、2次返回超声波的中间区域，亦或是2、3次返回超声波的中间区域，则该问题便是位于整体焊缝的中部区域；若整体缺陷信号处在1次返回超声波亦或是3次返回超声波处，则该缺陷情况即处在近端底层区域。若表明目前经由超声检测后发现缺陷信号恰好处在1次返回超声波亦或是3次返回超声波附近，则可基本确定出此类缺陷问题即为底端缺陷现象。另外，对于目前的焊接超声波反射干扰现象也应予以重点关注。
3.3 缺陷波形识别
3.3.1 气孔缺陷
独立气孔回波高度相对较低，整体波形会有十分显著的稳定变化趋势，不论是由何种方向上实施探测，整体反射波高程基本一致。然而检测人员只要稍不注意将探头移动一小段距离，则反射波便会消失。在滩头实施定点转动之时，便可观察到明显的波高变化现象。
3.3.2 夹渣缺陷
点状夹渣回波信号与点状气孔有着极高的相似性，然而条状夹渣回拨信号通常都会表现为锯齿状，此类缺陷最为突出的一项缺点即为反射率偏低，波幅也相对较低，其波形类似于树枝状。若探测方向出现不同点情况，则反射波幅亦或产生不同结果。
3.3.3 未熔合缺陷
在探头平移的过程中，波形相对较为稳固。在开展两侧探测之时，反射波幅便会形成一种差异化的构件刑事，有时仅可在单个侧面开展探测工作。
结束语
总而言之，在当前的无损检测技术领域内，可供选择的技术类型多种多样，其中超声波无损检测技术是其中应用最为普遍的一种。但需引起注意的是，在实际应用的过程当中超声波无损检测技术所需采取的人为操作环节较多，因而，在检测缺陷定性与定量结构评定方面均会受制于人为主观因素影响，尤其是会受到个人探测技术熟练性与专业知识水平的影响。目前超声波探伤检测技术的精度水平还有待进一步提升，这也应是广大技术人员所必须予以重点解决的一项挑战难题。
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论文作者:唐浩
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年1期
论文发表时间:2019/5/6
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