摘要：现阶段，我国的工业技术取得了突破性的成就，钢结构大量应用在我国的工业中，我国的钢结构焊接技术虽然应用广泛，但是在焊接过程中仍然存在很多的问题，需要进一步解决。超声波探伤技术作为检测钢结构焊接质量的重要手段，人们应该给予充分的重视。本文作者结合自己的工作经验并加以反思，对超声波探伤技术在钢结构无损探伤中的应用进行了深入的探讨，具有重要的现实意义。
关键词：超声波探伤焊接应用
超声波探伤的基本原理是利用反射原理来对零部件中出现的缺缺陷进行相关的检测一种高效实用的探伤零部件的方法。当超声波束透入金属材料后，在一截面进入另一截面时遇到缺陷、零件底面便会发生反射波，并且反射波能够通过荧光屏上的脉冲波形显示出来，工作人员通过查看荧光屏上形成脉冲波形，判断缺陷位置和大小，形成工件的评定，包括几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征等方面，最后对工件的应用性能做出综合性和应用性的评价。超声波检测方法很多，按技术特点可分为A型脉冲反射法、衍射时差法（TOFD）、超声导波法和相控阵超声检测法（PAUT）等。其中A型脉冲反射法按波形可分为纵波法、横波法、表面波法、爬波法等。
1关于超声波探伤技术
超声波探伤技术的原理主要由以下几个方面：（1）首先声源产生超声波，并且利用超声波来进入工件；（2）超声波进入工件中后，能够和工件材料和工件存在的缺陷进行相互作用，并且工件材料和工件存在的缺陷能够影响超声波的传播方向或特征；（3）当这种传播方向或特征的改变被相应的设备接收并且检测之后，对存在的问题进行研究和计算；（4）根据评估后的结果，最后断定工件本身是否存在缺陷，并且对缺陷的程度和缺陷的特征做出相应的评估。
2关于焊接中的常见问题
对于钢结构工件，在加工的过程中经常会遇到由于外形的尺寸大、形状多种多样，焊接时存在位置不对称和焊缝较多的现象，因此在实际的工件加工过程中，常出现多种焊接问题，影响产品的质量，常见的焊接问题有裂纹，气孔，未焊透，未熔合等问题。实际工程中钢结构工件实例在焊接过程中出现的问题，主要有以下几个方面，下面进行深入分析。
2.1裂纹现象的发生
对于裂纹的分类，按照温度的原因分可分为热裂纹和冷裂纹两种。热裂纹是由于高温产生的，也叫做高温裂纹或结晶裂纹。这种裂纹在焊缝内部容易产生，但是在热影响区也会经常出现。对于热裂纹主要有纵向裂纹、横向裂纹、根部裂纹弧坑裂纹和热影响区裂纹这几种表现形式。对于这种裂纹产生的主要的原因是：焊接熔池在结晶时，低熔点共晶和杂质在结晶过程中以液态间层形式存在，出现了偏析现象。这样会导致材料在凝固以后强度达不到规定的要求，一旦焊接应力超过材料的承受范围，就会导致液态间层或刚凝固不久的固态金属形成热裂纹。还有一种情况导致热裂纹产生，就是母材的晶界上存在有低熔点共晶和杂质，一旦出现焊接应力超过材料的承受范围，也会导致金属材料被拉开出现裂纹。综合以上两种热裂纹产生的原因，我们可以看出，它是由冶金因素和力学因素两个方面决定的。对于冷裂纹，主要是由于焊缝在冷却过程中温度降到马氏体转变温度范围内（300—200℃以下）导致的，这种裂纹能够在焊接后马上出现，也有的裂纹是在焊接之后的很长一段时间之后出现的，对于这种裂纹，又可以称作延迟裂纹。对于冷裂纹形成的原因，主要有三个方面：焊接接头形成淬硬组织；扩散氢的存在和浓集；存在着较大的焊接拉伸应力。
2.2气孔的产生
