建筑钢结构工程及焊缝无损检测技术应用

建筑钢结构工程及焊缝无损检测技术应用

郑阔

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摘要：近年来，随着经济的发展和城市化建设的加快，高层建筑成为了城市建筑中的中流砥柱，并且在城市建筑的结构中，新兴的钢结构建筑形式逐渐得到建筑工程的广泛使用，并取得了相对显著的效果。当前在建筑钢结构处理当中，焊接已经成为了对钢结构进行连接的一种基本工艺，并且被广泛地应用在当前各种类型的钢结构元件当中。因此，针对当前的焊接缝隙进行质量检验是对焊接质量进行控制的最为重要的内容之一。

关键词：建筑钢结构；焊缝无损检测技术；应用

一、钢结构工程焊接质量控制要点

1.焊接变形控制要点

钢结构工程焊接质量需重点关注焊接变形控制，需要采用能够减小构件变形和收缩最小的焊接工艺，同时严格控制焊接顺序。在应用十字街头、T形接头、对接接头时，对于较易翻转或具备有利放置条件的构件，可开展双面对称焊接，对于属于对称截面的构件，焊接可围绕对称于构件中性轴开展。如存在对称于连接杆件的构件节点，对称焊接可围绕节点轴线对称轴开展。对于非对称双面坡口焊缝，焊接施工需严格按照一定顺序开展，如板材的厚度较厚，轮流对称焊接需循环多次。对于较长的钢结构焊缝，应优先采用多人对称焊接法、跳焊法、分段退焊法等焊接方法。在构件焊接过程中，为实现收缩和变形的有效控制，还可以采用预置反变形法或开展预留焊，反变形量和收缩余量可基于针对性的试验或计算确定。在装配焊接构件的过程中，焊接应按照从大到小的接头收缩量顺序开展，接头拘束可得到有效控制。

2.焊后应力消除要点

钢结构工程焊接质量控制离不开高水平的焊后应力消除工艺的支持，如存在明确的施工要求需要进行焊后应力消除，接头承受拉应力部分需首先确定，同时还需要关注焊缝较密集的构件或节点，一般采用疲劳验算方法，应力消除基于整体退火或局部退火的工艺实现，如基于加热炉进行整体退火，采用电加热器进行局部退火。如存在结构稳定尺寸，可采用振动法消除应力。在基于局部退火的应力消除实践中，需严格遵循相关技术标准，如采用配备温度自动控制仪的加热设备，并保证加热设备满足使用要求的控温、测温、加热性能。还需要控制每道焊缝侧面的加热板宽度，该宽度至少为200mm，且至少为3倍钢板厚度。如构件未开展加热处理，保温措施的针对性选用也不容忽视。如消除焊后应力采用振动法，需基于行业标准控制工艺参数和技术应用。钢结构工程多采用锤击法消除中间焊层应力，使用小型振动工具或圆头小锤进行锤击，需避开焊缝坡口边缘的母材、盖面焊缝、根部焊缝等部位。

3.焊接接头质量控制要点

在基于角接接头、十字街头、T形接头等类型接头的钢结构焊接施工中，为控制焊接接头质量，需采用全熔透的对接和角接组合焊缝。对于采用加强角焊缝的焊脚，尺寸不小于δ∕4。如吊车梁等构件有疲劳验算要求，位于上翼与腹板的焊脚尺寸需满足δ∕2，且焊接尺寸不应超过10mm，同时有0~4mm焊脚尺寸偏差。对于全熔透双面坡口焊缝，可存在不等厚的坡口深度，但需要保证1∕4接头厚度≤较浅的坡口深度部分。对于部分熔透的焊接形式，需基于设计文件要求控制有效焊缝厚度，对于属于角接接头和T形接头的接头形式，需严格控制组合焊缝（角焊缝与部分熔透坡口焊缝构成）的加强角焊缝焊脚尺寸在10mm内，且为1∕4的接头中最薄板厚度。

二、常用焊缝无损检测技术

1.超声检测技术

超声检测技术是钢结构工程焊缝常用的一种无损检测技术，该方法声学特点较为明显，能够利用超声波传播影响检测和排查材料物体的缺陷。在具体实践中，检测人员主要利用0.4～4MHz频率的设备进行超声检测，该技术在钢结构工程焊缝无损检测中有着较为广泛的应用。比如在使用A型脉冲反射法检测中，可以十分精准地检测平面缺陷，有着较高的检测效率。利用该检测法能够准确地判断出钢结构材料中未焊透、未熔合的缺陷。脉冲反射法检测技术有着较强的经济性，但是该技术应用中对检测材料的表面粗糙度有着较高的标准要求，如果检测人员缺乏足够的专业水平可能会影响检测结果的准确性。

