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摘要：随着技术的发展，焊接逐渐成为我国钢桥的主要连接形式，但是由于残余应力与应力集中的影响，焊接部位成为容易发生早期病害的薄弱环节，因此，有效可靠的焊接无损检测是钢结构桥梁质量检验与评定的关键环节。随着新建钢桥数量的不断增加，对于焊接无损检测的需求也不断提高。基于此，本文对钢结构桥梁焊接无损检测技术应用及发展进行深入研究，以供参考。
关键词：钢结构桥梁焊接；无损检测技术；应用；发展
引言
近几年来我国交通基础设施发展很快，公路桥梁已经超过七十万座，但是钢结构桥梁所占的比例极低，而发达国家钢结构桥梁所占的比例在30%左右。目前，我国作为世界钢产量第一的大国，钢材产量出现结构性过剩，以推进供给侧改革为契机，交通运输部印发《关于推进公路钢结构桥梁建设的指导意见》，决定推进公路钢结构桥梁的建设，提升公路桥梁品质，发挥钢结构桥性能优势，助推公路建设转型升级。一般桥梁的可靠性和安全性主要源于设计，而钢结构桥梁常采用焊接连接各个构件，焊接接头的质量也决定了整体桥梁的工程质量，要想保证现场的每条焊缝质量都合格，就必须对焊缝进行无损检测。
1钢结构桥梁常见焊接缺陷
钢结构桥梁中钢箱梁之间的连接主要是通过焊接连接，而焊成的焊缝会因为焊接时的保护不当、焊工的操作不当以及焊后残余的应力等因素导致不同类型焊接缺陷的产生。钢结构桥梁中常见的焊接接头类型为：平板对接接头、角接T型和Y型接头。钢结构桥梁常见的焊接缺陷可分为内部缺陷和表面缺陷两大类，常见的内部缺陷有：裂纹、气孔、夹渣、未焊透和未熔合等；常见的表面缺陷有：焊瘤、咬边、表面气孔、表面裂纹以及凹坑等。
2钢结构桥梁焊缝常用无损检测技术
2.1渗透检测
渗透检测法的操作步骤为：首先在构件表面涂抹着色剂，经过一段时间后，着色剂在毛细管作用下进入构件表面的开口型缺陷中，随后采用清洗剂去除构件表面的着色剂，等待试件干燥后，在构件表面涂抹显像剂，等待显像剂吸收开口型缺陷中残余的着色剂，显示出着色剂的痕迹，由此便可直观地判断焊缝表面缺陷的位置与形状。渗透检测法的优点在于对于被检构件的形状、尺寸要求不高，能直观地体现出构件表面的开口型缺陷。但是，渗透检测法检测程序多，检测速度慢，无法识别焊缝内部气孔、夹渣或闭口型的表面裂纹等缺陷，检测试剂具有一定的污染性，对于铁磁性材料检测灵敏度也比磁粉检测法低。
2.2磁粉检测
铁磁材料被磁化后，材料表面或近表面由于存在缺陷，磁阻发生变化，会影响磁力线的传播，一部分磁力线在构件内部绕过缺陷继续传播，另一部分磁力线被排挤出构件后再次进入构件，形成漏磁场产生磁极，吸附焊缝表面的磁粉，从而直观地显示出焊缝表面缺陷的位置与形状。磁粉检测技术可以检测焊缝表面或近表面（距表面小于12mm）的缺陷，并且，对于宽度很小、目视难以识别的缺陷具有很好的检测效果。具有检测结果直观、检测灵敏度高、检测速度快、工艺简单、便于操作、成本低、污染小等优势。但不能用于检测内部缺陷，也无法判断表面缺陷的深度。
2.3超声波检测
超声波检测技术原理是探头向被测构件内部发射超声波脉冲，如果构件内部存在缺陷，由于声阻抗的不同，部分超声波将在缺陷界面发生反射并被探头接收，通过分析反射信号中的幅值与相位信息，就可以判断焊缝中缺陷的位置与大小。超声波检测技术优势在于可以实现焊缝内部缺陷的检测与定位。该技术对于面积型缺陷的检测效果较好，并且检测成本低、速度快。
