超声波无损探伤检测焊接质量研究谢道光

谢道光

(Ameco武汉分公司湖北省武汉市430000)

摘要：近几年我国经济一直处于高速发展的状态，钢结构在各类工程建设和大型设备中的应用越来越为广泛，同时对钢结构的焊接质量要求也越来越高，而超声波无损探伤检测技术因为有着检测装置小方便携带、检测距离广、使用成本低的优势，被广泛应用于各种钢结构的质量检测中，因此超声波无损探伤检测的工作量也越来越大。

关键词：超声波；无损探伤检测焊接；研究

目前我国，钢结构的应用十分广泛，各种大型设备和各类工程建设都是选择使用钢结构，而各类的工程建设和大型设备对钢结构的质量和钢结构的焊接质量要求十分高，而在对钢结构的众多检测方法中，超声波无损探伤检测方法效果是最为显著的方法。因为超声波无损检测的优势，在使用超声波无损检测的过程中大大的提升了检测的准确性和速度。因此本位对超声波无损探伤检测焊接质量进行研究分析。

一、超声波无损探伤检测

超声波则是利用光、声、磁、电的传播特性，在对焊缝检测的过中不会对检测对象质量有任何的影响前提下，检测焊缝之中是否存在缺陷的情况，如果有所缺陷则给出相应的信息，从而判断被检测对象是否合格，能否使用。

二、超声波无损探伤检测的应用

在对焊缝使用超声波无损探伤检测之前，需要对所探伤钢结构母材的相关图纸和焊接的质量标准进行阅读了解。而焊接工作质量的验收标准则根据《钢结构工程施工及验收规范》执行的。

超声波无损探伤检验一般是对全熔焊缝进行检测，而超声波无损探伤在对全熔焊缝进行检测时所检测的焊缝长度一般是在200mm之上的，需要探伤的长度都是通过焊缝的百分数比计算得出的。如果在局部探伤中，焊缝中有所缺陷则需要加长超声波无损探伤的长度，在焊缝中存在缺陷的两端延伸的位置增加焊缝10%的长度，一般情况下在200mm之上，若是加长探伤长度过后，焊缝仍然还是存有缺陷，便需要对该焊缝进行百分之百的探伤检测。其次焊缝探伤检测的时间需要根据实际情况进行检测，而碳素钢结构焊缝进行无损探伤的时间是在焊缝温度冷却至环境温度过后便可以进行无损探伤，而低合金结构钢等高强度的钢在焊接之后因母材受热再冷去的现象，在其冷却过后可能会出现冷裂纹或延迟裂纹，为了保证焊缝的质量，所以需要在24小时候完全冷却之后再进行无损检测。而该标准只是对部分高强度钢有时间规定。

三、检测方法

每次在对结构钢无损探伤之前按照相关规定，必须使用规定的标准试块对仪器进行校准，校准仪其面板曲线和仪器的综合性能保证焊缝无损探伤结果的准确程度。

3.1探测面的修整：需要对焊接工作表面的氧化皮、飞溅物、凹坑和锈蚀等进行清理，一般情况下光洁度都是低于▽4，探伤所需修正的焊缝两侧宽度为大于等于2KT+50mm（T:工件厚度，K：探头）。一般情况下需要根据所焊件母材选择K2.5的探头。

3.2而无损探伤中的所使用的耦合剂需要考虑到耦合剂的流动性、粘度、附着力同时不会腐蚀工件表面、容易清洗，而且相对经济实惠等因素选择浆糊作为探伤中所使用的耦合剂。

3.3一般所使用的母材厚度比较薄，因此薄板的一般在探测时都是单面双侧，避免有缺陷探测不出的情况。

3.4板厚度小于20mm，需要采用水平定位法来调节探测仪器的扫描速度。

3.5采用精准探伤：在探伤的过程主要保证结果的精确性，所以在探伤的过程中需要放慢探伤速度，进行仔细探测避免出现漏测的情况，了解焊缝是否存在缺陷以及所存在缺陷的分布状态。

四、焊缝常见缺陷原因及防止措施

焊缝中常见的缺陷有：夹渣、气孔、未熔合、未焊透和裂纹等缺陷。

4.1气孔

气孔出现的原因：在钢材焊接的过程中因电流过大，或者钢材表面杂质未清理干净、所使用的焊条药皮变质脱落、电压过高、焊芯锈蚀等因素都会导致在焊接的过程中减少所焊接的面积而出现气孔。在焊接工作完成后如果焊缝中存在气孔则会严重的影响金属的致密性，气孔不仅对金属的致密性有所影响还会相应的减少钢结构等材料的有效截面积，最后则会导致机械的性能、运行效率降低。

