某临港重型装备基地联合厂房工程是国家重点工程（chéng），受（shòu）业主委托对（duì）制造方产品进行检测，检测地点在制造方车间内进（jìn）行。其中吊车梁钢（gāng）结构要求进行（háng）超声波检测。吊车梁的腹板和上翼板属于全（quán）焊透T型焊缝结构，进行超声波检测应克服以下几点问题（tí）：

㈠、焊缝结构复杂，探头难于选择（zé）；

㈡、焊缝内部缺陷产生部位不同，探（tàn）伤面难于选择；

㈢、难于区分缺陷波和（hé）变形波，缺陷位置和性质难于判断。

吊（diào）车梁的钢结（jié）构形状为工字型的焊接结构件，如下图（A）所示。上下翼板厚度为δ=30、40、45mm，腹板规格（gé）为2750×17950，厚（hòu）度为δ=18、22、30mm，材质为Q345B。

执行标准有《钢结构工（gōng）程（chéng）施工及验收规范》GB50205、《钢结构手工超声波探伤（shāng）方法和探伤结果分（fèn）级》GB/T11345-2013标准。

根据吊车梁加工（gōng）图纸要求，上（shàng）翼板和腹板连（lián）接处焊缝为全熔透焊缝，此焊缝应符合GB50205的Ⅰ级要求，即（jí）焊缝满足于超声波检测的（de）GB/T11345-2013的BⅠ级（jí）标准（zhǔn）。

700t吊车梁的钢（gāng）结（jié）构形状示意图

一、 探头的选择问题（tí）

T 形焊缝分为全（quán）熔（róng）透焊缝和半熔透焊缝（féng），对于全焊透（tòu）的T型焊缝的检测（cè），不能采用射线检测，只有进行超声波检测。

超声波检测方法中分为（wéi）纵波法、横波法、表面波法（fǎ）、板波法、爬波法等。

通常GB/T11345的B级标准要求，采用横波法探伤，使用（yòng）一个斜探头即可达（dá）到目的了，但（dàn）考虑T型焊缝结构特点，检测时可以采用（yòng）横波法和纵波法相结合进行探伤，那么探头就要用到直探头和斜探（tàn）头。

如：选用2.5MHz φ14的直探头， 2.5MHz 10×10 K2的斜探头，还有2.5MHz 10×10 K1的斜探头。

直探头及K1的斜探头用于发现上翼板侧层（céng）状撕裂、翼板与腹板间的（de）未焊透及腹板与母材间未（wèi）熔合等缺（quē）陷，K2的斜探头用于发现（xiàn）其他位置常见面状及点状缺陷，如未（wèi）熔合、未（wèi）焊透、气孔、夹渣等缺（quē）陷。

采（cǎi）用φ14的直探头（tóu）主要（yào）考虑（lǜ）焊缝宽度可能很小，在探测时容易检测到缺陷（xiàn）。根据板的厚度（dù）在18-30之间，斜探头选用K2的（de）就可以了，斜探头10×10的晶片尺寸比13×13的检测时（shí）发现缺陷更灵敏，不（bú）容易漏（lòu）检，K1的斜探头对未焊透和裂纹检测灵敏度更好。

二、考虑探伤面的选择

通常T型（xíng）焊缝是在腹板位置处开坡口，常见缺陷集中在腹（fù）板侧，检测（cè）时（shí）腹（fù）板（bǎn）侧（cè）是发现缺陷最（zuì）主要的探伤面，但坡口与翼板处的未熔合缺陷与（yǔ）探（tàn）头主声束不垂（chuí）直，在腹板侧检测到的缺陷波不高，容易漏检，可以用直探头在翼板侧对焊逢进行检测，或用K1的斜探（tàn）头在翼板侧检测。

注意：使用（yòng）K1的斜探头和直探头在翼板侧扫查时，是看不到焊逢的，为了更好的找到焊逢的位置可以用划线的办法来解决（jué）。

用K1的斜探头在翼板侧扫（sǎo）查时，如果焊缝内部没有未焊（hàn）透、未（wèi）熔（róng）合、裂（liè）纹等缺陷（xiàn），一般在两倍的板厚范围内都没有回波出现。

三、 结合现场检测事例，对缺陷进行（háng）分析

首先了解焊接工艺、坡口形式，选择探伤面，探（tàn）头移动（dòng）区应清除飞溅、铁屑、油污及其他外部（bù）杂质，探（tàn）伤面表面粗糙度不大于（yú）6.3μm，耦合剂使用糨糊，仪（yí）器使用A型脉冲反射式超声波探伤仪，仪器校验（yàn）合格，按照标准选（xuǎn）用CSK-ⅠA试块测（cè）前沿和K值，选用RB-Ⅱ试块做距离波幅曲（qǔ）线，DAC-16dB做为基准灵敏度，提高6dB做扫查（chá）灵敏度，探伤前准备工作就做好了。

