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摘 要：本文就建筑钢结构焊接缺欠的类型、缺欠位置及大小对接头性能的影响，探讨建筑钢结构超声波探伤检测对检出缺欠的评定。
关键词： 建筑钢结构； 超声波； 焊接缺欠
1引言
建筑钢结构工程因其较复杂的接头类型，其焊接质量的无损检测是以 A 型脉冲超声波探伤检测为主，射线照相等其它方法为辅的。至今我国尚无专用的建筑钢结构无损检测标准，其对焊接缺欠的检测、结果评定和质量分级主要引用原锅炉压力容器的标准或机械工业的通用标准。实际上，建筑钢结构有其自身的受力特点与使用的环境条件，其受力基本上是静力荷载，使用的环境条件基本是室内外常温常压环境，与锅炉压力容器或机械工业产品需要承受高温、高压、高速及高幅值交变荷载的作用有显著的不同，因而，其焊接接头类型也有明显不同，建筑钢结构有时使用的钢材较厚，角焊缝较多（ 如桁架、网架，H 截面柱、梁拼接等） 。因此，建筑钢结构焊接质量的无损检测，应从实际出发，除了能按技术标准规范的要求发现缺欠，并对缺欠进行定量及定性，更重要的是能对缺欠进行分析，判定缺欠对结构力学性能的影响，从而更切实际地评定焊接质量，不仅能保证钢结构的安全性，又能避免不必要的浪费，特别是避免不必要的返修或加固可能对原结构造成的不利影响。
2 缺欠位置对接头性能的影响
除了上述讨论的缺欠类型对接头性能的影响，相同大小的缺欠在焊缝中所处位置的不同对接头性能的影响也不同。一般情况下，封闭型的缺欠如气孔、夹渣等处在焊缝内部时比处在表面时对结构影响要小。我们曾经做过对比拉伸试验，试验对象为含当量相同的分别位于表面与内部的气孔缺欠的焊接试件，试验结果试件抗拉强度均能达到母材强度，但其断口位置不同： 含表面气孔的试件断口在焊缝上（ 气孔处） ，含内部气孔试件断口在母材热影响区上。我们也模拟过未焊满（即不连续） 的表面缺欠试件进行机械性能的对比试验，采用两种规格、两种材质的钢管对接焊缝试件，其中一件试件焊缝上模拟有约 0. 5mm 未焊满，另一件试件焊缝外观正常，对比试验结果，有未焊满的对接焊缝试件断口均在焊缝上，而焊缝外观正常的试件断口均不在焊缝上，与气孔缺欠试件对比拉伸试验相同的是，虽然存在未焊满现象，但试件焊缝抗拉强度均能达到母材强度，冷弯试验结果也满足要求。虽然上述两种不同位置缺欠模拟试件对比试验的抗拉强度结果差距不大，但也可从试件断口位置不同看出其影响不同。实际焊缝的外观可能更为复杂，因此，实际检测工作中，不仅要注重内部缺欠检测，表面缺欠也是不能忽略的。
3 缺欠大小、数量对接头性能的影响
工程实际检测应用 A 型脉冲超声波探伤仪和“当量法”的探伤技术，即通过仪器发射的超声波脉冲在缺欠上的反射量与在规则形状有限界面上的反射量进行比较，以反射量相当的规则形状有限界面的大小表示缺欠的大小的方法，因此，它难以反映缺欠的真實形状和尺寸。由于建筑钢结构受力情况不同于锅炉压力容器或机械工业的产品，缺欠大小及数量对钢结构使用的影响也是不同的，因而对缺欠评定和质量分级应有所不同。
我们曾经做过缺欠为气孔、夹渣的焊缝的检测试验，当时的参考标准为 CSK - ⅡA 试块的 Φ2 × 40mm 的横孔，判废线为 Φ2 × 40 - 4d B，检测发现当量在 Φ2 × 40 + 2d B 时的缺欠，经解剖实测，均为 < Φ2 的缺欠，因此，气孔、夹渣类缺欠的验收标准可放宽至 Φ2 × 40 + 2d B，同样可满足使用要求，但可减少许多不必要的返修和加固工作量。某大厦箱型劲性柱焊接质量的超声波探伤检测，劲性柱材质为 Q235，板厚为 30mm，焊接方式为手工电弧焊和CO2气体保护焊，用 GB/T 11345 - 1989 标准控制质量，判废线为 Φ3 - 4d B，检测发现的缺欠主要为气孔、夹渣，其当量在Φ3 + （ 2 ～ 4） d B 的经解剖实测均为 < Φ3 的针孔式链状点渣。因此，结合上述检测试验数据，我们将判废线放宽至 Φ3 + （ 2 ～4）d B，减少了许多不必要的返修，使用多年，结构状况完好。在条形缺欠分级中，原标准 GB/T 11345 - 1989 以板厚的2 /3 或 3 /4 计长度也是不实际的。经工程实际检测验证，已废止的原行业标准 JGJ81 - 91 关于要求焊透的 T 型接头焊缝的条形缺欠的评定规定“可允许单个条形缺欠长度小于50mm，但在1000mm 焊缝长度内，条形缺 欠总和应小于100mm”是较为合理的。