防止措施：选择使用焊条药皮不会应变质脱落的焊条，发现焊芯锈蚀的及时的更换，焊丝若存在生锈的情况必须要在进行除锈处理后才能继续使用。所焊件的材料两侧在焊接之前需要进行清理工作，焊接材料表面杂质清理干净过后才能进行焊接工作。而在焊接的过程中需要对电流、电弧电压进行调试，使用合适的电流电压以及焊接速度对材料进行焊接。

4.2夹渣

母材在焊接工作过程中时而都会出现夹渣的现象，这一样一来严重的影响了钢材的质量和焊接的工作。在探测的过程中工作人员探测出夹渣的信号都会对此进行记录。

夹渣的原因：夹渣这类缺陷一直存在的原因主要是因为，在钢结构等材料焊接的过程中，焊接的电流较小，而其电流的速度又非常的快，就导致了材料所夹渣来不及清理掉。材料焊接边缘和材料各层焊缝未清理干净，含有硫、磷等成分较多。

夹渣防止措施：在焊接的过程中需要使用合适正确的电流，在焊接的过程中放慢焊接的速度以及在焊接之前清理掉所含杂质。

4.3未焊透

若焊接钢结构等材料出现未焊透的缺陷，会降低焊接头的机械性能，而且还会导致出现裂纹。未焊透这种缺陷是非常严重的一种。

未焊透的原因：焊接过程中所使用的电流太小或者焊接速度过快、材料间隙过小、电弧偏吹等原因都会导致未焊透的缺陷出现。

未焊透的防止措施：在焊接工作进行之前需要采用正确的焊接工艺和焊接顺序对母材进行焊接，选用合适的装配间隙和坡口形式。

4.4未熔合

使用超声波进行探伤的时候需要在焊缝的两侧都进行探测，因为未熔合的缺陷在超声波的探测中反射波形相对稳定，只探测一侧的时候会出现未熔合缺陷在另一侧而探测不出的情况。

未熔合的原因：而钢结构母材在焊接的过程中出现未熔合的情况主要是因为焊接的速度过快，所选择的焊接角度不是很合适、焊接过程中选择的焊接电流不合适等原因都会造成未熔合的缺陷出现。

未熔合的防止措施：在焊接时需要选择正确的坡口，以及合适的电流避免电流过大过小而出现未熔合的情况。

4.5裂纹

裂纹一般分为冷裂纹、热裂纹、再热裂纹三类，而在钢结构中了裂纹是非常严重的一个缺陷，如果出现裂纹则会降低焊接的强度，钢结构容易出现断裂的现象。

4.5.1热裂纹

热裂纹产生原因：钢结构材料在焊接的过程中，材料因焊弧热而熔化而形成熔池的部分母材冷却的速度过快，则导致焊缝内存在受热不均匀的情况，最终焊缝出热裂纹。

防止措施：在焊接工作开始之前，降低焊接材料中所存在的杂质，并选择使用合理正确的焊接顺序和方法，达到焊缝合格的目的。

4.5.2冷裂纹

冷裂纹产生的原因：钢结构等母材的淬硬层深度较大，这一样一来就导致了钢结构母材在焊缝工作完成后等待冷却的过程中因为受到焊接工作的拉力影响容易裂开，而钢结构母材在焊接完成后，冷却的速度比较快就导致钢结构母材焊接的位置还有氢还没有逸出，残留在钢结构的焊缝之中，焊缝之中的氢最后在孔隙中形成气态，产生一定的压力而导致冷裂缝的出现。

冷裂缝防止措施：所需要焊接的材料在焊接工作开始之前需要对材料进行火焰加热，为焊接工作做好铺垫，使钢结构材料在焊接工作结束过后逐渐冷却，在焊接工作进行的过程中需要减少此阿里应该为焊接而产生的应力。焊接工作结束后钢结构材料要选择使用低温退火，并对钢结构材料所焊接的位置进行去氢处理，避免因焊缝中存在氢最后导致焊缝出现冷裂纹。因此需要对整个焊接工作的过程进行规范，钢结构材料在焊接时选择采用合理的焊接工艺和焊接顺序。

结语：以上内容所述，钢结构的焊接质量要求非常严格，而超声波无损探伤检测因仪器装置小携带方便、检测范围大以及对钢结构等焊缝检测所花费成本低的因素被广泛应用。

但是在钢结构的焊接工作完成后，使用超声波对焊缝进行无损探后检测出焊缝中存在各种各样的缺陷，因此为了降低焊缝所存在的缺陷，我们需要完善相应的工艺以及焊接的工序，不仅焊接的工艺和工序需要完善，焊接材料在焊接之前还需要经过多工序的检查等工序以及清理焊接材料中所穿在的各种杂质，从根本上避免焊缝缺陷的发生。只有做好以上工作才能全面的提升工作质量。

参考文献：

[1]高金国,王存义,and王玉."超声波无损探伤检测焊接质量研究."科学技术创新31(2011):31-31.

[2]陈福.便携式自动超声波无损探伤精准定位装置系统设计.Diss.