摘要：随着工业技术的发展和建筑行业的不断进步，钢结构因其高强度、轻质、良好的塑性和韧性等优点，在现代建筑工程中得到了广泛应用。焊缝作为钢结构的重要组成部分，其质量直接关系到整个结构的承载能力和安全性。对钢结构焊缝进行无损检测已成为确保结构可靠性的关键步骤。本文首先概述了钢结构焊缝超声波检测的基本原理，并介绍了当前国内外关于焊缝无损检测标准的最新更新情况。随后，详细讨论了几种常见的焊缝缺陷修复方法，包括传统焊接技术、激光焊接、电弧焊以及新型复合材料的应用等。文章展望了未来钢结构焊缝无损检测技术与方法的发展趋势，强调了智能化、自动化检测系统的研发潜力，以及新材料和新工艺在提升焊缝质量方面的重要作用。

一、钢结构焊缝超声波检测概述

钢结构焊缝超声波检测是一种常用的无损检测方法。它主要用于检测钢结构中焊缝是否存在气泡、缩孔、夹渣、焊接裂缝、不同部件的熔合连接状况等问题，同时还能够测定铸件的厚度。

二、检测原理

超声波的频率在20000MHz以上，具备很强的穿透能力。检测设备产生超声波，通过探头发射出来，声波会在被检验部件中以一定的速率传播。当遇到诸如气孔、夹渣等异面介质的时候，超声波就会有一部分被反射回来，通过接收器的处理，能够在示波屏幕上呈现出缺陷的回波，进而通过相关计算获得缺陷的深度及大小。

三、检测相关规范标准

（一）焊缝无损检测的检验等级

根据《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB11345 - 89规定，超声波检验等级分为A、B、C三个级别：

• A级检验：采用一种角度的探头在焊缝的单面单侧进行检验，只对允许扫查到的焊缝截面进行探测。一般不要求作横向缺陷的检验。母材厚度〉50mm时，不得采用A级检验。
• B级检验：原则上采用一种角度探头在焊缝的单面双侧进行检验，对整个焊缝截面进行探测。母材厚度〉100mm时，采用双面双侧检验。受几何条件的限制可在焊缝的双面单侧采用两种角度探头进行探伤。条件允许时应作横向缺陷的检验。同时要做两个扫查方向和两种探头角度的横向缺陷检验。其他附加要求如下：
  • 对接焊缝余高要磨平，以便探头在焊缝上作平行扫查；
  • 焊缝两侧斜探头扫查经过的母材部分要用直探头作检查；
  • 焊缝母材厚度≥100mm，窄间隙焊缝母材厚度≥40mm时，一般要增加串列式扫查。
• C级检验：（搜索结果未提及具体C级检验相关细则，暂不展开）

（二）建筑结构焊缝无损探伤检验具体要求

• 设计要求全焊透的焊缝：
  • 一级焊缝：应进行100%的检验，其合格等级应为《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB11345 - 89中B级检验的Ⅱ级及Ⅱ级以上；
  • 二级焊缝：应进行抽检，抽检比例20%，其合格等级应为《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB11345 - 89中B级检验的Ⅲ级及Ⅲ级以上；
  • 三级焊缝：全焊透的三级焊缝可不进行无损检测。
• 焊接球节点网架焊缝：超声探伤及缺陷分级应符合《焊接球节点钢网架焊缝超声波探伤及质量分级法》JG/T3034.1 - 1996的规定。
• 螺栓球节点网架焊缝：超声探伤及缺陷分级应符合《螺栓球节点钢网架焊缝超声波探伤及质量分级法》JG/T3034.2 - 1996的规定。
• 圆管T、K、Y节点焊缝：超声波探伤方法及缺陷分级应符合《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81 - 2002的规定。

四、薄钢板（8mm以下）焊缝超声波检测的特殊情况

（一）检测难点

• 钢板较薄，超声波声程短，受近场区影响，对缺陷波判断，缺陷的定性、定量带来困难。
• 焊缝较宽，导致超声波入射点水平位置偏远，使一次直射波的扫查覆盖面积减小，无法保证根部缺陷的检出。
• 缺乏适用标准，没有规定指导的检测方法，无法对被检焊缝做出质量评定。

（二）检测方法

1. 探头的选择

• 依据近场区影响长度公式，选择频率5MHz，晶片尺寸6mm×6mm的探头，来降低近场区影响。
• 薄钢板焊缝较宽，根据一次波扫查高度公式，优先选用前沿距离5mm和K值等于3的探头，这样可以检测到焊缝根部的2mm，整个板厚的三分之一，较为适宜。

2. 制作距离 - 波幅曲线

• 使用CSK - IIA - 1标准试块来调节灵敏度，用深度5mm的①2通孔，将波高设置为屏幕刻度的80%，画一条线作为一次波检测判废线，不设评定线与定量线，再用①2×40 - 4dB来做一条判废线，用于二次波检测。灵敏度补偿根据焊缝打磨情况，做2 - 4dB补偿量。

3. 耦合剂的选择

• 在检测环境允许的情况下尽量使用纤维类材料，如果温度过低或过高，无法使用纤维类材料，应避免油类耦合剂刷涂过厚，防止产生杂波干扰，这时可用手在探头前方拍打油膜来看波幅反应，来辨别杂波与缺陷波。

4. 扫查方式

• 条件允许的情况下，进行双面双侧的扫查，这样可以把检测的盲区缩小，提高缺陷的检出率。
• 做10%重叠的锯齿形扫查，用前后、左右、环绕、转角的方式来查找缺陷。

五、焊缝缺陷的评定等级

超声波检验焊缝内部缺陷的评定等级分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级，其中Ⅰ级质量最高，Ⅳ级质量最低。根据在标准试块上绘制的距离波幅曲线，对比焊缝中缺陷最高回波的位置、和缺陷性质判断焊缝等级。

• 对于最大反射波幅不超过距离波幅曲线中评定线的缺陷，均评定为Ⅰ级；
• 最大反射波幅超过评定线的缺陷检验者判定为裂纹等危害性缺陷时，无论其波幅和尺寸如何，均评定为Ⅳ级；
• 反射波幅位于Ⅰ区的非裂纹性缺陷，均评定为Ⅰ级；
• 反射波幅位于Ⅲ区的缺陷，无论其指示长度如何，均评定为Ⅳ级；
• 最大反射波幅位于Ⅱ区的缺陷，跟具缺陷指示长度。

六、焊缝检测记数规则及合格评定

• 一级焊缝：探伤比例100%，即全数探伤。
• 二级焊缝：探伤比例20%，对于工厂制作焊缝，应按每条焊缝长度计算比例，且探伤长度≥200mm，当焊缝长度≤200mm时，应对整条焊缝进行探伤；对于现场安装焊缝，应按同一类型、同一施焊条件的焊缝条数计算比例，探伤长度应≥200mm，并应不少于1条焊缝。
• 三级焊缝：不要求进行内部缺陷的无损探伤。

钢结构焊缝检测的最新技术

超声波检测在其他领域的应用

焊缝无损检测标准更新情况

钢结构焊缝缺陷修复方法