建筑钢结构焊缝常见缺陷及磁粉检测方法分析.pdf

116：2023年5月质量控制与检测江西建材建筑钢结构焊缝常见缺陷及磁粉检测方法分析周祥福建省建科院检验检测有限公司，福建厦门361000摘要：建筑钢结构焊缝表面常见的缺陷包括气孔、夹渣、未焊透和焊接裂纹。文中阐述了建筑钢结构焊缝质量常见缺陷，分析了磁粉检测技术优势及流程，最后结合某建筑大楼钢结构检测实例，总结了磁粉检测的注意事项，以保证建筑钢结构的稳定性。关键词：建筑钢结构；焊缝缺陷；磁粉检测；无损检测中图分类号：TU74文献标识码：B文章编号：10 0 6-2 8 9 0（2 0 2 3）0 5-0 116-0 2Research on Common Defects and Magnetic Particle TestingMethods for Welding Seams of Building Steel StructuresZhou XiangFujian Academy of Construction Sciences Inspection and Testing Co.Ltd.,Xiamen,Fujian 361000Abstract:Common defects on the surface of welding seams in building steel structures include porosity,slag inclusion,incompletepenetration,and welding cracks.The article explicitly adopts magnetic particle testing method.Elaborate on common defects in the quality ofwelding seams in building steel structures,analyze the advantages and processes of magnetic particle testing technology,and finally,combinedwith an example of steel structure testing in a certain building,summarize some precautions for magnetic particle testing to ensure thestability of building steel structures.Key words:Building steel structure;Weld defects;Magnetic particle testing;Non destructive testing1建建筑钢结构焊缝质量缺陷在建筑工程中，焊接是连接钢结构的重要形式，相比其他技术环节而言，焊接质量直接影响整个工程的质量，但在实际施工中，焊接工作受多方面因素影响，出现裂纹、气孔、夹渣、未熔合、未焊透等现象。因此，需对其进行详细研究 。（1）根据施工经验以及试验数据，焊缝裂纹缺陷通常分为冷裂纹、热裂纹、再热裂纹等。钢材本身的性能不足或焊接材料质量较差，焊接工艺参数选取不当，都会导致热裂缝的发生。冷裂缝一般由焊接结构设计不合理或焊缝处理不当造成。另外，若焊前未预热，焊后冷却过快也有可能引发此类问题。具体的处理方法可采用钻止裂孔或在铲除裂纹的基础上进行补焊。（2）焊缝未熔透是焊缝质量缺陷中最为常见的问题。焊接过程中，电流过大、速度过快、操作要点不正确，都有可能造成焊缝未熔透。焊缝未熔透问题出现后，应先将无熔接的焊接部位清除，然后再进行补焊。如果是单侧未焊透，可在焊接背面进行清根后再进行补焊。