鋼結(jié)構(gòu)工程焊縫無損檢測技術(shù)的分析
2013-02-26 來源：作者：武衛(wèi)國 來源：中國論文網(wǎng)
1、引言
焊接作為一種鋼構(gòu)連接的基本加工工藝方法，廣泛地應(yīng)用各種鋼結(jié)構(gòu)件中。在當(dāng)代鋼結(jié)構(gòu)建筑業(yè)中具有十分重要的地位。焊縫質(zhì)量檢驗是焊接質(zhì)量控制的重要內(nèi)容，焊縫缺陷檢測又是焊接檢驗的主要內(nèi)容。受焊接過程中各種參數(shù)穩(wěn)定性的影響，焊縫有時會出現(xiàn)裂紋、氣孔、夾渣、未熔合和未焊透等缺陷。為了保證焊接構(gòu)件的質(zhì)量，對焊縫缺陷進(jìn)行檢測、評價是很重要的，除了目測焊縫表面缺陷和成形缺陷外，通常用無損檢測查找焊縫的內(nèi)部缺陷。
2、鋼結(jié)構(gòu)中焊縫的種類
鋼結(jié)構(gòu)焊縫起著桿件或構(gòu)件間保證可靠傳力的重要作用，焊縫連接最常用的幾種接頭形式，即對接接頭、搭接接頭、T形接頭、角形接頭和十字形接頭。
3、鋼結(jié)構(gòu)焊縫的焊接結(jié)構(gòu)的特性
焊接結(jié)構(gòu)具有的優(yōu)點：鋼結(jié)構(gòu)建筑得到迅猛地發(fā)展和應(yīng)用，與人們對其特點的充分認(rèn)識和時代的發(fā)展是分不開的。
?。?）鋼結(jié)構(gòu)建筑具有以下六個方面的優(yōu)勢：
①強(qiáng)度高、質(zhì)量輕：鋼材與其他材料相比，強(qiáng)度要高得多，在同樣的荷載條件下，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面小，自重輕。
?、谒苄院晚g性好：鋼結(jié)構(gòu)材料具有良好的塑性，在拉力作用下，有明顯的屈服域，因而不會應(yīng)超載而突然斷裂。而且結(jié)構(gòu)材料的塑性在一定條件下，還可以利用，即可塑性設(shè)計。
?、鄄馁|(zhì)均勻：接近各向同性實際工作性能與結(jié)構(gòu)的理論假定計算吻合度高。
?、芙Y(jié)構(gòu)安裝方便、施工期短：鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件由于是工業(yè)化生產(chǎn)，在建筑工地只需要拼裝，故施工速度快，工期短，從而可以使建筑物提早投入使用，發(fā)揮投資效益。
?、蒌摻Y(jié)構(gòu)建材綠色環(huán)保：長期以來，鋼結(jié)構(gòu)較砌體結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)而言是十分綠色環(huán)保的。
?。?）焊縫連接存在的問題
①受焊接時的高溫影響，焊縫附近的主體金屬中存在所謂“熱影響區(qū)”，這個區(qū)的寬度隨焊接速度和焊接所用電流強(qiáng)度的不同而有所變化，大致為5～6mm。熱影響區(qū)內(nèi)隨著各部分溫度的不同，其金相組織及性能也發(fā)生變化，有些部分的晶粒變粗。硬度加大而塑性與韌性降低，易導(dǎo)致材質(zhì)變脆。
?、谑芎附庸に嚰叭藛T技術(shù)能力等因素的影響，焊縫易存在各種缺陷，如發(fā)生裂紋、邊緣未熔合、根部未焊透、咬肉、焊瘤、夾渣和氣孔等。
4、常規(guī)無損檢測方法及新技術(shù)
?。?）超聲檢測
超聲檢測儀的基本原理主要是利用超聲波的反射和透射特性，通過接收回波信號，進(jìn)行缺陷評定。超聲波遇到缺陷和兩種不同介質(zhì)的界面時都會發(fā)生反射，反射信號被探頭接收后，通過檢測儀內(nèi)部的電路轉(zhuǎn)換，就可以把缺陷信號和底波信號形象的顯示出來，根據(jù)超聲波的反射次序，我們可以輕易地將缺陷信號和底波信號分開，通過標(biāo)準(zhǔn)試塊進(jìn)行定標(biāo)，就可以實現(xiàn)缺陷的定位和定量。
（2）射線檢測
常用的射線照相技術(shù)是指使用X射線和Y射線輻照試件時，透過的射線強(qiáng)度（能量）在試件內(nèi)密度變化區(qū)域被不同程度地吸收，放置在試件背面的對射線敏感的照相膠片能記錄透射的射線能量差異構(gòu)成潛像，經(jīng)處理后轉(zhuǎn)變成具有可見黑度差的圖像，從而能夠顯示試件中缺陷的平面投影圖像以供評定。
?。?）磁粉檢測
磁粉檢測的基礎(chǔ)是缺陷處漏磁場與磁粉的相互作用，即鐵磁性材料或工件磁化后，在表面和近表面如有不連續(xù)性存在，則在不連續(xù)性處磁力線會離開工件和進(jìn)入工件表面發(fā)生局部畸變產(chǎn)生磁極，并形成可檢測的漏磁場，它吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合適光照下目視可見的磁痕，從而顯示出不連續(xù)性的位置、形狀和大小。
?。?）滲透檢測
滲透檢測的原理是利用液體的毛細(xì)管作用，將滲透液滲入固體材料表面開口性缺陷處，再通過顯像劑將滲入的滲透液吸出到表面顯示缺陷的存在的方法。
?。?）磁記憶檢測
磁記憶檢測方法的原理為:鐵制工件在工作時，受工作載荷的作用，在應(yīng)力和變形集中區(qū)域內(nèi)會發(fā)生具有逆磁致伸縮性質(zhì)的磁疇組織定向的和不可逆的重新取向，而且這種磁狀態(tài)的不可逆變化在工作載荷消除后不僅會保留，還與最大作用力有關(guān)系。
?。?）超聲C掃描檢測
根據(jù)超聲波的主要特性，超聲波C掃描是利用聲速的指向性對缺陷進(jìn)行定位，利用聲反射或者穿透聲壓的大小來鑒別材料缺陷的大小，根據(jù)聲速和聲波在介質(zhì)中的傳播至缺陷所需的時間可以測定缺陷的距離R。
當(dāng)缺陷的尺寸< /2時，由于超聲波衍射作用而不產(chǎn)生明顯的反射信號，從而無法顯示傷痕，因此缺陷尺寸最小檢測缺陷為 /2。為此從這一角度講超聲波檢測所用的頻率應(yīng)愈高愈好，但是頻率愈高達(dá)超聲波在介質(zhì)中傳播衰減大。一般取頻率為0.5MHz～10MHz之間。
5、結(jié)論
本文介紹了鋼結(jié)構(gòu)焊縫的種類及焊縫連接存在的問題，詳細(xì)的分析了常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)工程焊縫無損檢測方法及檢測原理，對本人實際工作中遇到的問題具有理論指導(dǎo)意義，在實際工作中，總結(jié)的經(jīng)驗是對于鋼結(jié)構(gòu)對接焊縫的檢測，射線檢測更易于定性和定量，而超聲波檢測則效率高。
