钢结构桥梁焊缝超声检测技术应用探讨

邱德文

摘 要：超声波检测是无损检测中的一种，因其设备便于携带、造价低廉、操作简单、自动化程度不断提高等优点，使超声检测技术在产品质量的检测中得到广泛的应用。超声检测技术在钢结构桥梁焊缝中的应用，能够提高焊缝的焊接水平，保证焊接质量。对此，文章主要对超声波检测技术在钢结构桥梁焊缝中的应用进行了研究。

关键词：钢结构桥梁；焊缝；超声波检测；应用

随着我国交通的日益繁重，大中型桥梁建设的不断增加，由于快速施工和结构安全的需要，钢结构在桥梁中得到前所未有的青睐。但是，在钢结构桥梁施工过程中，其焊接工艺技术水平直接影响着桥梁的施工质量，无损检测技术在钢结构桥梁焊缝检测中的应用，可以为钢结构桥梁焊接工艺提供保障。对此，为保证桥梁施工和运营的安全，企业应加大超声波无损检测技术在钢结构桥梁的应用力度，为钢结构桥梁的成桥验收提供可靠的凭证。

一、超声无损检测概述

目前，广泛使用的数字式超声波探伤通常是利用发射法对被测物体如钢板、焊缝等发射超声，再利用其反射来获取被测对象内部的缺陷信息并经过处理形成图像。其中透射法是在被测对象两侧放置两个探头，对超声分别进行发射和接收，然后分析超声穿透物体之后的变化，从而确定物体内部是否存在缺陷。

二、钢结构桥梁的超声检测方法

超声波检测技术从检测方式上可以分为脉冲反射法和穿透检测法等方法。下面着重介绍了脉冲反射超声检测：

一般来说，脉冲反射法只需要一个探头进行检测，既可以发射，又可以接收超声波。当要检测的焊件没有缺陷时，探头可以接收到检测的焊件上表面反射的始波和下表面反射的底波。当焊件存在缺陷时，在始波和底波之间就会有缺陷波的显示，我们利用缺陷波在时基轴上的位置就可以明确的知道缺陷在焊件中的位置，而缺陷波的高度是取决于其对超声束的反射面积的，一旦有缺陷波出现，底波高度就会下降。当焊件中存在大于声束界面的较大缺陷时，全部的声能就被缺陷所反射，探头只能够接收到始波和缺陷波，底波因此消失。

三、桥梁钢结构的缺陷

在桥梁的钢结构建筑中，为了提高钢结构根部区域的截面的抗剪承载能力，所以在设计施工的时候会增设腹板下弯钢束，而下弯钢束在拉伸的时候，沿钢束方向的纵向就容易出现裂缝。在长期的使用中，由于桥梁钢结构混凝土承受的拉应力超过混凝土能够承受的拉应力的时候就会出现受力裂缝。除此之外，混凝土在后期的使用中由于温度变化、收缩以及施工措施不当等也会产生裂缝。一些桥梁在拆模后，桥梁的腹板上容易出现蜂窝、空洞以及钢筋外露等现象。

四、钢结构桥梁焊缝超声检测技术应用

（一）在钢结构焊接裂缝中的运用

对于钢结构中焊缝裂缝的检测是采用斜探头横波探伤装置来检测的，超声波波速斜向射入，通过观察反射回来的声波和声波往返的时间来判断是否存在伤脉冲，同样观察有无伤脉冲来判断钢结构是否存在焊缝，如果桥梁钢结构中存在焊接裂缝，可以根据探头在试件上的位置和伤脉冲与始脉冲和底脉冲之间距离的关系来确定焊接裂缝缺陷的大小和位置。在焊接裂缝检测探伤中，首先扫查检测处，检测钢结构的焊接处有没有横向或者纵向的裂缝缺陷，然后使用斜平行和平行扫查来对焊缝区可能存在的斜向或者斜横向是否存在缺陷，最后进行精探，方法和初探一样，但是探伤的速度要更慢。

（二）在钢结构未熔合问题中的运用

对于钢结构中未熔合的问题，片状的缺陷与裂纹缺陷比较类似，波形比较明显，回波高峰较大，并且波幅也比较宽，有的时候还会出现多峰的现象，当探头在水平方向水平移动的时候，显示屏上会出现稳定的波形，转动探头的时候，波峰会出现上下的错动。对于未熔合缺陷，有的时候只能从一侧检测到，有的时候又可以从两侧探测到，但是从两侧探测到的时候反射的波幅是不一样的。

（三）在钢结构未焊透问题中的运用

钢结构出现未焊透的缺陷会表现出非常大的破坏力，所以在利用超声波探伤技术探伤的时候，反射率较高，产生的波幅也较高，这个时候通过平移探头会显示出比较稳定的波形，在焊缝的两侧进行探伤时可以得到大致相同的反射波幅。如果焊缝出现未焊透的问题，接头的机械性也会因此受到影响，在未焊透的接口处的缺口或者端部就会形成应力的集中点，这是一种比较大的危害，钢结构在开始使用后就会出现裂纹。为了避免这种情况，在焊接时，就应该合理选择焊接工艺，同时选择合理的装配间隙、坡口形式等，尽量避免未焊透问题的出现。

（四）在钢结构气孔问题中的运用

如果钢结构中存在气孔，那么气孔的回波就会比较低，从气孔的不同方向检测产生的波形大致是一样的，但是波形会随着探头的移动而消失。在检测显示屏上，当显示出一簇反射波的时候就说明在这个检测的部位存在密集的气孔，同时，不同大小或者数量的气孔都会影响波形的高度，如果移动探头反射波就会彼此起落。钢结构出现气孔主要是因为焊条药皮的脱落以及焊芯的腐蚀等，另外，焊条药皮的变质以及焊丝在使用之后没有除锈都会引起气孔问题，为桥梁钢结构造成巨大的危害。

五、结语

目前，我国的检测水平已基本满足检测市场的需求。在科学技术的推动下，現代超声检测技术正向着智能化、自动化、图像化、数字化、小型化、系列化、多功能化、信息化、交叉领域的前沿方向发展，以满足现代质量对无损检测的要求。因此，深入分析超声检测技术在钢结构桥梁中的应用，对保证桥梁焊接质量有重要意义。

参考文献：

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