马兴龙
新疆城建试验检测有限公司新疆乌鲁木齐市830000
摘要：国家社会经济的不断进步与发展，极大地促进了钢结构焊缝超声波检测技术的飞跃，研究其相关课题，对于提升超声波检测技术的整体应用效果具有极为关键的意义。文章概述了相关内容，分析了焊接加工及常见缺陷，并就超声波检测技术在建筑钢结构中的应用展开了研究，望对相关工作的开展有所裨益。
关键词：钢结构；焊缝；超声波检测；技术
1前言
随着建筑钢结构应用条件的不断变化，对其焊缝超声波检测提出了新的要求，因此有必要对其相关课题展开深入研究与探讨，以期用以指导相关工作的开展与实践。基于此，本文从概述相关内容着手本课题的研究。
2概述
近年来随着经济建设的持续高速发展，建筑物中钢结构和混合结构的应用越来越普遍，高层、超高层以及巨型建筑物；工业厂房建筑；大桥、高架立交桥建筑；体育和文化场馆的网架结构等。在这些建筑的施工过程中钢结构因其强度高、自重轻、整体刚性好、变形能力强；材料塑性、韧性好，可有较大变形，能很好地承受动力荷载；建筑工期短等特点得到日益广泛的应用。以及人们对大空间、大跨度的要求，采用焊接连接的钢结构也朝着大型化、复杂化、高容量、高参数方向发展，其工作条件也越来越苛刻，由焊接问题造成的事故也越来越频繁，事故的危害也越来越严重。故而，对于采用焊接连接的钢结构，提高和保证其焊接质量已成为当前焊接生产中的关键问题，与此同时国家质量技术监督部门也开始了对钢结构制造安装的监督管理。焊缝内部质量的优劣是保证结构整体质量的根本，必须进行相应等级的焊缝质量检测。
3焊接加工及常见缺陷
3.1焊接过程
焊接是通过加热或加压、或两者兼用，并且用或不用填充材料，使工件达到原子结合的一种加工方法。常用的焊接方法有熔焊、压焊、钎焊和特种焊接等。但工程中应用最广泛的仍然是熔焊焊接接头，所以超声波检测的主要对象是熔焊焊接接头，如焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊、钨极氩弧焊等形成的焊接接头。
焊条电弧焊主要是用手工操纵焊条经行焊接的电弧焊方法。焊条由焊芯和药皮两部分组成，焊接时焊芯作为电极和填充材料，药皮在高温下分解产生气体作为保护层，同时调节焊缝金属凝固和冷却等作用。焊条电弧焊应用广泛，但其劳动强度大，焊接质量受焊工操作水平和体力影响严重，其形成的焊接接头是超声检测的重要对象。埋弧焊是利用焊剂做保护层，电弧在焊剂层下加热并熔化金属，利用电气和机械装置控制送丝和移动电弧的焊接方法。主要用于碳素钢、低合金钢、耐热钢和不锈钢焊缝的水平位置焊接，适用于厚度20mm以上的纵缝、环缝焊接，在锅炉、压力容器和船舶制造中广泛使用。气体保护焊是利用氩气或二氧化碳等保护气体作保护层的电弧焊方法。
3.2接头形式
金属熔化焊焊接部位的总称叫焊接接头，包括焊缝、热影响区和临近母材。焊接接头为满足不同工程的需要，主要有对接、角接、T形和搭接接头等几种。
3.3破口形式
根据设计或工艺需要，焊接前须将母材焊口边缘加工并拼装成一定的几何形状，这种几何形状称为坡口，常见坡口形式主要有I形、V形、X形、U形、K形和单边V形。但是值得注意的是，不论接头形式如何，最基本的焊缝只有两种：角焊和坡口焊。
4超声波检测技术在建筑钢结构中的应用
4.1主要要求
超声波探伤在钢结构中应用有着严格的要求。首先是对技术人员的要求，需要技术人员具备专业的等级资格要求，其中分为三个等级，三级是最高等级。其次是对探测面的选择，钢构件的形状不同，选择的焊接工艺不同，则缺陷的位置和特点也会有所差别，所以探测面的选择要根据具体的施工情况以及经验等级进行考虑。然后是探头的频率和角度，通常来说探头频率高、衰减大和穿透力差就不适合应用于厚板上，频率高则分辨率就会越高，在穿透力足够的情况下，频率越高则检测的效果越好。最后是耦合剂的选择，一定要有足够的透声性，适当具备流动性，不会对人体和材料造成损害，从经济角度来考虑，应以廉价易取为原则，洗洁精就是一种常用的耦合剂。
4.2对接焊缝的探伤方法
对接焊缝进行探伤主要分为三个步骤，分别是初探、精探和复探。初探会用到三种扫查方法，分别是平行扫查、锯齿形扫查以及斜平行扫查，对整条焊缝进行快速扫查，一旦发现波幅超过了评定线就要在焊缝相应的位置进行标记，为下一步探伤做好准备。精探的扫查方法也是这三种，不同的是速度比较慢，主要是对初探阶段做出标记的位置进行仔细探测，根据回波的高度找到缺陷的位置，用前后、左右、转角、环绕四种探测方式进行检测，首先是找到缺陷的最大回波，确定缺陷的真正位置，然后对缺陷进行定位，将伪缺陷排除掉，最后是确定缺陷定量并记录。复探是对初探和精探的结果进行复核，探测方法和之前并没有什么区别，只是速度比较快。
4.3T型焊缝的探伤方法
T型焊缝的坡口主要是单边V型和K型，检验方法除了三遍探伤步骤外，还需要采用以下四种方式进行探测。一，使用斜探头在腹板的一侧用一、二次波实施探伤。二，使用直探头对翼板的外侧沿着焊缝进行探伤。三，用斜探头通过一次波对翼板的外侧进行探伤。四，用K1斜探头通过二次波对翼板的内测进行探伤。通常来说都是先用高频率大K值，在焊缝的中部和以上截面进行扫查，然后对焊缝中部和以下截面进行扫查，可以把大多数内部缺陷探查出来，只有少数缺陷由于角度等原因无法准确探查出，根部未焊透的缺陷有些可能被遗漏。
要注意第三种方法对缺陷的定位比较方便，检测的灵敏度也比较高，对纵向缺陷和横向缺陷都可以进行探测，在实际检测中非常实用，但也有其不足的地方，就是这种方法无法在外侧看到焊缝，探测前往往需要标出焊缝的位置，而且还要排除焊缝的外轮廓端角反射带来的影响。第四种方法主要是检测坡口未熔合这种缺陷，T型焊缝在操作上具有一定的特殊性，无法像对接焊缝一样用统一的方式进行检查，而且板材的厚度和焊接工艺不同，出现的缺陷类型也更加多样，所以要考虑各种缺陷可能性。
5结束语
通过对建筑钢结构焊缝超声波检测技术的研究，我们可以发现，该项工作理想效果的取得，有赖于对其多项影响因素与关键环节的充分掌控，有关人员应该从客观实际出发，充分利用既有优势资源与条件，研究制定最为符合实际的超声波检测实施方案。
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