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摘要：本文主要對空間網架結構管一球節點焊縫、管一管對接和相貫線連接焊縫、管一板封頭連接焊縫的超聲波無損檢測技術以及常見缺陷的規律性和特殊性進行了探討，并結合多年工程檢測實踐，給予了總結。...

超聲波無損檢測技術在空間網架結構焊接質量檢測中的應用

張宣關

(陜西省建筑科學研究設計院710082西安)

    大型空間鋼網架結構是建筑結構很重要的一部分，被廣泛地應用于體育館、禮堂、候機樓、影劇院等公共建筑場所。按節點型式網架分為兩大類，即焊接球和螺栓球節點網架，還有一類管一管相連無節點桁架結構亦可歸于網架工程所有的網架結構其焊接接頭型式可分為空心球一管接頭，管一錐頭或封板接頭，管一管對接接頭，管一管相貫線接頭五大類。以下分段對焊接工藝和超聲檢測作介紹。

1、材料和焊接工藝

    網架結構選用的鋼材一般為碳素結構鋼Q235、低合金高強度結構鋼Q345，也有用20#優質結構鋼的，均屬低碳鋼系列，焊接性良好。焊接方法主要為手工電弧焊，焊條為鈦鈣型E4303、E5003和低氫型 E4316、E5016等，錐頭或封板與管連接除手工電弧焊之外，亦常用半自動C02氣體保護焊，所用焊絲為 H08、H08A、H08Mn2Si等。焊條一般經300℃、2小時烘干，焊件一般不予熱，亦無后熱處理。當壁厚δ≥6mm時，桿件開30-500坡口。鋼球規格為φ250,-,600x12～20mm，桿件φ60--259x6～16mm。

2、空心球一管接頭

    空心球一管節點示意如圖一，UT探傷操作如圖二。

    2.1探傷方法

    限于結構的特殊性，一般只能進行鋼管單側單面掃查，探頭選用2.5P6x6K2.5圓弧形探頭，小晶片探頭前沿短(Lmin=Smm)，便于一次波探測焊縫根部。掃查方式為鋸齒形，在一次和二次波范圍內進行觀察。

    2.2常見缺陷

    (1)根部l～2mm未焊透是最常見的缺陷，形態為斷續狀，脈沖峰值位于Ⅱ～Ⅲ區，原因為拼裝變形造成無間隙焊接。

    (2)球表面未熔合，一般發生于焊縫中下部，脈沖較高，原因是球壁厚散熱快以及操作不當。

    (3)球壁厚方向熱裂縫，脈沖很高，按水平位置判斷已超出焊縫范圍，經解剖可見，原因是板材低熔點硫化物聚集在較大焊接應力作用下所造成。

    (4)點固處根部未熔透，脈沖高，指示長度8~10mm，焊縫一周長方向2—3處，很易判斷缺陷位于點。

3、管-管對接接頭。

    接頭形式和探傷示意如圖3。

    3.1探傷方法

    單面雙側掃查，一、二次波相結合，小晶片(6×6或8×8)短前沿圓弧探頭，K=2.5或2.0，鋸齒形掃查。

    3.2常見缺陷

    (1)根部未焊透，斷續狀，高脈沖，一次波可見。原因是單面焊間隙小，焊速快所造成。

    (2)引息弧處密集性氣孔，脈沖高，指示長度l0—20mm，是操作不當造成。

    (3)層間夾渣，缺陷脈沖常位于Ⅱ區，呈條狀，是清渣不徹底和焊速太快造成。

4、管-管相貫線接頭

    接頭形式和探傷方法見圖4。

    探頭的選擇和掃查方式與管-球接頭uT相同，最常見的缺陷是根部未焊透，原因在于施焊條件較差。此外還有氣孔、夾渣缺陷。

5、C02氣體保護焊管-封板接頭

    接頭形式和探傷方法見圖5。

    C02氣體保護焊此類接頭的探傷條件與管對接相同。最常見的缺陷是斷續狀氣孔。原因是電流密度較大時，產生較強的等離子流，破壞了C0：氣流層而卷入空氣，減弱了保護效果，可通過雙層氣體焊槍，內層通人心氣進行保護，消除氣孔缺陷。

6、總結

    由于網架桿件拼裝現場條件差，最易造成根部未焊透，應選用小晶片短前沿橫波斜探頭進行探傷。對于其它類型的缺陷，應根據拼裝焊接工藝進行判斷分析，以獲得準確的探傷結果和評定。對于返工重新焊接的接頭，除按正常對焊縫進行掃查外，須增加熱影響區的掃查，目的是防止熱裂紋的發生。

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)

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