焊縫超聲波探傷時應注意的幾個問題

劉來根

摘 要：鋼結構本身所具備的輕自重、強抗震等優勢特性，使其在建筑工程領域當中得到了廣泛應用，尤其是在一些體育場館、工業廠房和各類民用建筑。然而將鋼結構應用于建筑施工中，焊接過程的焊縫問題難以避免，相應的焊縫缺陷也時常出現，對此開展相關的研究工作便具有至關重要的作用與價值，應當引起人們的重視與思考。據此下文中將主要就常見的焊縫類型及其內部缺陷展開相關的分析工作，并基于超聲縫探傷的原理及分類基礎上對超聲波探傷在焊縫缺陷中的檢測展開深入研究。

關鍵詞：焊縫；超聲波探傷；問題

1 焊縫類型及內部缺陷

1.1焊縫類型及剖口型式

在建筑鋼結構體系之中一般包含有兩類情況：即門式剛架與網架空間兩種結構體系，而其中門式剛架的數量相對更多。一般的焊縫類型通常為對接焊縫與T型焊縫兩類。其中對接焊縫即為將兩母材放置在同一平面，促使其邊緣對其，順著邊緣焊接所產生的焊縫即為對接焊縫；而將兩母材焊接為T字行即為T型焊縫。為了確保焊縫位置的兩母材在焊接后可以完全熔合，在焊接操作前應當依據焊接工藝標準于接頭位置開以適當的坡口，其中剛結構焊縫的常見坡口形式一般為薄板、中厚板、厚板、T型連接等。

1.2常見內部缺陷

因為在實際的焊接過程當中會受到工藝、外部環境等相關內、外部等因素的干擾，鋼結構焊縫難免會出現內部缺陷情況。一般所較為普遍出現的內部缺陷情況主要有：夾渣、氣孔、裂紋、未焊透與未融合等樹種情況。從焊接缺陷的性質層面而言，但氣孔、點狀夾渣等均為一般性缺陷問題，其對整體焊接強度的影響不大；而其他積累缺陷情況則較為嚴重，會致使整體焊接強度降低。

2 超聲波探傷原理及分類

超聲波探傷技術是應用了超聲波在通過不同的介質后所形成的反射特征。超聲波在經由構件的檢測表層耦合劑抵達構件內部后，會于構件之中進行傳播，在遭遇焊接缺陷亦或是構件底部后便會反射到檢測探頭位置，進而依據超聲波在顯示屏中的具體位置以及波幅的高度，便能夠計算出超聲波所在的具體位置以及其大小情況。進而依據波形顯示的差異性，將超聲探傷儀可區分為A、B、C三種類型，其中A種脈沖反射式探傷儀較為常用。

3 儀器系統調校前的檢查

3.1儀器雜波

儀器雜波在屏幕上的位置基本固定，檢測時也不隨探頭移動而變化。其主要原因是儀器性能不良，抗干擾能力差，雜波信號未能得到充分抑制。如果超聲波檢測儀開機后，未連接探頭時，在儀器屏幕上已經顯示有回波，可適當降低靈敏度，觀察回波是否消失。如果靈敏度降低后，回波仍然存在，則可判斷為儀器雜波或者設備故障，應調換檢測儀器。

3.2探頭雜波

探頭雜波產生的原因主要有探頭吸收塊的作用降低或失靈、探頭卡子位置裝配不合適、有機玻璃斜楔設計不合理、探頭磨損過大等。在儀器連接探頭后，如果探頭未與試件接觸，在顯示屏上就出現回波或者是跳動的雜波。如可以排除儀器雜波，則可判斷為探頭雜波或者探頭已經損壞，應更換探頭。

4 系統調校與設置時應注意的幾個問題

4.1探頭零點和前沿測量時

由于超聲波聲束具有一定的寬度，為了利用主聲束軸線上的回波，在找底面回波和目標孔反射回波時，一定要用最高回波來判斷。探頭零點和前沿測量時，若使用CSK-IA試塊，探頭放置如圖1所示。應確保找到的回波是最高回波，并且是試塊R100圓弧面的回波，應注意避開側面頂點反射波。如果使用的是數字式超聲儀，測量時可使用儀器上的"自動增益"和"波峰記憶"功能，來幫助判定是否為最高回波。

4.2制作DAC曲線時

4.2.1試塊的選擇應注意和待檢部件的材質保持一致，聲學性能相近或一致。選擇試塊后，首先應檢查試塊表面狀況，有無明顯銹蝕等。若使用CSK-IIIA試塊，尤其要注意1×6反射孔內有無銹蝕、堵塞等，否則對DAC曲線的準確度有很大影響。

4.2.2制作DAC曲線時，一般測量3點～5點，應注意最小深度的點避開近場區的影響。最大深度的點滿足探測范圍的要求，一般為2T+10左右，其中T為工件厚度，單位mm。曲線制作完成后，可以選取兩個不同深度的橫孔，分別找到最高回波，比較距離和波幅與制作曲線時是否相同，若二者有一條誤差較大，應重新制作曲線。

4.2.3數字式超聲儀，軟件系統內一般預置有一些探傷標準供選擇，如NB/T 47013、GB/T 11345、DL/T 820等。在DAC曲線制作時，要注意正確選擇探傷標準，否則EL、SL、RL三條線無法正確設置，探傷靈敏度會相差很大。

4.2.4現在的數字式超聲儀一般都已經預設了調校程序，在操作時要時刻注意顯示屏上的文字提示。探頭移動找最高回波時，要確保閘門套住的是目標范圍內的回波。

4.2.5探頭與試塊接觸時，對探頭所施加的壓力，不宜過大，也不宜過小。有文獻指出控制在0.5kgf左右為宜，并且要和實際探傷時所施加的壓力保持一致。

5 現場實際檢測時應注意的幾個問題

5.1超聲波探傷的實施，應在表面檢查合格后進行。觀察檢測面有無溝槽、焊瘤、油污等，注意焊縫余高對檢測結果的影響。

5.2在檢測開始前，應注意對焊接資料的審查，判定待檢部件的材質、板厚、焊縫型式，以及是否有削薄處理、內表面是否焊有異物等，這些因素對檢測結果的判斷和缺陷的識別均有很大的影響。

5.3環境溫度會影響材料的聲速，從而影響探頭的實測K值、DAC曲線的制作、缺陷的準確定位等。所以實際探傷時的環境溫度，不能和儀器調校時的環境溫度相差太大。否則，應在檢測現場重新進行儀器探頭參數的測量和系統的調校。

5.4在實際檢測時，耦合劑的選擇應和儀器調校時所用耦合劑保持一致。若不對實際檢測時的聲能損失進行補償，那么缺陷的回波高度必然要小于實際的回波高度，容易在檢測過程中引起漏檢或誤判。

結論

（1）在超聲波檢測前，應進行儀器和探頭性能的檢查，及時排除故障或更換設備。

（2）在檢測系統調校時，應注意進行正確的選擇和設置，尤其是現在常用的數字式超聲儀，應注意儀器屏幕上的各種提示信息。

（3）在實際檢測時，要重視資料的審查和檢測條件的準備，同時注意現場環境和室內環境的差別，必要時重新進行系統調校和設置。

參考文獻

[1]張春陽.超聲波探傷在建筑鋼結構檢測中的應用淺議[J].河南建材，2017（04）：296-297.

[2]林強.鋼結構焊縫無損探傷質量檢測技術研究[J].江西建材，2017（08）：260-261.

（作者單位：江蘇省建筑工程質量檢測中心有限公司）