高層鋼結(jié)構(gòu)探傷中未熔合與未焊透缺陷的區(qū)分

【摘要】在超聲波檢測高層建筑的鋼骨柱現(xiàn)場對接焊縫中對未熔合、未焊透這兩種缺陷容易混淆。通過對這兩種缺陷產(chǎn)生的原因、危害性，以及在檢測中表現(xiàn)出的現(xiàn)象進行分析，提出具體的做法在檢測中避免漏檢、錯檢，并指出兩種缺陷的預防措施，為工程的安全把好關(guān)。

【關(guān)鍵詞】高層鋼結(jié)構(gòu)探傷；未熔合；未焊透；區(qū)分

近幾年，城市中超高層的建筑越來越多。隨著建筑物高度的增加，在結(jié)構(gòu)上也越來越多的采用了型鋼混凝土結(jié)構(gòu)或者是鋼管混凝土結(jié)構(gòu)。焊接是鋼結(jié)構(gòu)在施工安裝過程中最常采用的連接方法，焊接的質(zhì)量直接影響到結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性，超聲波無損探傷就是一個常用的檢測焊縫質(zhì)量的方法。

通過在工作中對超高層鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的檢測，發(fā)現(xiàn)焊縫中常見的缺陷就是未熔合和未焊透。但很多人對未熔合和未焊透的區(qū)分的不是很明確。以下就這兩種缺陷的產(chǎn)生原因、危害，以及如何在檢測過程中判斷做下探討，以便大家在以后的工作中能正確區(qū)分這些缺陷。

一、兩種缺陷在檢測中的現(xiàn)象

在檢測過程中經(jīng)常有這種現(xiàn)象，在焊縫一側(cè)能明顯檢測到焊縫中有很大的缺陷，但在焊縫的另一側(cè)卻檢測不到。一般是橫焊的焊縫的下側(cè)能檢測到，在上側(cè)檢測不到。通過距離測量，缺陷都是發(fā)生在上方鋼柱的坡口處。見圖1。通過現(xiàn)場打磨開焊縫觀察，都是未熔合缺陷。還有在檢測時在焊縫坡口底部2-3mm深處發(fā)現(xiàn)缺陷，缺陷的指示長度也很長，焊縫兩側(cè)探傷時都能明顯檢測到。這種現(xiàn)象基本確定是未焊透缺陷。

二、兩種缺陷產(chǎn)生的原因

未熔合產(chǎn)生的原因很多，比如焊接能量過小、焊條藥皮偏心等；操作失誤方面的原因有電弧離坡口過遠、運條不當、擺動時在兩端停留時間過短以及焊條或焊絲傾角不合適等；當母材坡口或前一層焊縫表面有銹或臟物，使母材或前一層焊縫金屬未得到充分熔化就被填充金屬覆蓋而造成未熔合。

針對施工現(xiàn)場的實際情況在和現(xiàn)場施工技術(shù)人員討論這種缺陷的原因，上坡口處的每層焊道邊緣處產(chǎn)生未熔合現(xiàn)象，原因是由于母材厚度太大而焊絲又不擺動或擺動幅度不夠大，從而造成離焊絲較遠的上坡口面的某些部位溫度過低，形成未熔合現(xiàn)象；沿下坡口未熔合主要原因是焊接過程中電流太大而焊速又過慢，從而導致鐵水沿母材的下坡口面向外流，覆蓋在低溫的下坡口面造成未熔合。

未焊透產(chǎn)生的原因有焊接參數(shù)選擇不當，如焊接電流太小、運條速度太快、焊條角度不當、坡口角度不合理或坡口對接間隙太小等，操作失誤也會造成未焊透。

現(xiàn)場分析原因是上下段構(gòu)件之間坡口距離過小，有時直接接觸上；不加底襯板；構(gòu)件的形式也造成焊縫不能進行雙面焊，不能在焊縫背面清根補焊。

三、兩種缺陷對結(jié)構(gòu)的危害

未熔合缺陷是一種面積缺陷，坡口未熔合對承載截面積的減小非常明顯，應力集中也比較嚴重，其危害性僅次于裂紋。未熔合本身就是一種虛焊，在交變載荷的作用下，應力將高度集中，極易開裂，是焊縫最危險缺陷之一。

