顾银华
南通天和建设工程质量检测有限公司
摘要：现如今我国大型建筑规模不断增加，钢结构作为大型建筑中的重要结构，需要确保钢结构焊接质量，以此来保障建筑整体质量安全。超声波无损探伤检测技术作为钢结构焊接质量检测中的重要方法，就需要结合检测重点与要点，针对钢结构焊缝中可能存在的缺陷进行检测分析，采取有效的措施，提升检测准确性。
关键词：超声波无损探伤检测；钢结构焊接质量；技术
前言：在钢结构焊接中超声波探伤技术得到了广泛的运用，对我国工业发展产生了积极的影响。因超声波探伤检测对工作人员、超声波探伤仪等的要求比较严格，所以就需要确保工作人员掌握扎实的专业技术与知识，针对钢结构焊缝采取适合的检测方法，提高钢结构焊缝质量检测水平，避免焊缝缺陷对钢结构整体产生不利影响。
一、超声波探伤无损检测
（一）超声波探伤无损检测技术
在钢结构中使用超声波无损检测技术时，要求检测人员需要在运用中针对结构图纸进行细致化的研究，掌握其中的重点与要点环节。超声波无损检测中还涉及到了GB50205-2020《钢结构工程施工质量验收标准》等标准，需要遵循钢结构施工、验收规范，做好执行等工作。在使用超声波无损检测技术时，如图纸要求焊缝质量等级为一级时，要按照焊缝条数和长度的100%进行超声波探伤，即只要有焊缝的地方都必须检测到，不能漏检，而且它的评定等级至少为Ⅱ级；当图纸要求质量等级为二级时，则需要进行20%的比例进行超声波探伤。很多人认为二级焊缝探伤就是抽检焊缝总条数的20%，这种理解其实是错误的，它需要分两种情况。
①抽检每条焊缝长度的20%（mm）
钢结构加工厂的焊缝或现场安装的焊缝长度如果大于1m时，每条焊缝都要进行探伤，每条焊缝检测长度为整条焊缝的20%，检测部位在焊缝的两端。这对保障每条焊缝的质量都是有利的。
②抽检焊缝总条数的20%（条数）
钢结构加工厂的焊缝或现场安装的焊缝长度如果小于或等于1m时，按照焊缝总条数的20%进行检测，且不少于3条焊缝。由于现场焊接大部分是梁-柱之间的连接焊缝，一般都比较短，每条焊缝长度大多在250mm-300mm之间，所以按照总条数的20%检测是可行的。
（二）超声波无损检测技术运用
在使用超声波无损检测时需要找准运用要点，但是也应当要明确的是，超声波探伤需要使用到全熔透焊缝中，此外在开展局部探伤工作时，当发现存在问题后，应当及时在问题点两端延伸部位进行适当延长，并保证长度在探测焊缝的15%左右。如果依然存在问题，就需要及时进行10%的检查。其次，在超声波无损检测中需要确定探伤时机，获取真实有效的数据与信息，如碳素结构钢需要在冷却到环境温度且超出12小时以后才能进行检测，而低合金结构钢则需要在完成焊接且超出24小时以后进行，确保超声波无损检测的质量[1]。
（三）超声波无损检测中的设备校准
在超声波无损检测中针对设备进行校准属于检测工作开展以前的重要环节之一，在开展相关从操作以前，需要借助标准试块等来检验设备综合性能，检测人员也要及时掌握DAC标准曲线情况，确保在后续探伤过程中能够获取真实的结果。此外在校准过程中还要求工作人员 需要做好探测面修整工作，如及时对表面飞溅物、氧化皮、锈蚀等进行清除处理，控制好设备的粗糙度。在开展检测工作时，要选择适合的耦合剂，一般耦合剂要满足以下要：
①能湿润工件和探头表面，粘度、流动度适当，容易清洗干净。
②声阻抗高，透声性能好。
③对工件没有腐蚀作用，对人体无害且不污染环境。
④来源广泛，价格低廉。
一般耦合剂可用化学浆糊、洗洁精、机油或者水，但各有各的优缺点，只有综合好各方面的因素，才能提升超声波无损检测的整体质量。
二、钢结构焊接质量影响因素及解决措施
（一）气孔问题
在钢结构焊缝中单个气孔的回波高度相对较低，且在波形上呈现了单缝的特点，在稳定性方面较好。在探测过程中通过从不同方向进行扫查，在反射波上表现出了相似性较高的现象，但是一旦碰触探头就会立即消失。而对于密集型气孔来讲，则会呈现出反射波，且波的高度主要是跟随气孔的大小呈现出不同的状态，当探头进行定点转动操作时，则会展现出此起彼落的状态。在钢结构焊缝中出现气孔的原因包含以下几个方面：第一，所使用的焊材并未严格按照规定标准的要求进行烘干处理，且焊条药皮变质出现脱落等问题。焊心存在锈蚀现象，焊丝并未及时清理，在使用手工焊时存在电流过大问题，而在电弧方面则相对较长。第二，在开展埋弧焊操作时，存在电压贵高、网络电压波动较大等问题。第三，在使用气体保护焊时，所使用的保护气体纯度方面并未满足标准要求。一旦焊缝中出现气孔等问题，不仅会降低其致密性，同时是也会减少有效截面，使得其机械性能难以满足要求，当出现链状气孔问题时，势必会降低钢结构弯曲、冲击韧性。