1、检测腹板规格2750×17950，上翼板厚度δ=30mm、腹板厚度δ=18mm的吊车梁。腹板采用单面V型坡口，反面清根，手工焊打底（dǐ），埋弧自动焊盖面的焊（hàn）接工艺。

用K2斜（xié）探头对腹板进行单面双侧W扫（sǎo）查，K1斜探头在（zài）上翼板侧对焊缝（féng）进行探测。

K2斜探（tàn）头在腹板①位置检测出缺陷波，深度大致分布在13～16mm之间，缺陷波幅在（zài）Ⅰ区，缺陷呈条状，斜探头在腹（fù）板②位置用二次反射波扫查，发现不了该缺（quē）陷，一般UT检（jiǎn）测，缺陷波幅很低不做记录。

但是（shì）用K1斜（xié）探头在上翼板④、⑤位置扫查，都存在缺陷（xiàn）波，波幅在Ⅲ区。探头前（qián）后移动，波峰起伏变化快，方向感强，探头水平移动，很长的一段距离都存在缺陷波。根据探（tàn）头深度位置（zhì）确定缺陷在上翼板（bǎn）侧附近（jìn），根据探头水平位置确定缺陷（xiàn）在焊缝上。经过对缺陷波形的分析（如（rú）图Ⅰ），是上翼板侧焊缝与母材未熔合，检测位置及缺陷详见图（B）所示。

产生原因：焊缝开坡口侧焊满（mǎn），反（fǎn）面清根后，采用埋（mái）弧（hú）自动焊焊（hàn）接（jiē），电流（liú）过小，熔深不够，造成靠近上翼板侧焊缝与母材未熔合。

经过现场返修，焊缝的表（biǎo）面打（dǎ）磨2-3mm，焊缝与翼板边缘出现一条细细的未熔合线，而且未熔合的宽度是3-4mm左右。

产生原因：焊缝未焊满，表面焊缝以下至3-4mm深产生未熔合，焊缝（féng）返修后余高增加，此现象（xiàng）消除了。

2、检测腹板规格2750×17950，上翼板厚（hòu）度δ=30mm、腹板厚度为δ=22mm的吊车梁。腹板采用（yòng）双面V型坡口，手工（gōng）焊打（dǎ）底，埋弧自动焊盖面的（de）焊接工艺。

用直探头（tóu）在（zài）上翼板侧对焊缝进行（háng）探测，K2斜探头对腹板进行单面（miàn）双侧W扫查。

先用K2斜探头在腹板①、②、③位置均检测出缺陷，深度大致分（fèn）布在16～18mm之间，缺陷波断断续续此起彼伏，初步判断为夹渣、气孔等缺陷。

然后用φ14直探头在上翼板侧④位置对焊缝检测，发现缺陷深（shēn）度位置在25mm左右，多处存（cún）在缺陷波，波幅不等高，长度均超标，根据深度显示缺陷在上翼板（bǎn）侧，怀疑存在层状撕（sī）裂（liè）等（děng）危险缺陷。缺陷位置详见图（C）所示。缺陷（xiàn）波形见图Ⅱ所示。

经现场返修，确定焊（hàn）缝处存在夹渣、气孔等缺陷，对上翼板侧母材靠近焊缝进行（háng）返修，再用渗（shèn）透检测（cè）确认（rèn）是裂纹（wén）。

产生（shēng）原因：埋弧自动焊前，坡口清理不干净（jìng），产生（shēng）了夹渣、气孔等缺陷；由（yóu）于应力等原因，热影响区（qū）位置产生裂纹。

未熔合缺陷（1）：

缺陷波形显（xiǎn）示：

探（tàn）伤（shāng）仪示（shì）波屏显示此（cǐ）缺陷为（wéi）条状未熔合缺陷，静态波（bō）型（xíng）很简单，波峰尖锐，缺陷动态波形就像一座（zuò）山起伏变（biàn）化快（kuài），结合长度（dù）显示。

当探头（tóu）垂（chuí）直与焊缝时，波峰变化迅速（sù），当探头转角扫查不（bú）容易发现缺陷。

未（wèi）熔（róng）合缺陷（2）：

缺陷波形显示：

斜探头检测面状未熔合缺陷，缺陷的静态波形是一高一低（dī）两条缺陷波，两（liǎng）条缺陷波之间（jiān）的深度显示就是未熔合的宽度，其动态波形显示（shì）两个波峰的包络线。

