钢结构部分焊透T型焊缝的超声波检测分析

发表时间：2020-06-05T06:21:46.411Z 来源：《防护工程》2020年5期 作者： 周永长

[导读] 随着我国技术的不断发展，无损检测技术广泛地应用在我国的钢结构焊缝检测中。尤其是超声波检测技术的出现和应用，使得焊缝全面检测成为了可能。从整体上来说，钢结构焊缝超声波检测技术本身具有检测周期短，检测设备简便，检测方便的特点。但是到目前为止我国的钢结构焊缝检测技术中还存在一些相应的问题，这些问题对于焊缝的缺陷定性还有一些影响。周永长

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摘要：随着我国技术的不断发展，无损检测技术广泛地应用在我国的钢结构焊缝检测中。尤其是超声波检测技术的出现和应用，使得焊缝全面检测成为了可能。从整体上来说，钢结构焊缝超声波检测技术本身具有检测周期短，检测设备简便，检测方便的特点。但是到目前为止我国的钢结构焊缝检测技术中还存在一些相应的问题，这些问题对于焊缝的缺陷定性还有一些影响。通过对部分焊透T型焊缝内部质量的超声波检测分析得知，部分焊透T型焊缝的超声波检测并非不可行，只是在现行的标准和方法下进行检测比较复杂，并且存在漏检的风险。为此，不能仅仅通过超声波检测来控制焊缝的质量，同时也需要完善焊接工艺和加强焊接过程监管，才能保证工程的质量。 关键词：钢结构；部分焊透；T型焊缝；超声波检测 引言

钢结构工程中一些设计单位把部分焊透焊缝设计为二级焊缝，要求对其内部质量进行超声波检测，本文通过对现行标准下的部分焊透T型焊缝的超声波检测进行分析，以供同类工程参考。 1钢结构焊缝的主要分类

通过对钢结构焊缝的接头形式进行分析发现，主要的焊缝分为对接头式、角接头式、搭接头式以及T型接头式。另外根据不同的焊缝形式，还可以分为对接焊缝、角焊缝以及组合焊缝。绝大多数的钢结构焊缝，都可以采用超声波检测技术对其进行全面的检测，实现对焊缝内部结构以及缺陷的全面检测，得出相应的缺陷定性，为钢结构之间接缝的稳定性做出定论。 2部分焊透焊缝的特征

部分焊透，指焊接时坡口钝边处未完全熔合到一起（两块母材金属未熔合到一起）而形成焊缝方向的长条形空隙的焊缝。在未焊透处的缺口和端部会形成应力集中点，而且减少了焊缝截面，降低了焊接接头的机械强度。对于要求全焊透的焊缝来说，未焊透被视为危险性缺陷。部分焊透焊缝因其自身缺点，一般不用于受动载或要求疲劳验算的结构及牛腿等重要节点。 3现行标准对部分焊透焊缝的要求

《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001中仅要求设计全焊透的一、二级焊缝应采用超声波探伤进行内部缺陷的检验，对于部分焊透焊缝的内部质量检验未做要求。《钢结构焊接规范》GB50661-2011多处地方提及部分焊透焊缝的内部质量要求，体现在：⑴规范5.1.5：部分焊透的对接焊缝、采用角焊缝和部分焊透的对接与角接组合焊缝的T形接头，以及搭接连接角焊缝，其质量等级应符合下列规定：①直接承受动荷载且需要疲劳验算的结构和吊车起重量等于或大于50t的中级工作制吊车梁以及梁柱、牛腿等重要节点不应低于二级。②其他结构可为三级。⑵条文说明8.2.4：除纯贴角焊缝节点形式的焊缝内部质量国内外尚无现行检测标准外，对于局部熔透对接及角接焊缝均可采用超声波方法进行检测，因此，应与全熔透焊一样对其焊缝的内部质量提出要求。⑶对于需疲劳验算结构的焊缝质量检验，规范对部分焊透对接与角接组合焊缝的检测范围和检验等级，距离-波幅曲线及缺欠等级评定均做了规定，故检测和等级评定可依此实施。对于承受静荷载结构焊缝质量的检验，规范没将部分焊透和全焊透焊缝进行分别说明，故部分焊透焊缝是否可依据规范中介绍的方法进行检测不得而知。由此可知，《钢结构焊接规范》GB50661-2011[2]认为局部熔透的对接及角接焊缝均可采用超声波进行检测，应与全熔透焊一样对其焊缝的内部质量提出要求，但未对超声波检测依据的方法和等级评定作具体的说明。 4超声波检测对焊缝缺陷的具体定性 4.1气孔

