薛留軍 王九方 唐旭東 劉國棟

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為了證實鋼結(jié)構(gòu)焊縫是否滿足規(guī)范要求，需要對成型后的焊接結(jié)構(gòu)采取必要的檢測流程，無損檢測技術(shù)作為新型的檢測技術(shù)，已得到業(yè)內(nèi)專業(yè)人士的普遍認(rèn)可。

1 無損檢測技術(shù)內(nèi)涵

無損檢測技術(shù)，即在保證不對被檢測對象造成任何損傷的情況下，利用對象材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生異?；蛘呷毕莸葐栴}后，對聲、光、熱以及電磁等發(fā)生反應(yīng)的變化，來檢測對象表面或者內(nèi)部的問題，同時，對缺陷的類型、性質(zhì)、數(shù)量、形狀、位置、以及變化體征做出準(zhǔn)確判斷和客觀評價。保證各類產(chǎn)品質(zhì)量、確保產(chǎn)品使用安全、改進(jìn)制造工藝、降低生產(chǎn)成本是無損檢測技術(shù)的主要目的。鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題的地方主要集中在焊接環(huán)節(jié)上，焊接質(zhì)量直接影響著建筑工程的整體質(zhì)量和安全性。地震、鋼結(jié)構(gòu)的豎向支撐失去平衡等，都是威脅鋼結(jié)構(gòu)安全性的主要原因。利用無損檢測技術(shù)對鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測，能夠及時確認(rèn)檢測結(jié)果，采取補救措施，以保證工程建筑的安全性[1]。

2 鋼結(jié)構(gòu)常見焊縫缺陷及產(chǎn)生的原因

在鋼結(jié)構(gòu)施工中，焊接是最主要的連接方式，焊接的質(zhì)量直接決定著鋼結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量。在焊接的過程中經(jīng)常會出現(xiàn)裂紋、孔穴、未融合、未焊透等問題，必須要針對這些問題進(jìn)行深入的分析。

裂紋包括熱裂紋和冷裂紋。產(chǎn)生熱裂紋的原因是由于母材自身的抗生性能不夠、焊接材料質(zhì)量不高、焊接工藝參數(shù)選擇不合理等問題。冷裂紋產(chǎn)生的原因是焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、焊縫處理不恰當(dāng)、焊前未預(yù)熱、焊后冷卻快等情況，最主要的補救辦法就是對裂紋兩端鉆止裂孔或者鏟除裂紋處焊縫金屬進(jìn)行補焊。

未融合、未焊透，主要的產(chǎn)生原因是焊接電流過小、焊接速度快、坡口角度間隙不足、操作要領(lǐng)不當(dāng)。對于未融合的缺陷處理，應(yīng)該是鏟除未融合處焊縫金屬后補焊。對于未焊透的處理則是對開敞性好的結(jié)構(gòu)的單面未焊透，能夠在焊縫背面直接補焊。如果不能夠直接補焊的則應(yīng)該去除被焊透的焊縫金屬重新補焊。

孔穴包括氣孔和孔坑縮孔兩種。氣孔產(chǎn)生的主要原因是焊條藥皮損壞嚴(yán)重、焊條與焊劑沒有經(jīng)過烘烤、母材含有油漬或者氧化物、焊接速度過快，能夠通過鏟去氣孔處的焊縫金屬進(jìn)行補焊。產(chǎn)生孔坑縮孔的主要原因是焊接電流太大且焊接速度太快、熄弧太快、未反復(fù)向熄弧處補充填充金屬等，其處理方法是在弧坑處補焊[2]。

3 鋼結(jié)構(gòu)焊縫缺陷無損檢測技術(shù)應(yīng)用

3.1 超聲波無損檢測

引發(fā)附件出現(xiàn)氣孔缺陷的主要原因有三個方面。第一，工作人員使用未能充分烘干的焊接材料，且在焊接時出現(xiàn)藥皮脫落、焊芯銹蝕等情況。出現(xiàn)上述情況時，多數(shù)是由于工作人員未能精準(zhǔn)控制焊接電流，導(dǎo)致電弧增長。第二，使用波動變化較大的電壓。第三，使用氣體對焊接過程進(jìn)行保護(hù)時，保護(hù)氣體純度較低。

