邱升鵬

（健研檢測集團有限公司 福建三明 365000）

概況

鋼結構具有強度高、自重輕、抗震性能好、施工速度快、地基基礎費用省、結構占用面積少、工業(yè)化程度高等一系列優(yōu)點，與混凝土結構相比，更有利于建筑產業(yè)化的發(fā)展。

在建筑鋼結構體系中，常用形式主要有兩種：門式剛架體系和網架空間結構體系，其中又以門式剛架體系居多。無論是哪種結構體系，都不可避免地會用到焊接工藝。由于受到焊接工藝、環(huán)境條件、操作人員技術水平等多種因素的影響，焊接接頭不可避免地會產生缺欠。

1 建筑鋼結構焊接缺欠與焊接缺陷的區(qū)別

焊接缺欠的英文翻譯是：weld imperfection，解釋為：any deviation from the ideal weld，意思是與理想焊縫的偏差；而焊接缺陷的英文翻譯是：weld defect，解釋為：unacceptable weld imperfection，意思是不可接受的焊接缺欠。因此缺欠是絕對的，它表明焊接接頭中客觀存在某種間斷或非完整性。而焊接缺陷是相對的，同一類型、同一尺寸的缺欠，若出現在制造要求高的產品中，可能被認為是焊接缺陷，必須返修；出現在制造要求低的產品中，可能認為是可接受的、合格的焊接缺欠，不需要返修。因此，判斷焊接缺欠是不是焊接缺陷的主要依據是所采用的標準對焊接缺欠進行的評定。

2 建筑鋼結構焊接缺陷的危害

焊接質量受到焊接材料、焊接工藝、操作環(huán)境以及操作者技藝水平等諸多因素的影響，因此所造成的缺陷種類繁多。從建筑鋼結構焊接檢測的角度可以劃分為表面缺陷和內部缺陷。

表面缺陷是指從焊縫表面用肉眼即可發(fā)現的缺陷。常見的表面缺陷有咬邊、焊瘤、燒穿、弧坑、凹陷及表面氣孔、表面裂紋、根部未焊透等；內部缺陷是指位于焊縫內部，無法用肉眼看到，需借用特別的儀器或手段才能發(fā)現。常見的內部缺陷主要包括氣孔、夾渣、裂紋、未焊透等。

無論表面缺陷還是內部缺陷，都會減小金屬的有效截面面積，導致金屬強度降低，產生應力集中，甚至產生裂紋，危害極大，應嚴格控制缺陷的產生。大多數人可能會認為內部缺陷要比外部缺陷危害更大，更容易使金屬強度降低，因此在對焊接接頭的檢查上主要關注內部質量，容易忽視表面缺陷。試驗表明，將含當量相同的分別位于表面與內部的氣孔缺陷的焊接試件進行拉伸試驗，其抗拉強度均能達到母材強度，但斷口位置不同，含表面氣孔的試件斷口在焊縫上（氣孔處），含內部氣孔的試件斷口在母材熱影響區(qū)。雖然兩種缺陷對試件的抗拉強度影響不大，但從斷口位置來看，其影響是不同的。一般情況下，封閉型的缺欠如氣孔、夾渣等處在焊縫表面時比在內部時對結構影響要大。因此在實際檢測工作中，不僅要注重內部缺欠檢測，表面缺欠也是不能忽略的。

3 建筑鋼結構焊接缺陷的檢測方法

在產品焊接過程中及焊接完成后，且交付使用前，需按照相關的標準對焊接接頭進行質量檢查，可通過破損和無損兩種方式來進行。這里主要介紹無損探傷檢測方法。

無損探傷是在不損壞工件或原材料工作狀態(tài)的前提下，對被檢驗部位的表面和內部質量進行檢查的一種測試手段。常用焊縫無損檢測方法有 PT（滲透檢測）、MT（磁粉檢測）、RT（射線檢測）、UT（超聲波檢測），各種檢測方法的工作原理及優(yōu)缺點見表1。

由表1可以看出，無論采用哪種方法來檢測焊接接頭，都有各自的優(yōu)點和局限性，單純地使用一種方法所得到的結果無法完全準確地描述或評價某個工件或某條焊縫的焊接質量。理想的辦法是利用上述幾種方法所得到的結果來進行綜合評定，只有這樣才能盡量全面地還原缺陷的真實狀況。然而這樣既無效率，也不經濟，大可不必。在實際檢測工作中，可先用肉眼檢查其表面質量，對有疑問的部位可使用滲透或磁粉探傷方法檢測其表面質量。待表面質量合格后，再使用超聲波或射線探傷方法檢測其焊縫內部質量。因此，現行國家標準《鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范》（GB50205）中規(guī)定：設計要求全焊透的一、二級焊縫應采用超聲波探傷進行內部缺陷的檢驗，超聲波探傷不能對缺陷作出判斷時，采用射線探傷。經過上述的層層檢查，接頭焊接質量基本可以得到有效保障。

