钢结构T形接头对接焊缝超声波检测

牛岭

摘 要针对T型角焊缝各种不同的探伤方法，对钢结构太板梁T型角焊缝超声波探伤方法进行了比较选择，确定T既符合铜结构标准器方便检测的探伤方法，说明T探伤I艺对保证产品质量的重要性。

关键词角焊缝翼板腹板

1 前言

目前现代化钢结构厂房的应用越来越多,它涉横梁、吊车梁和焊接工字梁的制造及安装,按照图样技术条件及规范要求,钢结构件的翼板和腹板采用角焊接的焊缝形式,重要部位焊缝必须焊透。对需要焊透的焊缝按技术条件及规范要求进行检测,以确保角焊缝内不存在未焊透缺陷。GB 50205 —1995 《钢结构工程施工及验收规范》明确要求用超声波检测方法对角焊缝整个截面进行检测。执行GB11345—89《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》中B级检验等级并达到Ⅱ级评定等级要求，针对这些角焊缝的超声波检测，各种教材和标准中叙述了不同的探伤方法，倒如，用直探头在翼板上进行探测，用钭探头在翼板的内外侧进行探铡，或用钭探头在腹板上进行探测。那么哪一种方法在实际生产上较方便实用，而又能达到检测要求和目的呢?笔者在角焊缝实际探伤过程中，对各种探伤方法进行了摸索，总结出了针对这些T型角焊缝较好的探伤方法。

2 钢结构中角焊缝检测的目的

钢结构构件的制作安装，相对于受国家安全监察的特殊设备锅炉、压力容器，其无损检测的要求及方法、标准、规范是滞后的。在较早的技术条件中，对于大板梁构件要求焊透的T型角焊缝，仅要求在角焊缝中不得存在未焊透缺陷．对于应达到几级标准及怎样检测未作出规定。近年来，由于工程监理制度的实施，对钢结构件焊缝的无损检测越来越被重视，超声波检测不但要求对角焊缝中未焊透缺陷进行检测，而且必须对整个焊接截面上的缺陷进行检测，同时要求达到的一级焊缝质量。设计者的目的是通过提高对钢构件制作质量的要求来降低钢构件的安全系数取值，达到钢构件的轻型化，同时节约材料。为此，无损检测在钢结构制作安装中得到越来越广泛的应用，而钢结构中的角焊缝检测是钢结构中检测的重中之重。

3 角焊缝检测的方案选择

钢结构中的立柱、Z 字形大梁和吊车梁的材料一般为Q235A、16Mn 钢, 翼板厚度一般为12 ～ 24mm , 腹板厚度t 一般为6～14mm ,大板粱的总长度为7～20m不等。T型角焊缝的焊接为埋弧自动焊焊接，有时也采用手工电弧焊焊接，焊角的高度根据规范对重级工作制和大于或等于50t的中级工作制吊车梁要求为腹板厚度1 2mm。角焊缝超声波检测方案选择：

3.1 用直探头在翼板上对角焊缝进行检测，见图1。在翼板上用直探头检测角焊缝，由于在翼板上探伤时看不到焊缝(图1) ,必须以翼板边缘为准找出焊缝中心,画出一条基准线。采用5N10 ,5N12 窄脉冲直探头,扫描比例为1∶1,使<2mm 平底孔当量不漏检,利用钢板大平底来调整探伤灵敏度(因窄脉冲探头对近场区有较高的分辨力),在此灵敏度下层状撕裂很容易探出。但仅能探铡角焊缝中部缺陷，而在腹板两侧的角焊缝上，由于角焊缝钭面和超声波波束扩散角使反射波杂乱，导致对缺艏的判断出现困难。另外，在翼扳上探伤时，由于看不到焊缝，必须在翼板上画一条线或以翼板边为基准，校正直探头的位置，从而对缺陷的位置作出判断 因此用直探头探伤较麻烦和困难。

