鋼結構焊接驗收中無損檢測的應用及缺陷預防

段文博

摘 要：機械焊接結構主要是指用焊接的方法所制造的金屬結構，這些焊接結構的種類比較繁多，其中種類的分法也有很多，比如說機械設計中一些半成品通過焊接技術成為一個整體的結構，這些技術通常用于車輛結構，飛機結構等等的方面。超聲波探傷技術顧名思義就是利用超聲波對材料內部的缺陷進行探測的一種無損傷檢測，所以稱之為超聲波探傷。這一技術所使用的超聲波的頻率一般在20000Hz左右，是一種機械振動。也是鋼結構焊接質量中常用的一種技術。接下來文章將重點分析超聲波無損檢測在鋼結構焊接質量驗收中的應用及常見缺陷的預防。

關鍵詞：超聲波無損檢測；鋼結構焊接；缺陷的預防

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.003

1 鋼結構焊接常用的無損檢測的主要方法

在鋼結構焊接中，無損檢測方法有很多種，常用的主要包括射線探傷，超聲波探傷，磁粉探傷，滲透探傷和全息探傷，這些方法對于鋼結構焊接的無損檢測有很大的幫助，其中射線探傷主要用于檢查焊接中焊縫的內部損傷，主要通過借助X射線的照射，將焊接接頭不用照射在相應的相片中或者是熒光屏幕中，以此來評定焊接質量的等級，等級分類主要判斷依據是底片中缺陷的形狀大小和數量。超聲波探傷主要是利用超聲波對材料內部的缺陷進行探測的一種無損傷檢測，所以稱之為超聲波探傷。磁粉探傷主要是利用強磁場，在強磁場中，鐵磁性的材料表層的缺陷能夠產生漏磁場從而吸收一些鐵粉，利用這一現象進行無損檢驗。滲透探傷和全息探傷也是無損探傷的主要方法，其中滲透探傷主要利用的是材料的物理性質，有色染料和熒光染料有較強的滲透性，所以可以利用這一性質將焊縫的缺陷顯示出來。

2 超聲波無損檢測在鋼結構焊接質量驗收中的應用及常見缺陷的預防

（1）外觀缺陷。所謂的外觀缺陷指的就是能夠在不借助相關儀器的情況下，就可以發現器件表面的一些缺陷。我們一般常見的一些外觀缺陷包括凹陷，焊接變形，焊瘤以及咬邊，除此之外，器件的表面還有可能出現氣孔和表面裂紋的情況或者是單面焊接的情況下常常發生沒有焊接透的情況等等。凹陷指的是在焊縫表面或者是背面形成的低于母體材料的一種缺陷，為了防止凹陷的發生，可以采用電流衰減系統的焊機，盡可能的使用平焊，同時采用合適的焊接規范。焊瘤是在焊縫中的液態金屬在加熱不夠的母體材料形成的，或者是冷卻后沒有與母體材料熔合的多余部分也稱作焊瘤。為了防止焊瘤，主要的操作就是將焊縫處于水平，在合理操作的情況下采用無偏芯焊條等等。外觀缺陷中的咬邊指的是在一種缺口，這種缺口是在母體材料形成的溝槽，主要的形成原因是在母體材料被電弧熔化之后沒有得到熔敷金屬的及時和充分的補充。為了能夠消除咬邊的外觀缺陷，主要的途徑就是操作姿勢需要正確，而且還需要采用良好的運條方式，還有一種消除咬邊的方法就是對焊腳進行焊縫的時候，需要用交流焊，而不是直流焊，而且這種方法操作簡單有效。未焊滿指的是焊縫的表面出現了一些連續或者是間斷的溝槽，主要的形成原因是填充金屬不足，或者是規范不嚴格，焊條太細，運條不當等等。為了防止未焊滿，應該加大焊接的電流。

（2）氣孔和夾渣。氣孔指的是在焊接的過程中，在金屬凝固之前熔池中的氣體沒有溢出從而殘留在焊縫中間，這樣就形成咯氣孔。這種缺陷也是比較常見的，而且有一定的危害。當氣孔存在時，焊縫中的有效面積就會大大減少，從而使得焊縫疏松，這樣就直接降低了接頭的強度，同時也會降低塑性，有的情況下也會引起一定的泄露，而且氣孔是引起應力集中的重要因素。為了防止氣孔的發生，可以提前做一些清楚焊絲的工作，或者是將附近表面中的油污，水分或者雜物進行清洗，有時預防氣孔也可以采用堿性焊條或者是焊劑，還需要進行徹底的烘干。提前預熱能夠達到減緩冷卻速度的目的，采用直流反接和斷電弧焊接也能夠防止氣孔的產生。

夾渣所指的是在焊接后熔渣殘余于焊縫中的一種現象，夾渣的主要危害與氣孔危害比較相似，如果夾渣帶有尖角，在尖角處的應力可能會比較集中，所以有可能成為裂紋的源頭，危害還是比較大的。

（3）裂紋。裂紋指的是因為焊縫中的原子結合被破壞而在新界面中產生了縫隙的現象。為了防止裂紋的產生主要的措施包括一下幾點：

1）所使用的焊接材料中含碳量要相對來說比較低，同時要盡可能的減少磷和硫等一些有害元素的含量。

2）為了減小柱狀晶和偏析，可以適當的加入一些合金元素，比如說鋁，鎂，鐵等等，這些元素的加入可以將晶粒細化。

3）合理的選用焊條，焊接之前進行預熱，焊接以后也需要加熱，從而降低冷卻速度。

（4）未焊透。未焊透是指母體材料的金屬熔化而焊縫金屬沒有進去接頭根部的現象。產生這個缺陷的原因有很多，主要是焊接的電流小，焊接尺寸不合理，焊條偏芯度大，可以利用交流電代替直流電來防止未焊透缺陷的發生。

3 結束語

通過對本課題的研究，對我國的超聲波無損檢測在鋼結構焊接質量驗收中的應用及常見缺陷的預防有了清楚的掌握，所以在接下來的發展中，我國的這一技術將會得到更好的發展。

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