在进行焊接的时候，由于焊池处于高温状态，其中存在气体或是反应气体，使得冷却的时候凝聚，而且没有完全溢出，导致出现气孔。气孔一般有两种，一种是单一大气孔，另外一种是密集小气孔。对于单一气孔来说，一般采用超声检测会出现较高的回波率，而且波形比较稳定，虽然会朝着多个方向反射，但是反射波的幅度基本相同。对于密集小气孔来说，采用超声检测会出现一团反射波，通过探头的变化，可以实现波动的大幅度起伏。

4.2夹渣

夹渣的出现主要是在焊接的时候，焊接金属中存在杂质或者是熔渣，导致焊接后内部存在一些杂质。这些夹渣杂质的表现形式不同。因此采用超声波检测的时候，会出现回波信号，这样的回波信号和形式与气孔的方式基本相同。对于条状杂质来说，其上主峰边上会有小峰，通过探头的平移，可以实现波峰高度的变化。从真实情况分析发现，夹渣可以存在于焊缝中的各个位置。 4.3未焊透

通过分析发现，未焊透的情况是比较常见的，主要是由于焊接头部分金属没有熔化彻底导致。在焊缝的中心线上，会出现一定长度的未焊透问题。再加上焊接的时候，探头需要进行相应的平移，导致未焊透的情况时有发生。采用超声波检测的时候，需要对焊缝的两侧进行详细检测和核实，尤其在对称部位，确保出现的缺陷反射波的基本对称。 4.4未熔合

未熔合情况的出现，主要是由于其中填充的金属没有实现与母材的全面融合。在利用超声波进行检测的时候，会出现比较高的回波。将探头进行平移，可以实现波形的稳定，而且需要对两侧进行全面的检测。在对未熔合现象进行全面检测的时候，必须要确保检测方法的正确，注重探头角度的控制，否则容易出现漏检的问题。 4.5裂纹

裂纹的出现主要是焊接的时候，母材自身出现过热的情形，导致内部结构产生变化，甚至出现裂纹的问题。一般出现裂纹的时候，都是出现在焊接后。通过对应力的不同情况进行分析，大致得出裂纹的方向和位置，再加上对纵向裂纹回波率的分析，得出波幅的宽度，确保探头的平移，做好波峰的移动控制。 5检测应注意的问题

⑴部分熔透焊缝检测时，因未焊透区域产生端角反射波，对于全熔透焊缝中发现疑似端角反射波，可在检测中用手指沾耦合剂轻轻拍打此处看回波幅度是否上下跳动来辨别，而部分熔透焊缝不具备此条件，辨别是缺陷波还是端角反射波加大了难度。⑵检测部分焊透焊缝是在准确测量焊缝熔深的前提下进行，由于整条焊缝的熔深是不同的，检测时应以整条焊缝最小熔深作为焊缝的指示熔深。⑶部分焊透焊缝的超声检测常以直射波和一次反射波、二次反射波结合进行检测，检测前需要按构件的实际情况进行画图分析，计算波束覆盖焊缝整个截面探头移动的范围，增加了检测的难度，因此，对检测人员的专业水平和检测经验要求较高。⑷由于目前验收规范未对部分焊透焊缝的内部质量作要求，检测方法和等级评定未有明确规定，故检测应在各工程主体单位沟通后制定各方认可的检测方案和评定标准后进行。 结语

对于钢结构焊缝进行超声波检测，可以根据原有的经验和技术特点，对缺陷的真实情况进行准确的判断。但是超声检测技术目前仍旧存在一些问题，这些问题使得焊缝超声波检测以及缺陷定性有一定的困难。在进行缺陷定性的时候，还需要进行全面的分析和研究，总结相应的经验，才可以实现准确的定性。因此钢结构焊缝超声波检测对缺陷的定性还存在一些问题，必须要对这些问题进行针对性的处理，才可以实现超声检测技术的良好应用。 参考文献:

[1]俞楚勇．浅析起重机焊缝检测方法的选择［J］．机械制造，2016，(12)． [2]GB11345-2013，焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定[S]. [3]JG/T203-2007，钢结构超声波探伤及质量分级法[S].

[4]陈华．钢结构薄板焊缝超声波探伤的研究［J］．福建建设科技，2016，(02)．