李海平

（成都产品质量检验研究院有限责任公司，四川 成都 610100）

0 引言

超声波检测是一种检测方法，主要是在不破坏工件表面或不影响工件使用寿命条件下通过专用仪器设备对其内部缺陷信息的技术操作，简称无损检测。随着检测技术的发展，无损检测越来越广泛地应用于工业生产的质量检测中，在检测焊接质量过程中，无损检测发挥了自身检测间隔大、检测设备小、便于携带以及检测效率高等优势。另外在检测过程中，只会给探头造成磨损以及消耗磨合剂，因此检测成本较低。

1 工程概况

某高铁站规模为2 台四线，高铁站房属于线测平式，建筑面积为9995m2，为框架式结构，两侧附有两层用房，局部有夹层，候车室为1 层。这里在建造过程中涉及焊接的部位有钢结构网架、站台风雨棚、总钢量为860t，采用的主要材质是Q355B，这些主要的网架和风雨棚杆件需要加工好再按进度分批进场，以便进行组装或者焊接[1]。

2 超声明探伤无损检查的过程

超声波检测的效率较快，通常情况下，需要给出缺陷的种类、缺陷位置及长度，但是对于一些重要结构的承力和存在风向的项目，需要依靠探伤检测人员的专业知识和综合能力来判断，对探伤检测人员具有较高的要求。

2.1 校准

超声波检测所用仪器设备需要提前校准才能使用，工作人员需要依据相关规定和操作规范进行操作，保证仪器设备使用的准确性，校准在使用过程中十分重要，工作人员需要对使用设备及探头，在专用试块上进行校准，才能保证探伤检测的准确性。设备校准后还需要清理待检工件探测面，将清除表面干净，保证仪器设备的灵敏度等符合使用要求。除此之外，耦合剂的使用也需要选择合理，其黏度和流动性、腐蚀性会在一定程度上影响探伤检测的结果[2]。

2.2 首次检测

在准确进行探伤检测之前，应了解图纸上对钢架等结构焊接质量的检查要求，明确操作标准、查看无损检测工艺规程、工艺卡，确定待检材料的厚度等。此过程需要结合力学、化学、声学等方面知识，还需要认真关注示波屏中全部的回波信号，一旦回波超过了评定标准，应及时进行标记以便为后续的检测定量打好基础[3]。

2.3 精准探伤

顾名思义，这个过程需要保证探伤检测结果的准确性，因此在检测过程中需要控制好速度，做到认真仔细。对于首次检测中出现的问题也应当进行二次检测，并找出缺陷中的位置及长度，记录好以便改进。一些局部的焊缝，若缺陷在允许的范围内，需要在焊缝的两端延长探伤的长度，这个伸长长度应在检测长度的10%以上，因此操作人员应充分了解钢架结构，以免影响探测过程中的误判或漏检[4]。

2.4 探测复核

这一次检测是对以上两次检测结果的复验，探伤的方式、使用仪器设备、操作人员也应相同，为了减少检测时间，可以适当加快检测的速度。

3 超声波检测的技术要求和要点

3.1 技术要求

在超声波无损检测的过程中，需要较高的技术标准要求，工作人员不仅需要掌握多方面的综合知识，还要明确国家相关规定和标准，在开始探伤检测之前，充分了解图纸的内容，查看无损检测工艺规程、工艺卡，确定待检材料的厚度等为探伤检测做好充足的准备。超声波探伤检测更适用于其焊接质量方面的内容，保证符合设计图纸的要求标准，从而保证超声波探伤检测的效果。

3.2 操作要点

在进行超声波检测过程中，操作人员必须严格遵守操作规范来进行，针对所检焊缝的长度比例，运用科学合理的计算方式，从而保证所检焊缝的长度满足相关规定要求。另外，还需要确定探伤的时间在焊接工作结束24h 之后再进行操作，确保结果的准确性。

4 超声波检测用于焊接质量的检测与预防

超声波检测需要整合多方面的专业知识，同时这种检测方式根据被检测对象的种类和性质可分为几个方面，有气孔检测、夹渣检测、裂纹检测、未焊透检测、未熔合检测等。检测类型的检测机理和产生原因见表1。