需注意的是，受现场条件影响，可能无法进行背面清根或者坡口角度间隙不够，应将已熔透的部分刨至未焊透的位置清根后再进行补焊。（3）除了焊缝未熔透以外，气孔跟夹渣也是较为常见的焊缝质量缺陷。气孔是由于在焊接时，大量的气体被吸人，但在冷却后气体不能排出，从而形成气孔。造成这一问题的主要原因是由于焊材本身受潮或者焊丝生锈所引起。气孔的出现使焊缝密封性能大大下降，必须要进行相应的处理，以保证建筑钢结作者简介：周祥（19 9 5-），男，福建莆田人，本科，助理工程师，主要研究方向为建筑工程检测。构本身的硬度、塑性、疲劳强度。夹渣时，焊接残余物不能从熔池中浮出，且夹渣的外形大多为不规则状，若不经过处理，则会降低焊接的塑性和强度。2磁粉检测技术在焊缝质量检测中的应用2.1磁粉检测技术优势无损检测技术具有成本低、流程简单等优势。因此，目前已成为检测钢结构焊缝缺陷效果最佳的检测技术。磁粉检测技术作为无损检测技术的一种，在实际应用中效果突出2,其使用方便，检验速度较快，且磁粉对裂缝的探测敏感性较高，能发现早期裂缝。磁粉探测基本上不受限于部件尺寸大小，能够探测到部件的每一个部位3。同时，该方法具有良好的可重复性和便于存储的特点。磁粉检测对结构表面和近表层的裂纹、疏松、冷隔、气孔和夹杂渣等问题，具有高度检测敏感性，但对于结构表面浅而大的划痕、隐藏较深的内部裂缝和缺陷，则不适用。2.2检测流程（1）采用磁性粉末进行检验时，必须由具有相应类别资质的检验人员进行。检验人员应当按照工艺文件和相关技术指标进行检验工作。首先，根据被测试部件的材质、规格、结构部位和表面状态，制定出测试过程的技术指标，并配备测试设备和仪器，确认测试时间。在现场检测应用中，以磁铁磁轭为基体，辅以湿式制磁。主要检测设备和仪器有：便携式磁粉探伤机、磁悬液、灵敏度试片、照相机、照度计、放大镜、记录纸等。（2）检测前，需掌握下列信息：母材和焊缝材料的类型和名称、焊接工艺、被检焊缝的部位和范围、接头准备和尺寸、已返修的部位和范围、焊后处理（若需时）、表面状况。被检验部1172023年5月江西建材质量控制与检测位应确保无氧化皮、机油、油脂、焊接飞溅、切削痕迹、灰尘，以及其他可能影响检验结果的物质。如有需要，可使用砂纸或部分研磨等方法来提高表层的质量，使其能够被正确展示。所有的清洁和表面处理均不会对磁性粉末的呈现产生影响。按GB/T15822一19 9 5磁粉探伤方法规定的磁性装置，在使用接触器时，要注意防止接触器过热，造成灼伤或产生电弧。在需要的情况下，应消除电弧。受冲击部位必须使用合适的手段进行测试，保证其表面状况良好。（3）祛除工件的铁锈、氧化皮、焊接飞沫和其他脏污，保证工件的干燥。当元件表面出现影响检测结果正确性及完整性的不规则现象时，应进行相应的修整，修整后元件表面光滑度不超过2 5m。常用焊接接头型式的磁粉检测技术给出的数值仅起指导作用。检测其他焊缝结构时，应使用相同的磁化方向及磁场覆盖。极间距d应大于或等于焊缝及热影响区再加上50mm的宽度，且在任何情况下，焊缝及热影响区都应处于有效区域内。（4）使用喷雾方法时，必须在使用之前将其充分摇晃均匀，并保证全部测试表面均处于湿润状态。为确保磁性效果，必须在1s内完成磁性悬浮液喷淋。此外，还需观测和记录磁迹。对缺陷痕迹的观测和记录，必须采用可见光照射，而且在零件表面的照明强度不低于10 0 0 1x。由于环境的原因，如果照明条件未达标准，可以适当减小可见照明的亮度，但不能小于5001x。对缺陷磁迹的展示和记载，可以通过摄影和绘制原理图进行。（5）磁迹的显示分为线状显示（长度大于3倍宽度的显示）和非线状显示（长度小于或等于3倍宽度的显示）。检验员应当按照图纸和焊接质量级别来评定所展示的可接受程度，并判定其合格与否。交流检测后，焊缝的剩磁通常很低，一般无需对被检工件做退磁处理。要求退磁时，应按限定的方法和预先限定的等级实施。