某工程有限公司维修机库焊接球网及吊车轨道检测中就采用了上述放宽的分级和验收条件，当量按 Φ3 + （ 2 ～ 4） d B控制，长度按放宽控制，吊车工作重量 10t，工作十数年及历经数次 12 级以上台风袭击，至今安然无恙。期间也多次进行运行检验，包括近期刚完成的核查检验，运行状况良好。通过以上工程检测实例及分析说明，对建筑钢结构焊接质量超声波探伤检测来说，采用原 GB/T 11345 - 1989 标准对缺欠大小和数量进行控制和质量分级是偏严的，如今 GB/T11345 - 1989 已经换版为 GB / T 11345 - 2013 及 GB / T 29712- 2013，验收要求更严了。其实，不论理论上还是我们多年的检测实践经验总结，对焊接缺欠的控制及质量评判应结合结构受力特点、缺欠类型、缺欠在焊缝中的位置及大小、数量等因素综合考虑，不是越严越好。存在较小缺欠的焊接接头，如果不综合分析盲目返修，其效果可能是负面的。焊接接头的热影响区可能是最薄弱的环节，返修使其再度受热，其对热影响区材料性能可能带来的负面影响及造成隐患的威胁甚至远大于焊缝中非危害性较小缺欠的返修目标。
4 结语
通过以上讨论分析，本文就建筑钢结构超声波检测焊接缺欠评定有以下结论：
（1） 应对同一质量等级规定不同缺欠类型的容许限值；
（2） 对焊接缺欠的评定应综合考虑，表面缺欠应充分重视；
（3） 应建立适于建筑钢结构焊接缺欠验收等级的评判标准。
另外，检测市场恶性竞争，常常以牺牲技术质量来换取业务，这是很危险的，检测从业人员也良莠不齐，对检测工作的准确性、严谨性、严肃性认识不足。
参考文献
[1]陈伯蠡 . 焊接工程缺欠分析与对策[M]. 北京： 机械工业出版社2012.
关键词： 建筑钢结构； 超声波； 焊接缺欠
1引言
建筑钢结构工程因其较复杂的接头类型，其焊接质量的无损检测是以 A 型脉冲超声波探伤检测为主，射线照相等其它方法为辅的。至今我国尚无专用的建筑钢结构无损检测标准，其对焊接缺欠的检测、结果评定和质量分级主要引用原锅炉压力容器的标准或机械工业的通用标准。实际上，建筑钢结构有其自身的受力特点与使用的环境条件，其受力基本上是静力荷载，使用的环境条件基本是室内外常温常压环境，与锅炉压力容器或机械工业产品需要承受高温、高压、高速及高幅值交变荷载的作用有显著的不同，因而，其焊接接头类型也有明显不同，建筑钢结构有时使用的钢材较厚，角焊缝较多（ 如桁架、网架，H 截面柱、梁拼接等） 。因此，建筑钢结构焊接质量的无损检测，应从实际出发，除了能按技术标准规范的要求发现缺欠，并对缺欠进行定量及定性，更重要的是能对缺欠进行分析，判定缺欠对结构力学性能的影响，从而更切实际地评定焊接质量，不仅能保证钢结构的安全性，又能避免不必要的浪费，特别是避免不必要的返修或加固可能对原结构造成的不利影响。
2 缺欠位置对接头性能的影响
除了上述讨论的缺欠类型对接头性能的影响，相同大小的缺欠在焊缝中所处位置的不同对接头性能的影响也不同。一般情况下，封闭型的缺欠如气孔、夹渣等处在焊缝内部时比处在表面时对结构影响要小。我们曾经做过对比拉伸试验，试验对象为含当量相同的分别位于表面与内部的气孔缺欠的焊接试件，试验结果试件抗拉强度均能达到母材强度，但其断口位置不同： 含表面气孔的试件断口在焊缝上（ 气孔处） ，含内部气孔试件断口在母材热影响区上。我们也模拟过未焊满（即不连续） 的表面缺欠试件进行机械性能的对比试验，采用两种规格、两种材质的钢管对接焊缝试件，其中一件试件焊缝上模拟有约 0. 5mm 未焊满，另一件试件焊缝外观正常，对比试验结果，有未焊满的对接焊缝试件断口均在焊缝上，而焊缝外观正常的试件断口均不在焊缝上，与气孔缺欠试件对比拉伸试验相同的是，虽然存在未焊满现象，但试件焊缝抗拉强度均能达到母材强度，冷弯试验结果也满足要求。虽然上述两种不同位置缺欠模拟试件对比试验的抗拉强度结果差距不大，但也可从试件断口位置不同看出其影响不同。实际焊缝的外观可能更为复杂，因此，实际检测工作中，不仅要注重内部缺欠检测，表面缺欠也是不能忽略的。
