劉來根

摘 要：鋼結(jié)構(gòu)本身所具備的輕自重、強抗震等優(yōu)勢特性，使其在建筑工程領(lǐng)域當中得到了廣泛應(yīng)用，尤其是在一些體育場館、工業(yè)廠房和各類民用建筑。然而將鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用于建筑施工中，焊接過程的焊縫問題難以避免，相應(yīng)的焊縫缺陷也時常出現(xiàn)，對此開展相關(guān)的研究工作便具有至關(guān)重要的作用與價值，應(yīng)當引起人們的重視與思考。據(jù)此下文中將主要就常見的焊縫類型及其內(nèi)部缺陷展開相關(guān)的分析工作，并基于超聲縫探傷的原理及分類基礎(chǔ)上對超聲波探傷在焊縫缺陷中的檢測展開深入研究。

關(guān)鍵詞：焊縫；超聲波探傷；問題

1 焊縫類型及內(nèi)部缺陷

1.1焊縫類型及剖口型式

在建筑鋼結(jié)構(gòu)體系之中一般包含有兩類情況：即門式剛架與網(wǎng)架空間兩種結(jié)構(gòu)體系，而其中門式剛架的數(shù)量相對更多。一般的焊縫類型通常為對接焊縫與T型焊縫兩類。其中對接焊縫即為將兩母材放置在同一平面，促使其邊緣對其，順著邊緣焊接所產(chǎn)生的焊縫即為對接焊縫；而將兩母材焊接為T字行即為T型焊縫。為了確保焊縫位置的兩母材在焊接后可以完全熔合，在焊接操作前應(yīng)當依據(jù)焊接工藝標準于接頭位置開以適當?shù)钠驴?，其中剛結(jié)構(gòu)焊縫的常見坡口形式一般為薄板、中厚板、厚板、T型連接等。

1.2常見內(nèi)部缺陷

因為在實際的焊接過程當中會受到工藝、外部環(huán)境等相關(guān)內(nèi)、外部等因素的干擾，鋼結(jié)構(gòu)焊縫難免會出現(xiàn)內(nèi)部缺陷情況。一般所較為普遍出現(xiàn)的內(nèi)部缺陷情況主要有：夾渣、氣孔、裂紋、未焊透與未融合等樹種情況。從焊接缺陷的性質(zhì)層面而言，但氣孔、點狀夾渣等均為一般性缺陷問題，其對整體焊接強度的影響不大；而其他積累缺陷情況則較為嚴重，會致使整體焊接強度降低。

2 超聲波探傷原理及分類

超聲波探傷技術(shù)是應(yīng)用了超聲波在通過不同的介質(zhì)后所形成的反射特征。超聲波在經(jīng)由構(gòu)件的檢測表層耦合劑抵達構(gòu)件內(nèi)部后，會于構(gòu)件之中進行傳播，在遭遇焊接缺陷亦或是構(gòu)件底部后便會反射到檢測探頭位置，進而依據(jù)超聲波在顯示屏中的具體位置以及波幅的高度，便能夠計算出超聲波所在的具體位置以及其大小情況。進而依據(jù)波形顯示的差異性，將超聲探傷儀可區(qū)分為A、B、C三種類型，其中A種脈沖反射式探傷儀較為常用。

3 儀器系統(tǒng)調(diào)校前的檢查

3.1儀器雜波

儀器雜波在屏幕上的位置基本固定，檢測時也不隨探頭移動而變化。其主要原因是儀器性能不良，抗干擾能力差，雜波信號未能得到充分抑制。如果超聲波檢測儀開機后，未連接探頭時，在儀器屏幕上已經(jīng)顯示有回波，可適當降低靈敏度，觀察回波是否消失。如果靈敏度降低后，回波仍然存在，則可判斷為儀器雜波或者設(shè)備故障，應(yīng)調(diào)換檢測儀器。

3.2探頭雜波

探頭雜波產(chǎn)生的原因主要有探頭吸收塊的作用降低或失靈、探頭卡子位置裝配不合適、有機玻璃斜楔設(shè)計不合理、探頭磨損過大等。在儀器連接探頭后，如果探頭未與試件接觸，在顯示屏上就出現(xiàn)回波或者是跳動的雜波。如可以排除儀器雜波，則可判斷為探頭雜波或者探頭已經(jīng)損壞，應(yīng)更換探頭。