2.3具体应用焊缝表面常见的缺陷在实际检测过程中，可能会出现磁性痕迹的特点。气孔的磁痕特征呈圆形，宽而模糊。夹渣的磁痕特征多呈点状（椭圆形）或粗短的条状，磁痕宽而不浓密。未焊透的磁痕特征磁痕松散，较宽。冷裂纹的磁痕特征浓密清晰，纵向显示，深而粗大。热裂纹的磁痕特征清晰而不浓密，浅而细小。检测表面缺陷，磁悬液通常比干粉具有更高的灵敏度。由于暗背景和荧光显示两者间的较高对比度，荧光磁粉检测介质通常比彩色介质具有更高的灵敏度4。某建筑大楼钢结构检测工作中，围绕钢结构的无损检测（包括焊缝的超声探伤）、原材料（包括力学性能、化学分析、抗冲击性能、厚度方向性等）、焊接工艺评定（包括无损检测、熔覆金属力学性能、冲击功、维氏硬度、宏观断面等）、焊丝和焊剂（包括化学分析、力学性能、射线探伤）、高强螺栓连接（包括预张力/扭矩系数、抗滑移系数）、圆筒形焊钉（包括弯折测试）、涂料和涂层（包括涂料复验、涂料厚度）等工作展开。上述各项测试内容均按照有关标准和设计的规定进行，应在焊接表面检查通过后，对于厚度达30 mm以上的高强钢板焊缝，必须在使用48 h后进行非破坏性探伤。采用的超声检测规范包括：GB50661一2 0 11钢结构工程施工质量验收规范GB11345一2 0 13焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定3磁粉检测注意事项（1）在工程建设中，任何环节都可能会对钢架的焊接质量产生影响。因此，要防止出现漏缝、裂缝等问题，选择和控制焊接使用工具的材料最为关键。在焊接过程中，需控制两个技术参数，即减小焊接电流和焊接速率，防止焊接时产生更低的熔点共晶物，从而避免焊接时造成未熔合。通过对电流和速度进行控制，可把控焊接断面的宽度和深度，确保焊缝质量达到国家所规定的标准。在提升焊接的综合性能时，最快捷的方式就是在实际焊接前，进行必要的焊前预热和焊后冷却，相应的速度控制工作也要得到进一步落实，从而可以对焊接工艺技术进行改进和提升5。（2）进行焊接作业前，应对焊接部位进行质量和安全检验，强化焊接技术的选材。工作人员应不定时地对焊接工艺问题进行检查。在焊接作业实施完毕后，需对焊接过程进行周期性检验。（3）对焊缝的斜面进行加工时，要严格遵守设计和焊接规范，尽可能采用机械加工，以保证斜面质量。选用材质时，必须严格依照设计要求进行选取，并对氢气的来源进行严格的控制。在使用焊条之前，需对其进行干燥处理，仔细清除坡口上的油污、水分等杂物，尤其是要将焊道坡口的根部进行彻底清除，防止出现焊缝，多层焊缝在焊接过程中要及时地利用砂轮来对氧化物进行打磨。为了防止夹杂物的产生，在挑选焊接基材和电极时，应选用比较纯净的物质6 4结语综上所述，钢结构焊缝缺陷中，裂缝属于比较危险的一种，其产生原因具有多样性，如钢材化学成分偏差、焊接工艺条件不合格、焊接过程专业操作环节不符合规定等。采用无损检测技术，可以实现对钢结构焊接缺陷的实时控制，从而保证钢构建筑质量符合标准，有效提升钢结构工程的整体施工水平。参考文献【1】祖庆芝.基于焊缝组织细化的建筑钢结构焊接接头性能研究J。太原学院学报（自然科学版），2 0 2 3，41（1）：11-15.2马文博.建筑钢结构工程焊缝无损检测技术研究【J房地产世界，2 0 2 2（14）：9 7-9 9.3卜青青.建筑钢结构工程及焊缝无损检测技术应用探究【.中华建设，2 0 2 2（2）：138-139.4陈从荣.建筑钢结构焊缝超声波检测中常见问题解析J.散装水泥，2 0 2 1（5）：12 6-12 8.5常嘉玮.建筑钢结构工程及焊缝无损检测技术应用J.智能城市，2 0 2 1，7（10）：37-38.【6 李立斌.建筑工程中钢结构检测技术的应用J.中国建筑金属结构，2 0 2 0（12）：114-115.