閱讀 3674 次 超聲波檢測(cè)在空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用

超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用

張宣關(guān)

(陜西省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院710082西安)

    大型空間鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是建筑結(jié)構(gòu)很重要的一部分，被廣泛地應(yīng)用于體育館、禮堂、候機(jī)樓、影劇院等公共建筑場(chǎng)所。按節(jié)點(diǎn)型式網(wǎng)架分為兩大類(lèi)，即焊接球和螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架，還有一類(lèi)管一管相連無(wú)節(jié)點(diǎn)桁架結(jié)構(gòu)亦可歸于網(wǎng)架工程所有的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)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(duì)接接頭，管一管相貫線接頭五大類(lèi)。以下分段對(duì)焊接工藝和超聲檢測(cè)作介紹。

1、材料和焊接工藝

    網(wǎng)架結(jié)構(gòu)選用的鋼材一般為碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼Q345，也有用20#優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)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(dòng)C02氣體保護(hù)焊，所用焊絲為 H08、H08A、H08Mn2Si等。焊條一般經(jīng)300℃、2小時(shí)烘干，焊件一般不予熱，亦無(wú)后熱處理。當(dāng)壁厚δ≥6mm時(shí)，桿件開(kāi)30-500坡口。鋼球規(guī)格為φ250,-,600x12～20mm，桿件φ60--259x6～16mm。

2、空心球一管接頭

    空心球一管節(jié)點(diǎn)示意如圖一，UT探傷操作如圖二。

    2.1探傷方法

    限于結(jié)構(gòu)的特殊性，一般只能進(jìn)行鋼管單側(cè)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(cè)焊縫根部。掃查方式為鋸齒形，在一次和二次波范圍內(nèi)進(jìn)行觀察。

    2.2常見(jiàn)缺陷

    (1)根部l～2mm未焊透是最常見(jiàn)的缺陷，形態(tài)為斷續(xù)狀，脈沖峰值位于Ⅱ～Ⅲ區(qū)，原因?yàn)槠囱b變形造成無(wú)間隙焊接。

    (2)球表面未熔合，一般發(fā)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(dāng)。

    (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(jīng)解剖可見(jiàn)，原因是板材低熔點(diǎn)硫化物聚集在較大焊接應(yīng)力作用下所造成。

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

3、管-管對(duì)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(cè)掃查，一、二次波相結(jié)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(jiàn)缺陷

    (1)根部未焊透，斷續(xù)狀，高脈沖，一次波可見(jiàn)。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(zhǎng)度l0—20mm，是操作不當(dāng)造成。

    (3)層間夾渣，缺陷脈沖常位于Ⅱ區(qū)，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(jiàn)圖4。

    探頭的選擇和掃查方式與管-球接頭uT相同，最常見(jiàn)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(hù)焊管-封板接頭

    接頭形式和探傷方法見(jiàn)圖5。

    C02氣體保護(hù)焊此類(lèi)接頭的探傷條件與管對(duì)接相同。最常見(jiàn)的缺陷是斷續(xù)狀氣孔。原因是電流密度較大時(shí)，產(chǎn)生較強(qiáng)的等離子流，破壞了C0：氣流層而卷入空氣，減弱了保護(hù)效果，可通過(guò)雙層氣體焊槍?zhuān)瑑?nèi)層通人心氣進(jìn)行保護(hù)，消除氣孔缺陷。

6、總結(jié)

    由于網(wǎng)架桿件拼裝現(xiàn)場(chǎng)條件差，最易造成根部未焊透，應(yīng)選用小晶片短前沿橫波斜探頭進(jìn)行探傷。對(duì)于其它類(lèi)型的缺陷，應(yīng)根據(jù)拼裝焊接工藝進(jìn)行判斷分析，以獲得準(zhǔn)確的探傷結(jié)果和評(píng)定。對(duì)于返工重新焊接的接頭，除按正常對(duì)焊縫進(jìn)行掃查外，須增加熱影響區(qū)的掃查，目的是防止熱裂紋的發(fā)生。

(本文來(lái)源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)