表1 检测机理和产生原因

4.1 气孔检测与预防

利用超声波检测进行前期的气孔检测工作，是无损检测中重要的部分，能够为后期的检测工作打好基础。单个气孔的回波高度低，能够保证其自身的稳定性，同时进行多个方向的探测工作，反射波和回波是具有一致性的，但如果探头波表现出变化，反射波就会消失。另外，气孔检测过程中，密集气孔会出现一簇反射波，波高根据气孔的大小发生改变，当探头作定点转动时发生此起彼落。这类缺陷产生的原因主要是焊接材料没有在符合规定的温度下进行烘干造成的，从而使得焊条药皮发生变质脱落。也有可能是焊芯发生了锈蚀、焊丝清理不当或者是手工焊时使用的电流过大造成的[5]。如果气孔长期存在，就会导致仪器的检测性能下降甚至缩短使用寿命。气孔的出现可能是单一性的，也可能是集中多个存在的。因此在进行焊接工作时，一定要将焊接面清理干净，控制好焊接的温度，保证操作手法和温度符合技术的操作规范和相关要求。

4.2 夹渣检测与预防

超声波检测同样广泛应用于焊接夹渣检测中，通常情况下，夹渣的回波信号和点状气孔的特点一致，而条状夹渣的回波信号呈锯齿状，在这种情况下，回波的波幅较低。条状夹渣的波形为树枝状，在探头发生平移时会发生变动，因此工作人员能够在检测过程中掌握各个方向的反射波幅。产生夹渣的主要原因是焊接操作室电流过小以及焊接速度过快造成的[6]。为了预防焊接过程中夹渣的出现，需要严格控制电流大小和焊接速度，从而提高焊接质量。除此之外，还要提高工作人员对焊接操作流程和操作规范的重视，确保夹渣检测的顺利开展。

4.3 裂纹检测与预防

运用超声波检测对焊接质量中裂纹检测也十分常见，通常情况下，裂纹的回波高度比波幅的宽度要大，因此，当探头出现平移时，会导致反射波出现波动现象，但是裂纹在焊接工作中属于较为严重的质量问题，导致出现这种情况的原因是焊接强度的减弱和热应力的过度集中[7]。因此进行裂纹检测需要格外认真仔细，是一项复杂的任务。对裂纹的预防，需要工作人员将焊条和焊剂的碱度提高，同时严格控制焊接的工作流程，确保焊接工作按照相应的标准和规范进行，从而提高超声波检测在焊接质量检测中的效率。

4.4 未焊透检测与预防

超声波检测也可以用于焊接质量中的未焊透检测中。未焊透结构的反射率和波幅较高，因此在探头波发生平移时，反射波波形出于相对稳定的状态，在焊缝的两侧进行探伤无损检测，能够得到大体一致的反射波幅。产生未焊透质量问题的主要原因通常是由于坡口纯边间隙过小，或者电流太小和焊接速度过快，坡口角度小或者焊接角度不正确等。预防未焊透现象的出现需要在进行焊接工作时采用坡口型的装配间隙适中的科学合理的焊接工艺。

4.5 未熔合检测与预防

焊接质量的常见问题中，两个焊接面之间未熔合出现的频率也较高。这种问题也可以利用超声波检测来检查，在检测过程中，这种情况会导致波形不稳定甚至不可见。出现未熔合情况的主要原因通常是焊接之前两个焊接面的清理不当，有杂质残留，或者焊接期间电流过小等。预防这种未熔合焊接质量问题，需要工作人员在焊接工作进行之前，仔细对两个焊接面进行彻底清理，还要将电流的参数调整到焊接操作规定范围内，从而避免未熔合情况的出现。

钢结构在建筑工程中承重结构占据着一席之地，其独特的优势决定其应用的广泛性，钢结构的焊接质量直接决定着建筑工程的承重能力，影响着建筑工程的整体质量，对钢结构的焊接质量进行检测，对于保证整个工程的建筑质量具有重要的意义。

5 结语

近年来工程检测逐步高科技化、高效化、无损化，超声波检测方式也逐渐受到重视，这种检测方式能够促进建筑工程中钢结构焊接质量的提高，保证焊接对象的强度和安全性，是一种能够对钢结构的焊接进行全面的、统一的测试和检测方法。这种检测方式对工作人员的专业性和综合素养的要求较高，这就需要相关单位提高岗位门槛，保证持证上岗，加强对探伤检测人员的培训和管理，应持证上岗，保证超声波检测在焊接质量等各种检测中的作用发挥，从而保证建筑工程质量。