表1 四種常用無損探傷檢測方法

4 超聲波探傷檢測在建筑鋼結構中的應用

由于超聲波探傷具有檢測厚度大、靈敏度高、速度快，且設備輕便、操作方便、適宜野外作業(yè)和高空作業(yè)等優(yōu)點，因此被廣泛應用于建筑鋼結構焊縫內部質量的檢測。

4.1 檢測依據

在建筑鋼結構中，有關超聲波檢測的現行國家標準主要有：《焊縫無損檢測超聲檢測技術、檢測等級和評定》（GB/T11345-2013）、《鋼結構超聲波探傷及質量分級法》（JG/T203-2007），以及焊縫缺陷評定標準《焊縫無損檢測超聲檢測驗收等級》（GB/T29712-2013）。

4.2 檢測前的基本要求

探傷前需要對待檢測構件有基本的了解，包括構件形狀、尺寸、母材類型、焊接工藝參數、表面狀態(tài)及現場環(huán)境等，因為這些直接影響到探頭、DAC曲線及其他參數的選擇，同時還需確定檢測范圍、顯示評定方法、檢測等級、驗收等級以及缺陷處理措施等。

4.3 人員和設備要求

（1）實施檢測的人員需取得超聲檢測相應門類的資格等級證書，經過專業(yè)培訓和操作授權，有足夠的超聲檢測經驗，并具備一定的材料和焊接知識。

（2）檢測設備包括超聲檢測儀、探頭及試塊。超聲檢測儀各項參數及性能應符合《A型脈沖反射式超聲波探傷儀通用技術條件》（JB/T10061-1999）或等效標準的要求。探頭應符合相應標準的要求。試塊應符合《無損檢測超聲檢測用試塊》（GB/T23905-2009）的要求，檢測前，應用試塊對超聲檢測儀進行校準，校準結果應符合使用要求。

4.4 檢測步驟

雖然超聲波探傷方法具有靈敏度高、速度快的優(yōu)點，但也容易產生漏檢的情況，因此需要經過一些特定的檢測步驟。一般來講，對同一條焊縫的探傷需要經過初探、精探和復探三個過程，以保證探傷能覆蓋所有檢測區(qū)域的同時，又具有一定的高效性。

4.4.1 初探

將已調好的超聲探傷儀，采用鋸齒形、平行及斜平行的方法快速掃查焊縫及熱影響區(qū)的同時，密切觀察示波屏上的回波信息，在發(fā)現疑似缺陷波的部位做好標記。這個過程的特點是掃查速度較快。

4.4.2 精探

掃查方法與初探時一樣，只是速度相對放慢。重點對初探時發(fā)現的疑似缺陷部位進行精確探測，找出缺陷最大回波位置，根據示波屏上顯示的聲程、水平距離及深度等信息對該缺陷進行準確定位，測出其顯示長度，做好詳細記錄，對需要返修的位置做好標記。

4.4.3 復探

掃查方法與初探、精探時相同，但速度可以稍快，目的是對前面兩次的探測結果進行檢查，避免漏檢。

4.5 缺陷評定及驗收

評定一條焊縫或者缺欠是否合格，取決于所采用的標準。原國家標準GB/T11345-1989中以φ3mm橫孔作為基準，對焊縫的驗收評定分為三區(qū)：Ⅰ區(qū)為非危險性缺陷，可不做評定；Ⅱ區(qū)缺陷按指示長度評定；Ⅲ區(qū)為需返修缺陷。而GB/T11345-2013中橫孔、平底孔、矩形槽等均可作為基準靈敏度，且不包含評定等級的詳細內容的，需要引用新標準《焊縫無損檢測超聲檢測驗收等級》（GB/T29712-2013），該新標準中對缺欠的判定由鋼板厚度、缺欠長度及該缺欠回波波高共同確定，并且缺欠的記錄等級、驗收等級隨著缺欠的長度不同而不同，這樣既避免了對不同構件重要性的“一刀切”，同時也更加接合了國際標準。

5 總結

無論采用哪種檢測方法，無論采取哪個標準，都不能忽視缺欠對工件質量的影響。百年大計，質量第一，沒有質量就沒有安全。如今，鋼結構已被廣泛應用，國家更是大力推進裝配式結構，鋼結構工程或許將如雨后春筍般出現在各類大中小型項目中。作為檢測人員應足夠重視，嚴把質量關，做到不放過缺陷，不遺漏缺欠，對返修后焊縫做到百分百探傷，確保完全消除超標缺陷；對無需返修的缺陷，應做好相應記錄。