钢结构不等厚板对接焊缝的超声波检测

尹菲默 张春梅

摘要：如今，在社会的不断发展过程中，科学技术也得到了进一步的提高。这也使的我国各行各业都发生了巨大的变革，钢结构由于其优良性能被广泛的应用在建筑业、工业等领域。在钢结构的实际应用过程中，在受力较大处常常采用不等厚板对接满焊来提高钢结构的强度。但在焊接的过程中，由于两侧不等厚，因此在焊接过程中会出现受热不均的现象，如此便会造成焊接部位产生较大的应力，对结构的强度有所影响。基于此，本位围绕着钢结构不等厚板焊缝展开论述，对其对接接头型式展开论述，并利用超声波对焊接缝处进行检测，以保障钢结构焊缝的质量

关键词：钢结构;不等厚板;焊缝;超声波;检测

一、结构件不等厚板的对接接头型式

在进行钢结构不等厚板焊接的过程中，一般情况下采用X型坡口的方式进行焊接，焊接方式为双面焊接。通常情况下在焊接时由两种对接接头的型式，一种是一边斜面，另一边平口;另一种是两边均为斜面，具体焊接型式如图1所示：

二、准确定位

在进行超声波对焊缝进行检查时，如果对在斜面上进行探头感应，虽然探头角度没有任何变化，但显示屏上所显示处的数据只有声程是对的，其余水平和深度位移的相关数据具有一定的错误性。为了保障定位等数据的准确，需要在其中引入一个新的K值。

根据三角函数关系可以进行K值的计算：

式中：

θ ----斜面与水平面的夹角;

α ----超声波探头探测时的角度;

L ---- 在斜面进行探伤时所探伤的前沿长度;

根据关系式可以得知：

在改变超声波探头探测时的角度与斜面进行探伤时所探伤的前沿长度时，便能对焊缝位置进行准确的定位。

三、准确评级

在对不等厚板焊缝进行超声波检查的过程中，在条件不发生改变的情况下，对同一焊缝进行检测时超声波所反射出的反射波高和反射距离具有一定的比例关系，通过上述工序后，能够对焊缝进行准确的定位。本位以水平扫描为例，如果在检测过程中某一位置出现距离和波幅与DAC曲线差异较大的反射波。在精确的计算后发现，波形衰减只与α和θ有一定的关系，如果在对同一斜面进行检测时，利用的探头也是同一个探头，那么便可以通过增益的调整来进行准确的评级，具体内容如下：

3.1水平法调节的扫描速度

在利用水平法对扫描速度进行调节时主要是通过K值的改变来进行，此时在焊缝的同一区域所出现的发射波具有如下关系：在平面处的声程和斜面处的声程关系为：

由此式可以得知，斜面和平面的声程比为：

如果在探伤的过程中利用CSK-ⅢA试块来对探伤灵敏进行调节，回波声压和波形的距离也具有如下关系：

探伤过程中所出现的回波分贝差值为：

对△的绝对值进行调整便能够进行正常的定级。

3.2利用深度法对扫描速度进行调节

在利用深度法对扫描速度进行调节时主要是通过K值的改变来进行，此时在焊缝的同一区域所出现的发射波具有如下关系：在平面处的声程和斜面处的声程关系为：

由此式可以得知，斜面和平面的声程比为：

如果在探伤的过程中利用CSK-ⅢA试块来对探伤灵敏进行调节，回波声压和波形的距离也具有如下关系：

探伤过程中所出现的回波分贝差值为：

对△的绝对值进行调整便能够进行正常的定级。

3.3声程法调节的扫描速度

在利用深度法对扫描速度进行调节时，由于声程与K值没有直接的关系，而且声程只与脉冲波在发出和接受之间的时间有关系，因此在超声波探测仪进行不等厚板焊缝的检测时，通过K值和前沿距离的更改能够看出波幅与曲线是否能够一一对应，该种方法相较于前两种较为简便使用，不需要进行参考增益的调节，因此被广泛的应用与焊缝的检测过程中。

四、信号识别与评定

4.1判断超声波检测仪所发出的伪信号

在对不等厚板焊接处的焊缝进行超声波检测的过程中，伪信号是常见的一种信号，该信号对检测结果没有任何参考价值，甚至会影响检测结果的准确性。因此，在检测的过程中相关计算人员要学会区分伪信号：①在对焊缝进行检测的过程中，探测头常常会遇到焊角反射的情况，该种情况下一般与焊缝的余高有较大的关系，一般情况下，余高越高，反射越大，在对此种情况进行判定时可以用手指沾耦合剂触碰焊角处，观察发射波是否会跳动;②耦合剂反射，如果在探测过程中探头前耦合剂涂抹太多也会引起反射信号的改变。

因此，为了辨别焊缝探测波形的质量，防止出现漏检、误检的情况，在检测过程中需要关注以下几点：①在检测过程中，选用性能良好的仪器和探头，在检测之前还要对一起进行检测，避免出现探头和仪器出现杂波而对检测结果产生影响;②对焊缝连接位置的上下表面的回波进行细致的甄别，通过焊缝结构和外形的观察来判定超声波回波信号是否准确;③在进行回波评判时尽量选择一次回波法，避免出现误判的情况。4.2缺陷信号的识别 在不等厚板焊接的过程中，一般会出现焊接裂纹、未融合、未焊透3种损害结构强度的焊接问题。如果焊缝出现这三种问题，利用超声波检测时回波幅度较大。但有时由于不等厚板的结构限制会产生较低的回波幅度。因此，在检测过程中需要采用多个探头对焊缝进行多次扫查，从而避免出现误检、漏检的情况。

五、结语

随着社会的逐步发展，钢结构由于其自身优异的性能被应用于各行各业，在钢结构的连接过程中，焊接是最为常见也是应用最为广泛的一种技术，在焊接的过程中，难免会遇到不等厚板焊接，在此种条件下进行焊接时常常会出现裂纹、未融合、未焊透等焊接缺陷，如此会严重的影响钢结构的性能，如果有缺陷的焊接结构在受力较大处应用，会严重的影响整体结构的安全性和可靠性。因此对焊缝进行严格的检测时必不可少的工作之一，其中超聲波检测便是最为关键的一种检测技术，该种技术能够有效的检测处焊缝所存在的缺陷，以次来剔除不合格的焊接产品。因此，相关行业应当加大对超声波检测的应用力度，一次来推荐我国钢结构产业的发展。