為避免附件焊接時出現(xiàn)氣孔缺陷，工作人員應(yīng)實施以下預(yù)防措施。第一，使用未銹蝕且未出現(xiàn)藥皮開裂或者剝落情況的焊條。若使用生銹的焊條，需要工作人員對焊條充分除銹。第二，工作人員應(yīng)充分烘干使用的焊條，并嚴(yán)格清理焊條的兩側(cè)以及坡口等位置后才能進(jìn)行焊接操作。第三，工作人員應(yīng)嚴(yán)格控制焊接時使用的電流、電壓，并保證焊接的速度符合焊接標(biāo)準(zhǔn)。

檢測未焊透位置時，產(chǎn)生的反射波幅較為穩(wěn)定。若信號的反射率高，會增大波形的浮動。附件在焊接時一旦出現(xiàn)未焊透缺陷，會成為附件出現(xiàn)損壞問題的突破口，進(jìn)而造成附件的整體性遭到破壞。附件在焊接時由于坡口位置預(yù)留的空間較小，且工作人員未能控制焊接速度和使用的電流，將導(dǎo)致焊接位置出現(xiàn)未焊透缺陷。工作人員應(yīng)增加坡口的預(yù)留空間，選擇適合焊接的坡口角度，同時充分焊接存在的間隙。第一，熱裂紋缺陷的波形和預(yù)防措施。引發(fā)焊接出現(xiàn)熱裂紋缺陷的原因主要是熔池溫度下降過快，此時焊縫整體受熱發(fā)生變化，在熱量作用下產(chǎn)生拉應(yīng)力造成熱裂紋缺陷。工作人員實施預(yù)防措施時應(yīng)按照順序進(jìn)行焊接，并對焊接材料的偏折程度進(jìn)行試驗，以避免熱裂縫缺陷的出現(xiàn)。第二，冷裂紋缺陷的波形和預(yù)防措施。焊接時出現(xiàn)冷裂紋，一方面是由于工作人員使用淬透性較高的焊接材料，導(dǎo)致材料在完成焊接后由于溫度下降產(chǎn)生的拉力出現(xiàn)冷裂紋。另一方面，工作人員未能控制焊接速度，在過快的焊接速度下，使用的氫氣滯留在焊縫中進(jìn)而形成冷裂紋缺陷[3]。

3.2 射線檢測RT

（1）傳統(tǒng)射線檢測。射線對于檢測材料和制品中隱藏的缺陷是非常有用的。值得一提的是，射線檢測在檢測物品的體積性缺陷方面尤其有效，如孔隙、氣孔和固體內(nèi)含物。盡管它不能用于測量缺陷的厚度，但很容易確認(rèn)缺陷的性質(zhì)和尺寸(長度和寬度)，這種檢測方法的另一個好處是：通過將被測試物品放到一個底片上，就能永久記錄缺陷。為了做到這一點，將電離輻射的源放在被檢測產(chǎn)品的一側(cè)，將裝在暗袋內(nèi)的底片放置在非?？拷a(chǎn)品另一側(cè)的地方。

（2）磁粉檢測。被檢測物體具有鐵磁性，這類材料在磁化后，內(nèi)部會產(chǎn)生強烈的磁感應(yīng)。當(dāng)被檢測物體內(nèi)部所組成的材質(zhì)出現(xiàn)不連續(xù)性的情況時，磁力線會隨著不連續(xù)的材質(zhì)發(fā)生變化，磁力線透出材料，在周圍形成漏磁場。磁粉會在磁力線的作用下，重新堆積于材料表面或近表面。該檢測技術(shù)的靈敏度比較高，成本相對較低，但是只能對表面或者近表面的缺陷進(jìn)行檢測，且要求檢測物體必須具有鐵磁性，因此具有一定的局限性。

4 結(jié)語

鋼結(jié)構(gòu)焊縫缺陷不但使工程質(zhì)量存在潛在風(fēng)險，如果缺陷級別高，還會發(fā)生安全事故，給人民群眾的生命財產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p害。因此，對無損檢測技術(shù)人員而言，只有掌握高超的檢測技術(shù)，不斷提升專業(yè)技能水平，進(jìn)一步夯實自身的理論與專業(yè)知識基礎(chǔ)，在新時代、新形勢下，應(yīng)對全新的工程結(jié)構(gòu)類型，能夠靈活運用鋼結(jié)構(gòu)焊縫的檢測技術(shù)，為人民群眾創(chuàng)造一個舒適、安全的生活、活動空間。