3 缺欠大小、数量对接头性能的影响
工程实际检测应用 A 型脉冲超声波探伤仪和“当量法”的探伤技术，即通过仪器发射的超声波脉冲在缺欠上的反射量与在规则形状有限界面上的反射量进行比较，以反射量相当的规则形状有限界面的大小表示缺欠的大小的方法，因此，它难以反映缺欠的真實形状和尺寸。由于建筑钢结构受力情况不同于锅炉压力容器或机械工业的产品，缺欠大小及数量对钢结构使用的影响也是不同的，因而对缺欠评定和质量分级应有所不同。
我们曾经做过缺欠为气孔、夹渣的焊缝的检测试验，当时的参考标准为 CSK - ⅡA 试块的 Φ2 × 40mm 的横孔，判废线为 Φ2 × 40 - 4d B，检测发现当量在 Φ2 × 40 + 2d B 时的缺欠，经解剖实测，均为 < Φ2 的缺欠，因此，气孔、夹渣类缺欠的验收标准可放宽至 Φ2 × 40 + 2d B，同样可满足使用要求，但可减少许多不必要的返修和加固工作量。某大厦箱型劲性柱焊接质量的超声波探伤检测，劲性柱材质为 Q235，板厚为 30mm，焊接方式为手工电弧焊和CO2气体保护焊，用 GB/T 11345 - 1989 标准控制质量，判废线为 Φ3 - 4d B，检测发现的缺欠主要为气孔、夹渣，其当量在Φ3 + （ 2 ～ 4） d B 的经解剖实测均为 < Φ3 的针孔式链状点渣。因此，结合上述检测试验数据，我们将判废线放宽至 Φ3 + （ 2 ～4）d B，减少了许多不必要的返修，使用多年，结构状况完好。在条形缺欠分级中，原标准 GB/T 11345 - 1989 以板厚的2 /3 或 3 /4 计长度也是不实际的。经工程实际检测验证，已废止的原行业标准 JGJ81 - 91 关于要求焊透的 T 型接头焊缝的条形缺欠的评定规定“可允许单个条形缺欠长度小于50mm，但在1000mm 焊缝长度内，条形缺 欠总和应小于100mm”是较为合理的。
某工程有限公司维修机库焊接球网及吊车轨道检测中就采用了上述放宽的分级和验收条件，当量按 Φ3 + （ 2 ～ 4） d B控制，长度按放宽控制，吊车工作重量 10t，工作十数年及历经数次 12 级以上台风袭击，至今安然无恙。期间也多次进行运行检验，包括近期刚完成的核查检验，运行状况良好。通过以上工程检测实例及分析说明，对建筑钢结构焊接质量超声波探伤检测来说，采用原 GB/T 11345 - 1989 标准对缺欠大小和数量进行控制和质量分级是偏严的，如今 GB/T11345 - 1989 已经换版为 GB / T 11345 - 2013 及 GB / T 29712- 2013，验收要求更严了。其实，不论理论上还是我们多年的检测实践经验总结，对焊接缺欠的控制及质量评判应结合结构受力特点、缺欠类型、缺欠在焊缝中的位置及大小、数量等因素综合考虑，不是越严越好。存在较小缺欠的焊接接头，如果不综合分析盲目返修，其效果可能是负面的。焊接接头的热影响区可能是最薄弱的环节，返修使其再度受热，其对热影响区材料性能可能带来的负面影响及造成隐患的威胁甚至远大于焊缝中非危害性较小缺欠的返修目标。
4 结语
通过以上讨论分析，本文就建筑钢结构超声波检测焊接缺欠评定有以下结论：
（1） 应对同一质量等级规定不同缺欠类型的容许限值；
（2） 对焊接缺欠的评定应综合考虑，表面缺欠应充分重视；
（3） 应建立适于建筑钢结构焊接缺欠验收等级的评判标准。
另外，检测市场恶性竞争，常常以牺牲技术质量来换取业务，这是很危险的，检测从业人员也良莠不齐，对检测工作的准确性、严谨性、严肃性认识不足。
参考文献
[1]陈伯蠡 . 焊接工程缺欠分析与对策[M]. 北京： 机械工业出版社2012.