焊接质量的超声波探伤无损检测探析

张栋 方志坚 胥文彪 马林梅

中核工程咨询有限公司 北京 100071

随着我国机械技术的发展，焊接技术也随之发展，二者相互影响相互推动，要保障机械设备的质量就需要注重焊接结构的质量，确保焊接得到科学的检测。在实际实践中，焊接技术需要进行通电以及加热，有效利用材料的融化与凝结，优化机械设备的结构稳定性，同时保障机械的安全性，在后续使用过程中尽量少出现各类问题。

1 超声波探伤技术及原理

在科学技术不断发展的过程中，无损检测中的超声波探伤技术是新兴的一项技术，该项技术的使用比较广泛，并且是一项重要的技术。超声波技术的科学合理使用能够检查钢结构的夹渣以及裂纹，以此充分掌握钢结构的施工质量。使用该项技术的安全系数比较高，而且比较方便快捷。超声波探伤技术的构成主要包含超声波探伤仪、探头以及耦合剂等，在介质中超声波传播时波型比较多，落实检验工作的过程中，比较常见的波型有横波、纵波、板波以及表面波等。技术原理如下：使用探头完成超声波的发射工作，在检验材料时快速完成传播工作，如果在检测的材料的过程中如果有气孔、夹渣以及裂纹存在，一些超声波将会被反射，让超声波接收器接受，并且将其现实在屏幕上，通过计算以及分析回波，能够掌握检验材料的实际情况[1]。

2 超声波探伤无损检测的主要检测内容

2.1 夹渣检测

夹渣检测是运用超声波探伤无损检测的主要形式之一，在进行检测的过程中，其形成的回波信号通常跟点状气孔具有相似性。在进行检测过程中，条状夹渣的自身探测信号会有波幅不高的特点，此外，在检测时，其有时候也有可能具有树枝状的特点。检测中工作人员可以进行多方向检测，进而分析回波产生特点。比如工作人员可以对焊接电流大小情况进行分析，查看是否因为电流产生波动，同时也可以对焊缝边缘清理程度等进行查看，通过选择合适的焊接电流等情况，提升整体的技术探测水平。

2.2 精确探伤

这种探伤方法应该确保探伤的精确度，具体方法的使用和初步探伤一致，只是需要放慢整个操作过程，仔细检查探伤的整个过程，避免出现漏测问题。如果第一次检测时发现了缺陷，第二次也需要进行再次检测，找到导致缺陷出现的最高的回波束，做好相应的记录，这样一来，也有利于改进缺陷情况。探伤时应该注意，需要根据每条焊缝的长度百分数来计算探伤的比例。面对需要局部进行探伤的焊缝，如果这些焊缝是允许存在的，此时，应该在该缺陷的两端位置处增设探伤长度，并且要保障增加的探伤长度大于10%。在具体落实探伤工作时，应该准确掌握钢材的结构特征，对每次的缺陷进行精准判断[2]。

2.3 气孔与夹渣的识别

当前很多钢结构在焊接过程中，由于焊接的温度较高，大量的气体产生的反应进行了吸收而产生了气孔，这些气孔会影响整个钢结构的稳定性。在焊接冷却凝固前，如果没能够很好的将气体放出，会成形成了一个个以气体为主的空洞。这种空洞有集成的空洞和单孔形成不同，气孔的特点不同，产生的原因也不一样。一般密集气孔反射波是簇状的，在检测时能够很容易地检出回波的高度，也根据气孔的大小和形状等为依据，很容易检测出气孔的形状，波形也比较稳定。但是，在检测时难度较大，需要通过不同方向的探测和不同的探测手段才能保证整个气孔的有效发掘，但在探测时不能随便的移动探头，防止其形状发生变化。同时，夹渣也是焊接之后经常会遇到的一个问题，在钢结构最后的焊接过程中，可能会出现金属和非金属的残留杂质和一些残渣，这些熔渣遇到温度较高的钢铁可能会使其表面形成不规则的形状，这种形状会影响整个钢结构的稳定，出现震动和压力使其发生断裂的几率也比较大。

2.4 裂纹检测

在对焊接质量进行超声波探伤无损检测的过程中，对裂纹进行检测是整体的检测重点之一。在进行检测时，裂纹的特殊情况使整体检测中的波幅变动相对较大，同时如果产生探头移动的情况，甚至还会出现连续变动情况发生。此外探头转动也有可能会对检测中波形的波峰情况产生影响，产生上下错动等影响，这些问题都会对焊接接头的强度造成影响，同时会出现热应力集中的现象。在具体的工作中，工作人员进行裂纹检测，需要对焊剂的碱度等进行调整，同时对焊接顺序进行调整，保证整体检测合理性[3]。

2.5 利用全息探测进行焊接结构检测

全息检测方式主要是利用全息技术，如激光、回声等方式对机械设备内部进行全息成像，全面扫描设备内部焊接结构，从而呈现三维立体场景进行直观检测。全息技术是十分先进的技术，其能够对设备焊接结构进行全面的系统化检测，同时呈现三维立体场景，保障检测过程的严谨性，从而利用高科技进行科学检测，确保焊接结构检测的质量以及效率，有效保障检测准确性。但全息检测的方式由于步骤复杂，运用的设备也十分先进且昂贵，因此检测需要消耗大量资金，是近年来才开始起步的新型技术，发展并不完善也不全面，但由于其检测技术的先进以及检测结果的准确性，在后续发展中有着越来越广泛的应用场景，因此其仍然有很大的发展空间[4]。

3 结语

总而言之，随着现代建筑工程项目的不断发展，先进的科学技术的运用给检查建筑材料的质量提供了相应的保障。如今，对于建筑工程中经常使用的钢结构而言，在对其质量进行检测时会普遍用到无损检测中的超声波探伤技术，该项技术的使用可及时、快速发现存在于钢结构中的缺陷，然后对相应问题展开分析，从而增强建筑工程中钢结构的稳定性。希望本次的相关研究可以为以后提高超声波探伤技术在钢结构检测中的应用水平提供建议。