但是超声波检测技术也存在一定的局限性，检测结果不直观，缺陷的判读相对困难；缺陷的位置对检测结果有很大影响，对于表面或近表面缺陷检测效果较差；对于形状不规则的构件检测难度较大。
2.4射线检测
射线检测技术原理是X射线或其他放射源在穿透焊缝的过程中，如果焊缝内部存在缺陷，缺陷部位对于射线的吸收能力一般高于其他部位，缺陷部位射线强度相对减弱，通过胶片吸收透过被检构件的射线，经过暗室处理后，焊缝内部缺陷就在胶片上显示出来，由此即可直观地判断被检焊缝内部缺陷的位置与形状。射线法检测结果是直接反映构件内部状况的投影图像，并且检测结果可以长期保存。总体而言，射线检测法是各种无损检测方法中定性定量最标准的，对试件内部体积型缺陷具有良好检测效果，但是对于面积型缺陷的检测效果与射线的照射角度有关，当射线照射方向与缺陷方向平行时，检出率一般较低。此外，射线检测技术一般只用于对接焊缝的检测，检测角焊缝时，由于设备与胶片布置困难，成像质量较差。射线检测最大缺点在于检测成本高，检测速度慢，并且射线对人体有伤害，需要严格控制操作人员接受的剂量。
3钢结构桥梁焊缝无损检测新技术
3.1超声波衍射时差检测技术
超声波衍射时差检测技术又称为TOFD法，TOFD技术是一种比较新的超声波检测技术，它利用传播在固体中的纵波在缺陷端部产生衍射能量来进行检测，是采用一对频率、尺寸、角度相同的纵波斜探头进行探伤，一个作为发射探头，另一个作为接收探头。发射探头发射出斜入射纵波，若无缺陷，接收探头首先接收到在两个探头之间以纵波进行传播的直通波，然后接收到底面反射的回波。如果工件中存在缺陷，则在缺陷的上下端点除普通的反射波外，还将分别产生衍射波，衍射能量源于缺陷端部。上下端点的两束衍射信号出现在直通波和底面反射波之间。缺陷两端点的信号根据衍射信号传播时差判定缺陷高度的量值，在时间上是可分辨的。TOFD检测时，采用扫查架装置，装配一发一收模式两个检测探头，对构件中对接焊缝检测速度快且对缺陷的灵敏度较高，如果能够推广到钢结构桥梁的检测中来，能在很大程度上提高工作效率和质量。
3.2超声波相控阵检测技术
相控阵检测技术是指按一定的时序和规则激发一组探头晶片，通过调整受激发晶片的数量、序列和时间来控制波束形成的形状、轴线偏转角度及焦点位置等参数的超声波电子扫查方式。它的原理在于由多个排列成一定形状的换能器阵元构成超声阵列换能器，每个阵元均可接收或发射超声波，调整每个换能器阵元发射/接收的相位延迟，可以使不同相位的超声子波束在空间叠加干涉，达到声束偏转和聚焦的效果，即相控阵检测利用了声场的叠加干涉原理。相控阵检测技术不仅能够对一些常规的对接焊缝和全熔透T型焊缝进行检测，也能对熔透焊缝进行检测，并且能检测常规超声波法无法检测的一些角焊缝。而且相控阵检测仪器能够对检测过程进行记录。因此，相控阵检测技术推广到钢结构桥梁的检测中来，不仅能够有效的解决角焊缝的检测，也能对一些有缺欠的焊缝进行监测。
结束语
总而言之，根据焊接缺陷无损检测技术的原理和应用特点，每种焊接缺陷无损检测技术均具有其特定的优缺点和适用范围，需要综合应用不同无损检测的技术优势，才能有效检测焊接缺陷。随着焊接缺陷无损检测新技术的不断发展，将无损检测新技术引入钢结构桥梁焊接缺陷检测中，克服常规检测技术的不足，对更好的保证焊接质量具有重要意义。
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