解决气孔问题的措施：在开展钢结构焊接处理时，严禁使用药皮开裂、变质、焊心存在锈蚀等问题的焊条。在不可避免需要使用生锈的焊丝时，应当及时针对焊丝进行除锈处理，在达到标准后才能使用。在焊接过程中需要确保所使用的材料能够完成温度烘干等工作，并针对坡口、两侧等进行清理，选择适宜的焊接电流，控制好焊接速度[2]。
（二）夹渣问题
在使用超声波无损检测时一旦出现夹渣问题，会根据夹渣类型的不同反应出不同的特点。当出现点状夹渣时，在回波信号上所展现的特点与气孔有着一定的相似性。而在出现条状夹渣时，回波信号则表现出了锯齿状，但是在波幅上并不高，且波形表现出树枝状特点，在主峰边存在小峰。当探头进行平移时，在波幅上会发生相应的变化，从不同角度开展探测工作时，波幅呈现一定的差异。造成夹渣问题出现的原因主要是：第一，在焊接过程中电流相对较小，呈现速度快的特点，使得熔渣难以完全浮起。第二，工作人员在焊接中并未针对被焊边缘、不同层级焊缝等进行清理。第三，在焊接材料的化学成分不合理，其中存在含硫、含磷过多等问题。
解决夹渣问题的措施：在进行钢结构焊接工作时，需要做好焊接电流选择控制，确保焊接件坡口角度上的合理性。在正式开展焊接工作以前，需要对坡口进行清根。进行多层焊接工作时，应当及时去除各层级的焊渣，选择适合的焊接角度，控制好焊接速度，以此来避免出现夹渣等问题[3]。
（三）焊透问题
在检测中发现反射率较高、波幅随之增加问题，且在平移探头时，波形整体比较稳定，而针对两侧进行探伤时，均可以获取相似的反射波幅，就可以判断其存在未焊透问题。当出现未焊透问题后，不仅会降低接头部位的机械性能，同时也会造成缺口与端部产生应力集中点，在后期承载过程中很容易产生裂纹等，属于危险性较高的问题之一。造成钢结构出现未焊透的原因则是：第一，坡口纯边的间隙、焊接电流相对较小。第二，在运条过程中其速度校对较快。第三，坡口角度不合理、运条角度不对等。
解决未焊透问题的措施：针对钢结构特点进行分析，选择最为适宜的坡口型式，如单边V型、V型、X型这些常用坡口，确保装配间隙的合理性，焊接人员必须要掌握准确的焊接工艺与技巧。
（四）裂纹问题
在检测过程中超声波的回波呈现了高度相对较大的特点，甚至还会出现多峰等问题，在波幅上呈现较宽现象，在平移探头时，还会产生出超声波福变动等问题。在旋转探头时波峰出现上下波动等问题。可以说在钢结构中裂纹问题属于比较严重的问题，不仅会降低焊接的整体强度，且在后期承载中还会出现应力集中等问题，严重的还会出现结垢断裂。第一，热裂纹。在焊接过程中熔池出现冷却速度过快等问题，很容易产生偏析现象，最终造成焊缝受热出现均匀性不足。在解决热裂纹问题时，需要结合标准要求降低材料中的杂质含量，做好偏析程度控制工作，采取适合的焊接方法，保证顺序上的合理性。第二，冷裂纹。因材料淬透性较大，在冷却中受到拉力作用的影响出现裂纹。所以在解决这一问题时，需要做好预热处理工作，减少因焊接所产生的应力。在完成焊接后需要及时进行低温退火，利用去氢处理等工艺消除存在的应力问题[4]。
结语：综上所述，在我国社会经济快速发展下，建筑工程项目逐渐增加，钢结构运用不断广泛。因此在开展钢结构焊缝探伤检测时，就需要合理使用超声波无损检测，检测人员也要主动学习先进检测技术，掌握检测工艺与技术，避免出现漏检错判。
参考文献：
[1]丁爱香. 超声波无损检测技术在建筑钢结构焊缝检测中的应用[J]. 建材与装饰, 2019,(19):89-89.
[2]刘磊. 超声波无损检测技术在建筑钢结构焊缝检测中的应用[J]. 门窗, 2019, (21):68-69.
[3]吴小松. 试析超声波无损检测技术在建筑钢结构焊缝检测中的应用[J]. 中国房地产业, 2019, (05):192-193.
[4]任海峰. 钢结构无损检测中超声波探伤技术的应用浅析[J]. 中国金属通报, 2020, (02):112-113.