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摘要:由于钢结构的使用条件的影响，焊接技术是在焊缝工作中不可缺少的加工工艺之一，同时也是保持建筑钢结构强度和保证使用寿命的重要手段，钢结构的焊接质量的好坏直接影响着钢结构的安全性。在焊接过程当中不可避免的会出现局部缺陷，其中焊接焊缝处如果出现缺陷则对钢结构的影响最大。
关键词:钢结构;焊缝缺陷;预防措施
【引言】在钢结构的检测过程当中，对焊缝的检验是极为重要的环节，为此本文将钢结构检测过程中焊缝的缺陷进行概括和分析，并总结检验方法。
一、钢结构中常见焊缝缺陷
焊缝的缺陷有多种，其中最为常见且影响最为严重的有:
1.1夹渣
夹渣是由于杂质或固体残留物等存在于金属熔液当中，凝固时残留在焊缝处而产生的，这是一种能够降低焊接接头的致密性且能够降低金属强度的缺陷。
1.2焊接裂纹
裂纹是对钢结构影响最大的位置，在钢结构正常使用的过程中，是不能出现任何的裂纹的，在焊接的过程中，容易出现热裂纹和冷裂纹两种形式，热裂纹的产生是由于在温度比较高的区域钢结构发生的降温的情况，冷裂纹的产生是由于钢结构在焊接的过程中出现了熔合线。
二、提高钢结构焊缝质量的方法
2.1运用检测的方法提高钢结构焊缝的质量
无损检验的主要方法有超声检验、磁粉检验、渗透检验、涡流检验和射线检验等。其中最常见且使用最为广泛的是超声检验,其主要用于探知试件的内部缺陷，根据反射波的强弱和传播时间来判断试件内部缺陷的大小及大概位置。磁粉检验主要是用于肉眼很难看出的尺寸较小的缺陷，依据铁磁性材料和被磁化的工件之间是否产生漏磁场来判断是否存在不连续性。但各类检验方法在具有明显优点的同时，也具有局限性，在应用过程中应该更根据被检测对象的实际情况和特点进行选用，必要时应该多用几种检测手段。在焊缝中，不同性质缺陷的危害程度不同，其中焊接裂纹所产生的危害最为巨大，因此对于焊缝的检验而言其对缺陷的准确判定十分重要。在实际检测过程当中，常根据工作经验并结合具体工件的加工工艺、缺陷特征、微观形貌等来具体分析，有时还需要借助破坏性试验进行准确判定。
2.2钢结构焊缝及其附近微裂纹检测具体的检验步骤
首先要对钢结构的焊缝进行肉眼普查，并用10倍以上放大镜进行查看，标记出可能存在缺陷的位置。下一步使用超声波探伤仪进行进一步确认，裂纹确实存在后进行拍片复查。钢结构接管角的超声波检测技术及相应设备。在制造钢结构的过程中，往往会涉及到接管与外壳的焊接。随之产生的角焊缝状态成为了判断钢结构稳定性的一项指标。然其复杂的结构使之成为检测过程中的重点与难点。相比于纵环缝，更容易产生未焊透条状夹渣等缺陷;钢结构开口处应力集中，其峰值通常为基本应力的数倍;工作过程中所受的热疲劳和损伤较其他焊接部位严重。
三、超声波检测的一般步骤
3.1利用横波对接管角外壁(变曲率面)进行检测
从整体上看是一个变曲率面。探头分别沿钢结构轴线，圆周面进行扫查，这两个过程可以类比于平板焊缝、钢结构纵缝的检测。过渡区则比较复杂，我们需要界定属于平面还是曲面。相应地，各个国家有不同的标准。根据我国的标准，若钢结构长度≤W2/4，则为大曲率检测区域;若D/2>W2/4，则为中等曲率检测区，若声程修正系数μ≤1.0时，则近似为平板检测区。下面分别对前两种区域的检测进行分析。
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（1）大曲率检测
利用 CDK-1型或1B型试块调整仪器扫波线，进行探头磨弧，随后测量折射角与入射点。然后用作图法或曲线图法对大曲率面内可能存在的缺陷进行定位检测。
（2）中等曲率检测
可以采用平板焊缝检测的方法。但对于位于较厚焊缝深处的缺陷，依然需要用大曲率检测的步骤(用试块调整探测仪)，或是在修正缺陷位置，按反射体深度h校准扫波线的的条件下，沿用平板焊缝检测的方法。
3.2内径管内检测
由于内径较小，无法进行人工检测。对此有关研究人员研制出了相应的检测设备。下面对该设备的一些工作过程进行介绍。
(1)探头的扫描过程由PC1500型计算机控制，内部程序包含了所检测钢结构以及接管角部位的尺寸参数，并设有探究精确度的指标，从而完成了全面，精确的探测任务。
(2)用三爪卡盘对扫查器进行定心加紧，克服了粗糙、曲率与圆度误差大内壁环境劣势。
(3)使用小直径晶片的高频镜头，满足小焦点长焦距声场的要求。
(4)回波的评定和灵敏度的确定，据GB11345-89中直探头检验等级及灵敏度，采用绝对灵敏度法设置采集的门槛值。
(5)缺陷评定，利用该设备，可以通过两种渠道来评定钢结构的缺陷情况。一方面可以观察荧光屏上显示的检测图像;另一方面可以根据上述的三幅图进行判断。
四、分析过程和解决方案
（1）初选的典型缺陷波的部位，采用气切割的方法进行取样，试样表面的淬硬层采用特定机械加工方法去除，机械加工后需要将处理面磨平、抛光。由超声检测定出缺陷位置之后，通过显微镜对经过磨抛处理的缺陷进行观察，发现可能存在的杂质、尖端，并呈现裂纹形貌。之后通过扫描电子显微镜对缺陷进行进一步的放大观察，确定缺陷部位的元素含量，并根据材料的实际情况进行分析。
（2）对于平面型缺陷而言，超声检测在不同方向上检测到的缺陷回波高度有显著差异。当缺陷分布出现异常时必须采用其他方法再次进行缺陷确认以避免漏检。而通过电子扫描显微镜可知，超声检验能够发现及细小的裂纹。同时对于厚焊缝的超声检验，需要使用直探头进行检测。坡口边缘仔细清理，选择适宜的焊接电流和速度，而对于裂纹的处理主要是打磨和补焊。
【结束语】钢结构焊缝的缺陷的形成主要是在焊接过程当中发生，所以需要在生产过程党和政府严格按照相关规范和标准进行生产。并且由于钢结构的使用条件和环境的原因，钢结构应当在使用一定时间后进行安全检查，及时发现缺陷并修补。愈来愈多的技术人员与科学家利用超声波技术对钢结构接管角的焊缝进行系统全面的检测，得到了大量的实验数据，总结出了相关的规律,能够在一定程度上提高钢结构焊缝的质量,为确立标准的探测方案奠定了较好的理论基础。
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论文作者:陈利刚
论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/29
标签：钢结构论文; 缺陷论文; 裂纹论文; 曲率论文; 股份有限公司论文; 过程中论文; 超声论文; 《防护工程》2019年第4期论文;