4 系統(tǒng)調(diào)校與設(shè)置時應(yīng)注意的幾個問題

4.1探頭零點和前沿測量時

由于超聲波聲束具有一定的寬度，為了利用主聲束軸線上的回波，在找底面回波和目標孔反射回波時，一定要用最高回波來判斷。探頭零點和前沿測量時，若使用CSK-IA試塊，探頭放置如圖1所示。應(yīng)確保找到的回波是最高回波，并且是試塊R100圓弧面的回波，應(yīng)注意避開側(cè)面頂點反射波。如果使用的是數(shù)字式超聲儀，測量時可使用儀器上的"自動增益"和"波峰記憶"功能，來幫助判定是否為最高回波。

4.2制作DAC曲線時

4.2.1試塊的選擇應(yīng)注意和待檢部件的材質(zhì)保持一致，聲學性能相近或一致。選擇試塊后，首先應(yīng)檢查試塊表面狀況，有無明顯銹蝕等。若使用CSK-IIIA試塊，尤其要注意1×6反射孔內(nèi)有無銹蝕、堵塞等，否則對DAC曲線的準確度有很大影響。

4.2.2制作DAC曲線時，一般測量3點～5點，應(yīng)注意最小深度的點避開近場區(qū)的影響。最大深度的點滿足探測范圍的要求，一般為2T+10左右，其中T為工件厚度，單位mm。曲線制作完成后，可以選取兩個不同深度的橫孔，分別找到最高回波，比較距離和波幅與制作曲線時是否相同，若二者有一條誤差較大，應(yīng)重新制作曲線。

4.2.3數(shù)字式超聲儀，軟件系統(tǒng)內(nèi)一般預(yù)置有一些探傷標準供選擇，如NB/T 47013、GB/T 11345、DL/T 820等。在DAC曲線制作時，要注意正確選擇探傷標準，否則EL、SL、RL三條線無法正確設(shè)置，探傷靈敏度會相差很大。

4.2.4現(xiàn)在的數(shù)字式超聲儀一般都已經(jīng)預(yù)設(shè)了調(diào)校程序，在操作時要時刻注意顯示屏上的文字提示。探頭移動找最高回波時，要確保閘門套住的是目標范圍內(nèi)的回波。

4.2.5探頭與試塊接觸時，對探頭所施加的壓力，不宜過大，也不宜過小。有文獻指出控制在0.5kgf左右為宜，并且要和實際探傷時所施加的壓力保持一致。

5 現(xiàn)場實際檢測時應(yīng)注意的幾個問題

5.1超聲波探傷的實施，應(yīng)在表面檢查合格后進行。觀察檢測面有無溝槽、焊瘤、油污等，注意焊縫余高對檢測結(jié)果的影響。

5.2在檢測開始前，應(yīng)注意對焊接資料的審查，判定待檢部件的材質(zhì)、板厚、焊縫型式，以及是否有削薄處理、內(nèi)表面是否焊有異物等，這些因素對檢測結(jié)果的判斷和缺陷的識別均有很大的影響。

5.3環(huán)境溫度會影響材料的聲速，從而影響探頭的實測K值、DAC曲線的制作、缺陷的準確定位等。所以實際探傷時的環(huán)境溫度，不能和儀器調(diào)校時的環(huán)境溫度相差太大。否則，應(yīng)在檢測現(xiàn)場重新進行儀器探頭參數(shù)的測量和系統(tǒng)的調(diào)校。

5.4在實際檢測時，耦合劑的選擇應(yīng)和儀器調(diào)校時所用耦合劑保持一致。若不對實際檢測時的聲能損失進行補償，那么缺陷的回波高度必然要小于實際的回波高度，容易在檢測過程中引起漏檢或誤判。

結(jié)論

（1）在超聲波檢測前，應(yīng)進行儀器和探頭性能的檢查，及時排除故障或更換設(shè)備。

（2）在檢測系統(tǒng)調(diào)校時，應(yīng)注意進行正確的選擇和設(shè)置，尤其是現(xiàn)在常用的數(shù)字式超聲儀，應(yīng)注意儀器屏幕上的各種提示信息。

（3）在實際檢測時，要重視資料的審查和檢測條件的準備，同時注意現(xiàn)場環(huán)境和室內(nèi)環(huán)境的差別，必要時重新進行系統(tǒng)調(diào)校和設(shè)置。

參考文獻

[1]張春陽.超聲波探傷在建筑鋼結(jié)構(gòu)檢測中的應(yīng)用淺議[J].河南建材，2017（04）：296-297.

[2]林強.鋼結(jié)構(gòu)焊縫無損探傷質(zhì)量檢測技術(shù)研究[J].江西建材，2017（08）：260-261.

（作者單位：江蘇省建筑工程質(zhì)量檢測中心有限公司）