钢结构工程中钢梁对接焊缝超

1、实践经验钢结构工程中钢梁对接焊缝超声波探伤郑爱洋，徐永乐，魏东(大连市建筑科学研究设计院，大连116021U LTRASONIC INSPECTION OF THE BUTT WE LDE D SEAMS IN GIR DER STEELZHENG Ai 2yang, XU Yong 21e , WEI Dong(Dalian Institute of Aiclutectuial Scientific Reseaicli &Design , Dalian 116021, Cluiia中图分类号:TGI 15. 28文献标识码:B文章编号:100026656(20021220546202

2、钢结构工程中钢梁是主要承力构件之一，由钢板焊接而成，除要求钢板材质满足设计要求外，钢板对接焊缝的焊接质量必须达到设计规定的标准。 对接焊缝焊接工艺复杂，易出现未焊透、夹杂物、气孔、热裂纹和冷裂纹等缺 陷，尤其是与焊缝连接的母材边缘坡口的微观缺陷，如弥散状夹杂物和晶间组织不 均匀等,这些微观缺陷在焊接热的作用下会产生膨胀，导致焊缝和母材连接处产生 较强的热应力，当该应力高至材料本身不能承受时，钢板和焊缝就产生宏观裂纹或 延迟裂纹。历史上曾因此而发生过重大事故,所以对钢结构工程中的钢梁进行无 损检测是确保工程质量和使用安全的重要环节之一。1检测依据钢梁对接焊缝超声波探伤没有现行国家标准，因此借用J

3、B 4730- 1994标准， 该标准只适用于焊接板厚为8120mm的母材,而钢梁对接处板厚多为6mm ,因此 6mm厚钢板对接焊缝超声波探伤无标准可依。工作中曾尝试用此标准对板厚为610mm对接焊缝进行超声检测，结果不能令人满意。美国AS ME和日本JIS Z3060标准对6mm厚钢板对接焊缝超声波探伤工艺规定用距离2波幅曲线进行缺 陷定量。据此使用现有的超声波探伤设备和试块对钢梁6nmi厚钢板对接焊缝进 行探伤，发现由于6mm钢板声程短，现有斜探头晶片大，易形成多次反射，焊缝 余高反射波干扰严重而使波形难于辨认，缺陷定量困难。在此通过改变探 头晶片尺收稿日期2002210214寸，根据国外

4、标准制作对比试块来满足探伤要求。2仪器、探头和试块选用A型脉冲反射式超声波探伤仪，要求仪器性能指标符合Z BY 84标准规 定。考虑到厚度只有6mm的钢板超声波探伤，探头近场区对反射波的影响强烈， 因此还要求仪器具有抑制近场区杂波的能力。探伤中采用单斜探头直接接触法， 探头晶片尺 寸为 Sunn xl2nmi 9mm x9nun，频 率为 2. 5510MH z , K =2. 53. 0, 仪器探头组合灵敏度为3540dB o根据钢梁上下盖板及腹板的不同厚度，制作一套厚度不同的对比试块，与CSK2 I A ,CSK 2III A标准试块配合使用。制作中要求对比试块材质与被探工件相 同，表面不

5、加工，试块内部无缺陷，焊接工艺、焊缝以及母材晶粒度与被检钢梁一 致。对比试块参数见表1,尺寸见图1。3制作距离2波幅曲线n Rio为使钢梁对接焊缝超声波探伤缺陷定量有个统图1对比试块尺寸图645 第24卷第12期2002年12月无损检测NDTV ol. 24 N o. 12Dec .2002表1对比试块参数nun板厚T孔径孔深6200x30<lx638200x30<lx6410200x30<1x65标准，探伤前先用对比试块制作距离2波幅曲线。首先用CSK2I A试块校对仪器至1 ： 1比例，再在对比试块上用<lnmi x6inm短横孔作反射体确定被测试件声程与水平距离。

6、将探头置于I处（图2a, 找出最高反射波峰并使用增益、抑制旋钮将波峰调至荧光屏满刻度，即100%高 度，记下此时的衰减分贝值。再用类似方法（不改变增益和抑制测出II ,【II, IV 的波幅最高点，最后连接四点绘成曲线（图2b ,即6mm板超声探伤的距离2波幅曲 线声程图(b波幅图图2距离2波幅曲线制作示意图制作距离2波幅曲线所用探头应为实际探伤所用探头。每次探伤前需对曲线上任意两点进行验证，误差不得超过2dB。在此距离2波幅曲线基础上，增加6dB绘制一条判废线(图3，降低6dB绘制条测长线，L中间的距图3实用距离2波幅曲线离2波幅曲线即为定量线，它适用于610mm厚钢板对接焊缝超声波探伤。该

7、曲线所用灵敏度可根据JB 4730- 1994标准中规 定的灵敏度选取。4实际探伤在钢结构生产过程中，对板厚610mm对接焊缝采用上述实用距离2波幅曲 线时缺陷检出灵敏度高，尤其是6mm对接板焊缝，由于钢板薄，焊缝宽度非常小, 实际探伤中底波与缺陷波间距窄，因此比较难分辨，用上述对比试块分别制作出 6,8和10mm曲线,再校准仪器，探伤中都能较真实地反映出缺陷当量（图4(a (b图4 6mm厚钢板焊缝探伤示意图L水平距离 d缺陷除度F缺陷波 T始脉冲 B底波实际焊缝探伤中荧光屏出现非缺陷信号，往往是由于焊缝窄，有时焊肉余高又 高所造成的，如不正确判断往往造成误判。解决这个问题需要特别精确地确定声 程距离，并根据水平位置来确定深度或用手粘上耦合剂，轻轻拍打焊缝两侧看反射 波信号是否出现跳动等进行综合判断。5结论(1用以上方法对6,8和10mm厚度板材对接焊缝进行超声波探伤，结果表明，探伤灵敏度一样时，缺陷的检出能力随钢板 厚度的减小而提高。(2为减少定位和测量误差，应尽量选用小晶片高频率探头，以减小近场区的长 度，否则将会增加缺陷定量误差。(3用钢梁基体材料制作对比试块，可省去各种耦合补偿的麻烦，用实测法制作