2.射线探伤

射线探伤可检验焊缝内部缺点，以C/X射线选过焊接处，成像于荧光屏上，观察荧光屏显示焊接位置是否存在缺陷，及缺陷轮廓、大小。评价焊缝质量并保存记录。射线探伤在一些较大的封闭性钢结构工程中有广泛应用，多应用于钢材封闭性工程。此外，电离法在焊缝检查中也有使用。电离法及射线探伤都是针对焊缝缺陷显示方式不同，判定缺陷形状，这些方式具有准确性特点，检测结果可长久储存。但是，射线探伤对人体有一定伤害，检测需大量成本投入。

3.磁粉检测

磁粉检测对焊缝表面的平整度要求较高，粗糙的表面则无法使用该方法。另外，磁粉检测适用于对铁磁性材料近表面较小的缺陷进行检测，对于浅而宽的缺陷检测效果较差。磁粉检测能够显示出不规则缺陷形状，检测灵敏度可以达到0.1μm，并且能够对缺陷的方向进行判断。磁粉检测的检测方法主要分为湿法检测、干法检测和剩磁检测三种。第一，湿法检测。在检测过程中，检测人员需要将磁悬液涂抹于焊缝表面，通过磁悬液的渗透来显示缺陷的特征，进而对缺陷进行有效识别，实现对缺陷的范围、大小等的综合判断。第二，干法检测。在使用干法检测时，检测人员应将干磁粉均匀地涂抹于焊缝表面，通过磁痕来判断缺陷的大小、形状。干法检测一般用于大型焊接件的局部焊缝检测。第三，剩磁检测。在使用剩磁检测时，检测人员首先应将焊缝进行磁化，然后将磁粉或磁悬液涂抹于焊缝表面，待磁粉聚集后进行观察，从而提高焊缝检测的准确性。

三、钢结构工程焊缝无损检测技术应用对策

1.构建完善的检测体系

城市化发展进程加快，建筑施工行业发展规模不断扩大。钢结构逐步应用于施工工程中，尤其对房屋建筑和桥梁支撑具有重要的作用，钢结构质量成为建筑企业较为关注的重点。为了提高工程的质量，施工单位应合理应用焊缝无损检测技术，对钢结构内部进行精确化探测，了解内部存在的损伤问题，并剖开检查，以便后续工作顺利进行。焊缝节点断裂是施工中常见的问题，易造成钢材松动，施工单位应选择优质的焊条，并进行对接焊缝，避免发生形变。基于多元检测技术体系，工作人员可借助超声或雷达波检测手段，实时监测工程内部构件，进行非接触性发射，根据电子图像，明确混凝土在钢筋结构内部的损伤情况，为建筑工程的质检提供参考依据。

2.优化调整校验结果

在完成悬挂臂的安装工作后，施工人员还应全面检验安装质量工作，实行悬挂臂安装操作过程中详细检查垂直方向的施工情况，严格掌握侧边下垂程度，在安装悬挂臂之后，保证坡度的合理性，以此为标准确定悬挂臂整体稳定性，提高钢结构的施工质量。同时，还应利用超声波探伤仪检测节点形式与焊缝质量，保证焊接强度。除此之外，在应用钢结构焊接技术的过程中还应全面检查焊接质量，精细化记录焊接材料的质量与应用情况，有效监管焊接流程，规范焊接人员的操作行为，提高焊接安全重视程度。在焊接结束后，工作人员也应根据相关标准进行精细化评定，保证建筑工程的功能性，争取为人们提供满意的建筑空间。

3.合理选用设备仪器

建筑物钢结构项目工程焊缝无损性检测技术工作极具复杂性，为能够适用不同条件之下专项检测技术各方面标准，保证其检测结果的精度，需检测技术员合理选用所使用到的所有设备仪器，防止受设备仪器方面所影响，致使检测结果的精准度很难得以保障。

结束语：

如上所述，在钢结构焊接检测中应用无损检测技术，可以有效弥补人工焊接缺陷检测的不足，准确发现焊接中存在的隐蔽性质量问题，提高钢结构焊接的质量控制水平，提高建筑工程的安全性。 由于无损检测技术有其优点和缺点，适用时需要根据被检测对象选择合适的检测技术。

参考文献：

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[3]施翔,高晓,洪志健.建筑钢结构工程及焊缝无损检测技术应用分析[J].建材与装饰,2016(31):50-51.