未焊透的危害是減少了焊縫的有效面積，使焊接接頭強度下降。其次，未焊透引起的應力集中所造成的危害，比強度下降的危害大的多。未焊透嚴重降低焊縫的疲勞強度。未焊透可能成為裂紋源，是造成焊縫破壞的重要原因。

四、兩種缺陷的預防措施

防止未熔合缺陷產(chǎn)生的措施。焊前對坡口周圍進行認真清理，去除銹蝕和油污；正確選擇焊接方法，焊接的電流不宜太小，焊接速度不能太快；在正常施焊過程中焊接電流也不宜過大，否則焊條過于發(fā)紅而快速熔化，這樣就會在母材的邊緣未達到熔化溫度的情況下焊條的熔化金屬已覆蓋而造成未熔合；對于散熱過快的焊件可以采取焊前預熱或在焊接過程中同時用火焰加熱施焊；焊接操作要正確。

防止未焊透缺陷產(chǎn)生的措施。正確確定坡口形式和裝配間隙，認真清除坡口兩側(cè)的油污雜質(zhì)，合理選擇焊接電流，焊接角度要正確，運條速度要根據(jù)焊接電流的大小、焊體的厚度以及焊接位置進行選擇，不應移動過快，隨時注意不斷地調(diào)整焊接角度。對于導熱不良、散熱較快的焊件，可進行焊前預熱或在焊接過程中同時用火焰進行加熱。對于要求全焊透的焊縫，如果是有未焊透時，在條件允許的情況下可以將反面熔渣和焊瘤清理后進行加焊處理。

五、兩種缺陷在檢測中如何避免漏檢、錯檢

1、首先，現(xiàn)場對焊縫兩側(cè)母材要進行徹底的清理，去掉母材上的焊渣，混泥土渣等雜物，清理的長度要大于2.5KT。因為母材表面清理不凈，焊渣等雜物會使探頭和母材接觸不嚴，影響耦合效果，導致探傷效果下降。

2、其次，是設(shè)備的選擇。

鋼柱所用鋼板厚度一般都在40mm至60mm之間，應選用小K值的探頭，根據(jù)坡口的角度找好探頭入射點，盡可能使一次波或二次波與坡口垂直，這樣能加大坡口未熔合缺陷檢測出的幾率。

3、根據(jù)波形分析缺陷種類。

未熔合的超聲波檢測特征。檢測時，探頭水平移動，則波形較穩(wěn)定，從兩側(cè)探測時反射波幅不同，有時只能從一側(cè)探到。這是由于未熔合部位的兩側(cè)截面形狀差別較大，反射波的方向和強度也有很大的差別。檢測時，當只在一側(cè)檢測到缺陷，用鋼尺測量位置正好位于坡口處時，應慢下來，并在焊縫另一側(cè)將探頭拉后，用二次波仔細檢測，應該就能檢測到較強的回波。這時再次測量缺陷的位置，如還在坡口處，就可以判定為未熔合缺陷。

未焊透的超聲波檢測特征。未焊透缺陷的反射波幅較高，具有一定長度和固定位置，探頭水平移動時波幅較穩(wěn)定，從焊縫兩側(cè)探傷時波幅大致相同。這是由于未焊透部位的兩側(cè)截面形狀差別不大，反射波的方向和強度基本相近。但有時候焊縫根部缺陷是由于母材錯邊引起的這個需要在檢測前觀察焊縫兩側(cè)母材是否有嚴重錯邊的情況，如果有嚴重錯邊就有可能是錯邊引起的回波，需與焊縫未焊透區(qū)分開。

六、結(jié)論

未熔合與未焊透是超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場焊接常見的缺陷，了解了未熔合與未焊透產(chǎn)生的原因及危害，做好檢測前的準備工作，選擇合適的設(shè)備，掌握每種缺陷的波形特征，能幫助我們正確找到缺陷并區(qū)分缺陷的類型，防止漏判或誤判。使我們在檢測過程中能更好的為工程安全負責。

參考文獻

1、淺談如何識別未焊透與未熔透 黃維生 中小企業(yè)管理與科技

2、GB/T 11345-1989 鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級

3、GB/T 50621-2010 鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測技術(shù)標準