图1 直探头检测示意图

3.2 在翼板的外侧用钭探头进行探伤，见图2。由于看不见角焊缝,须以翼板边缘为基准或在翼板上以腹板厚度1/ 2 处为准画一条基

准线来确定斜探头位置。因为钢结构件在焊接过程中会出现扭曲变形和翼板弯曲,使画出的基准线也发生变化,因此易对反射波产生误判。如以此基准线确定斜探头位置就不准确了,难以判断腹板背面角焊缝中缺陷位置。虽然这些扭曲和变形量在校正工序中得以校正，并控制在一定的范围内，但按制作工艺要求，超声波探伤是在校正工序之前，原因是超声波探伤可能出现焊接返修，重新引起焊接变形。因此，通过画线或翼板的边确定钭探头的位置从而判断缺陷的位置也是不准确的，容易引起对反射波的误判。另外在探伤过程中要随时了解探头的位置及确定反射波的位置，所以该方法费时费工。至于在翼板内侧进行超声波探伤，由于探头在翼板一侧探伤时，无法判断腹板背面侧角焊缝中缺陷位置，故一般不以采纳。

图2 在翼板上斜探头检测示意图

3.3 从腹板上进行超声波检测是一种较好的探伤方法，此方法与平板对接焊缝探伤方法相似。腹板在焊接后仍平整，大板梁的扭曲和冀板变形均不会对超声波捡测定位产生影响，探伤时能观察到角焊缝。大板粱在焊接后平放在地面上，这给超声渡探伤提供了良好的检测工位。在按较早技术条件探伤时，如选用K=2钭探头，只要在水平位置(水平l：1)3倍板厚位置跗近出现缺陷波+就能确认存在未焊透缺陷，判断缺陷简捷明了。在应用GB50205—2002时，11345—89中第7.2.2条B级捡验规定为：“原则上采用一种角度探头在焊缝的单面双侧进行检验，对整个焊缝截面进行探测，……。受几何条件的限制可在焊缝的双面单侧采用两种角度探头进行探伤。……”根据该条的规定，由于大板梁T型角焊缝探伤受几何条件的限制，在腹板上检测时应采用双面单侧两种角度的探头进行检验，保证整个焊接截面能扫查到，包括两侧的角焊缝焊肉。

3.4 探测条件的选择

1)探头的选择应根据腹板的板厚，选择K2或K2.5的探头，由于角焊缝的两侧焊角成等腰直角三角形，当选用K2或K2.5探头探伤时，两侧焊角有个扫查盲区，探头K值越太，扫查盲区也就越大，因此为了保证超声波扫查到整个焊缝截面，必须选择另一个钭探头为K1，这样才能保证扫查整个焊缝截面，同时满足B级检验等级要求的两种不同角度探伤的要求，见图3。

图3 在腹板上检测示意图

2)耦合剂应选用化学浆糊。

3)时基线比例的调整：由于腹板的板厚一般小于20ram+所以时基线的调整均为水平比例1：1。

4)灵敏度调整应选用GB11345—89标准RB试块，灵敏度不低于DAC一16dB，耦合补偿为2dB。

5)探测扫查：钭探头在探伤时，探头在焊缝腹板侧作垂直于角焊缝的锯齿形扫查，每次移动间距不大于晶片直径，同时在移动过程中作10～15度转动。为了探测焊缝中的横向缺陷+探头还应沿焊缝中

心线进行正反方向的扫查。

4 T型角焊缝超声波检测的特点

4.1 在钢结构角焊缝检测过程中，焊缝中主要缺陷为未焊透，为了能使该缺陷与超声波波束尽可能垂直，故尽量选取K值大的探头。在两种角度探伤中．重点是K2.0 或K2.5探头的探伤，固为它能检测到焊缝中绝太多数缺结包括主要缺陷。

4.2 对于判断为翼板内部缺陷时，应采用双晶直探头或用钭探头在翼板上内外侧进行确认是否存在层状撕裂。特别是对于用台金钢材料制作的大板粱更应作此检查。

4.3 选用较先进的超声波探伤仪，使探伤用的不同超声波探头的距波曲线存储在仪器中．在使用过程中随用随调，方便探伤。

5 结束语

(1) 钢结构T 形接头焊缝超声检测选择符合实际的探伤方法,能保证检验质量,提高工作效率。

(2) 采用被检材料制作对比试块,省去各种耦合补偿。采用实测法制作的距离2波幅曲线探伤,缺陷定量准确。

(3) 采用上述超声波检测方法,工作效率高,检测速度快,缺陷定量、定位准确,完全符合GB 11345 标准要求。

参考文献：

L【1】 云庆华等．无损探伤．劳动出版社

【2】 全国锅炉压力容器无损检测人员资格考核委员会 超声波探伤．劳动部锅炉压力容器安全杂志社

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。