在焊接过程中，存在气孔是一个非常常见的焊接缺陷。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆气孔缺陷在一般非压力容器构件不认为是一个很关键的缺陷，因此，这种缺陷经常被人们忽视，但是实际上气孔会直接导致焊接接头的机械性能下降，一单应力集中，就会减少焊缝有效工作截面，使得接头的机械强度降低，有甚者还会导致工件的脆弱性破坏，使得产品的整体性能下降。要是出现穿透性或连续性气孔，还会导致焊件的密封性严重降低。但是，在实际的钢制结构的焊接中，要想保证焊接过程在几米或十几米乃至更长的焊缝上仍然不出现气孔，难度是非常大的。在现在的技术水平和条件下，一般是通过应用采性气体，来实现对焊缝的保护，同时在焊接过程中，要使得焊接过程一次焊透，或采用带背面止口的接头形式，这样做能够有效防止气孔的产生。焊缝内部由于熔池上方和熔池底部极易卷入空气，是气泡形成的主要区域。具体分析，是因为在钢结构焊接过程中，在焊接表面会形成大量的氧化膜及污垢，如果在焊接之前没有清理干净，就会出现焊缝金属在高温时，受到了焊接环境中的气体（如O2、H2、N2）或由于溶池内部冶金反应产生的气体（如CO）的影响，会导致溶池冷却凝固后不能够及时的排出，最后形成焊缝内部和表面的气孔。
2.3未焊透与未熔合
未焊透是指焊接过程中接头根部没有能够完全熔透的现象，未熔合是指焊件与焊缝金属或焊缝层间有局部未熔透。这两种情况会给焊接的工件造成极大的影响，导致工件出现严重的缺陷，甚至出现焊缝的间断、突变的现象发生，一旦焊缝强度增大，会直接导致裂纹现象的发生。因此，在焊接过程中，要高度重视未焊透、未熔合的情况。对于未焊透、未熔合的情况，主要是由于焊件装配间隙或坡口角度太小、钝边太厚、焊条直径太大、电流过小、速度太快及电弧过长等几个方面导致的，一旦在焊接过程中，在焊接表面会形成大量的氧化膜及污垢流入到了熔渣，会导致边缘不熔合的现象发生。为了防止这种情况的出现，在焊接过程中要合理的选择坡口尺寸，并且调整好焊接电流和速度，要对焊接表面形成大量的氧化膜及污垢做好及时的清理，保证彻底焊透封底焊清根，同时注意坡口两侧的熔合情况。
3超声波探伤技术在钢材料焊接中的应用
3.1应用原理和关系
超声波探伤技术在钢材料焊接中的应用，主要分为两种：穿透法探伤和反射法探伤。对于穿透法探伤，要应用两个探头来对超声波进行收发工作。在应用时，需要将两个探头放在工件的两端，让超声波穿透工件，并且根据能量的变化反映出工件内部质量状况。发送超声波的探头产生高频脉冲激励信号，超声波向工件内部进行传播，一旦出现损坏，就会有回波的产生，同时，发射波也会以底波的形式被反射回来。将发射波、缺陷波、底波和扫描基线的位置的位置进行比较，就能够判断出缺陷产生的位置。
3.2应用过程
（1）遵守图纸对焊接质量的技术要求。按照GB50205－2001《钢结构工程施工质量验收规范》中规定，对不同质量等级的工件做不同形式的超声波探伤工作。（2）对探测面做好修整。及时的清理飞溅物、氧化皮、凹坑等，保证光洁度一般低于▽4。（3）在选取耦合剂时，要兼顾到粘度、流动性、附着力等方面的内容，同时要保证材料的经济性。目前，浆糊作为耦合剂的情况较为普遍。（4）采用单面双侧对母材厚度进行探测。（5）采用水平定位法来调节仪器的扫描速度。（6）探伤过程中要保证粗探伤和精探伤相互结合，发现工件的不同的缺陷并且对缺陷的性质做好记录。（7）记录探测结果，做好评定分析内部缺陷的相关工作。
4结语
在本文中，笔者首先对超声波探伤技术做了相关的介绍，随后分析了焊接中的常见问题，包括裂纹现象的发生、气孔的产生以及未焊透与未熔合，最后对超声波探伤技术在钢材料焊接中的应用做了深入的分析，希望本文的内容对于超声波探伤技术在钢材料焊接中的应用相关工作的展开有所帮助。
参考文献：
［1］于建军．焊缝的超声波检测技术研究［D］．新疆农业大学，2005（05）．
［2］唐国忠．超声波无损探伤检测钢结构焊接质量分析田［J］．机械工程师，2013（07）：234－235．
论文作者:石海军
论文发表刊物:《基层建设》2017年第22期
论文发表时间:2017/11/13
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