夹渣缺陷：

缺陷波形显示：

斜探头检测夹渣缺陷时，单个缺陷的静态波形有游动信号的，单个动态波形显示的波（bō）峰包络线是忽高忽底的有多（duō）个波缝高点（diǎn）的呈锯齿壮的包络线。探头转角扫查波形的包络线（xiàn）变化不大（dà）。夹渣缺陷为体积型（xíng）缺陷，检测中（zhōng）容（róng）易（yì）被发现。

气孔缺陷：

缺陷波形显示：

斜探头检测点状气孔缺陷时，静（jìng）态波形和动态波形如图所示的（de）包络线极（jí）其象未（wèi）熔合的波形，其区分在（zài）于气孔的波幅高度没有未熔合的波形波幅高，当探头左右移（yí）动时，未熔（róng）合的波形变化（huà）有长度感，当（dāng）探头前后移动时未熔合的波形比气孔波形快，当探头转角扫查时，气孔的波形（xíng）仍旧时这样变化。

气孔为体积型缺陷，且对超声波呈发散（sàn）特（tè）性， 波幅比（bǐ）一定（dìng）高（gāo）。

直探头扫查当完好部（bù）位时存在一次底波，当探头（tóu）在焊逢上方时，一次（cì）底波消失，没有缺陷（xiàn）时，仪器没有（yǒu）波形显示。检测发现裂纹深度要进行判断，未熔合容易（yì）产生在腹板焊缝与上翼板的连接处，裂纹容易出现在腹板与上翼板焊缝的（de）熔合区，深度显示不同。

裂纹缺（quē）陷：

缺陷波形显示：

检测裂（liè）纹缺陷时，直探头或斜探（tàn）头的静态波（bō）形如图所示，其波（bō）形方向感很强，而且波峰有分支，如果检测时（shí）探头的方向不是（shì）垂直于缺陷，很（hěn）难发现此类缺陷。

综合上面几个实测的数据，吊车梁超声（shēng）波检测中遇到的一些问题，反映了T型焊缝（féng）检测时应（yīng）该注意的实际问题。

T型焊缝检测时要注意结合坡口形式及焊接方法，根据（jù）超声波检测的缺陷动态及静态波（bō）形显示（shì），可以分析出缺陷的性质。在实际UT探伤时（shí），探伤面和探头至关重要，结合多方面因素选择最佳方案进行检测。

全熔透T型焊缝容易产生未熔合、未焊透、夹渣、气孔等常见缺陷，还（hái）应注意的是翼板很容易引（yǐn）起层状撕（sī）裂，这在（zài）检测过程中要选用适当的探头，选用原则是尽量使可能产生的缺陷垂直于探头主（zhǔ）声束，直探头或K1斜探头，且更容易发现层状撕裂等缺陷（xiàn），这两种探（tàn）头对于未（wèi）焊透检测也是很灵敏的。

而且T型焊缝检测（cè）在（zài）探伤面选择上是很重要的，T型焊缝结构复杂，伪缺陷及变形波较多，根据缺陷（xiàn）波形显示和缺陷位置进行（háng）分析（xī），再（zài）结合动态和静态波形，综合（hé）考虑多方面的因素，来判断缺陷实际情况。

手工焊打（dǎ）底和埋弧自动焊（hàn）盖面的焊接（jiē）过程中，其他缺陷如气孔、夹渣等，采用标准的K2斜探头就可以检测的到。在两种焊接方法中，埋弧自动焊更容易（yì）产生夹渣、未熔合等缺陷。

一般未熔合波幅较（jiào）高，峰尖锐，有一定长度，有时也呈断续状，夹渣通常波峰此起（qǐ）彼伏，不只有一个缺陷波存在，波峰变化没有未熔合快。

直探头检测时，对焊缝根部未焊透和层状撕裂的缺（quē）陷波显示（shì）深度（dù）不同，在一倍的板厚时发现的缺陷回波（bō）一般（bān）是根部未焊透，层状撕裂（liè）的缺陷波显示深度不在一倍（bèi）的板厚处。

用K1斜（xié）探头检测层状撕（sī）裂（liè）时，对焊缝根部未焊透的区分是深度和水平位置均不同（tóng），所（suǒ）以斜探（tàn）头还要结合水平位置（zhì）定位才更准确。直探头检测对缺陷判断比斜探头更容易。