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摘要：二氧化碳气体保护电弧焊的特点：易产生未熔合、气孔、裂纹等缺陷。对缺陷产生的成因做一定的了解，在超声波检测过程中，会有事半功倍的效果。
关键词：二氧化碳气体保护电弧焊；超声波检测；缺陷；反射波
二氧化碳气体保护电弧焊采用CO2 作为保护气体，与其他方法相比，虽飞溅较大，但这种焊接方法具有很多特点，如焊接效率高；在相同电流下，熔深比焊条电弧焊大；焊接速度快、变形小；焊缝金属含氢量低等优点，二氧化碳气体保护电弧焊广泛用于钢结构桥梁的焊接。
1. 缺陷统计
根据我公司对2006年—2011年间12座钢结构桥梁的焊接接头无损检测发现的缺陷粗略统计，发现二氧化碳气体保护焊的各种缺陷的近似比例，气孔占50%左右、未溶合占30%左右、未焊透占5%左右、裂纹占5%左右，其它缺陷占10%左右。从各种缺陷所占缺陷总数的百分比来看，除气孔外，未熔合缺陷占的比重最大，也是除裂纹外最严重的缺陷。
缺陷比例示意图
2.典型缺陷产生原因及缺陷回波的特征
二氧化碳气体保护电弧焊焊接过程中，根据该焊接方法的特点，该焊接方法易产生未熔合、气孔、裂纹等缺陷。对缺陷产生的成因做一定的了解，在超声波检测过程中，会有事半功倍的效果。
2.1气孔
气孔是指在焊接过程中，熔池金属中的气体在金属冷却以前未能来得及逸出，而在焊缝金属中（内部或表面）所形成的孔穴。焊接区的保护气体二氧化碳易受外来气流的破坏而失去保护作用，保护气体的主要作用是防止空气的有害作用，实现对焊缝和近焊缝区的保护在现场施焊时，為防止上述情况的发生，必须在焊接区周围加挡风屏障；另外液态CO2中含水较高，在焊接过程中一起进入焊接区，易产生气孔等缺陷，为防止上述情况的发生，必须提高焊接用CO2的纯度，采取适当的减少水分的措施。
气孔产生的回波在显示屏上显示出一个尖锐的回波，当探头前后、左右扫查时，其幅度平滑地由零上升到最大值，然后又平滑地下降到零，这是缺陷尺寸小于超声波探头在缺陷位置处声束直径的信号特征。
2.2 未熔合
未熔合是指焊缝金属与母材金属，或焊缝金属之间未熔化结合在一起的缺陷。按其所在部位，未熔合可分为坡口未熔合、层间未熔合、根部未熔合三种。未熔合是一种面积型缺陷，坡口未熔合、根部未熔合对承载截面积的减少都非常明显，应力集中也比较严重，其危害性仅次于裂纹。
产生的原因：焊接电流过小，焊条焊丝偏于坡口一侧或因焊条偏心使电弧偏与一侧，使母材或前一道焊缝金属未得到充分溶化就被填充金属所覆盖。当母材坡口或前一层焊缝表面有锈或脏物，焊接时由于温度不够，未将其溶化而覆盖上填充金属，也会形成层间或边缘未融合。防止措施：⑴焊前仔细清理待焊处表面；⑵提高焊提高电流、电弧电压，减速小焊接速度；⑶焊接时要稍微采用运条方式，在坡口面上有瞬间停歇，焊丝在熔池的前沿，提高焊工技术。
未熔合常用的方法是用超声波检测，因为超声波对面积型缺陷敏感，只要主声束入射方向能大致垂直于未熔合的走向，一般就很容易发现这类缺陷。因此在用超声波检测未熔合缺陷时，应该事先了解焊接方法、焊接位置、坡口型式等，来判断未熔合最可能产生的走向，再选择合适的探头K值和探测位置等。超声波探头在各个不同位置检测缺陷时，显示屏上均显示一个尖锐回波。探头前后和左右扫查时，一开始波幅平滑地由零上升到峰值，探头继续移动时，波幅基本不变，最后又平滑地下降到零。
2.3裂纹
钢结构桥梁的材料大多采用Q345qC，大多数裂纹缺陷由以下原因引起，在不采用垫板的情况下，焊件难以定位，为防止焊件收缩变形，装配时需进行定位焊，焊件越长，臂厚越大，定位焊缝越厚越长。定位焊是指为确保焊前部件的相互位置，防止部件倾倒进行了定位焊。因定位焊焊道短，冷却速度快，焊接热影响区易产生淬硬组织，从而形成冷裂纹。当定位焊缝过厚时，连接处易产生冷裂纹。为避免为防止上述情况的发生，应注意定位焊缝不得太厚，否则必须对连接处进行修磨。
探头在各个不同位置检测裂纹缺陷时，显示屏上会呈一个参差不齐的回波，探头移动时，回波幅度显示很不规则的起伏状态；或者显示屏上显示脉冲包络呈钟形的一些列连续信号（有很多小波峰）。探头移动时，每个小波峰也在脉冲包络中移动，波幅由零逐渐升到最大值，然后波幅又下降到零，信号波幅起伏较大。
3结束语
超声波检测对未熔合、裂纹有很高的灵敏度和可靠性，对定位焊产生的小裂纹可能会与其它缺陷混淆，不易判断，也有可能漏检，要引起重视。根据焊接工艺、焊接场所、焊接人员的技术水平，在超声波检测的基础上，在辅以射线检测作为补充检测，会有不错的效果。
参考文献
1.JB/T 4730.1～4730.6-2005《承压设备无损检测》
2.JB/T 4730.1～4730.6-2005《承压设备无损检测》学习指南～ 强天鹏 （编者）， 全国锅炉压力容器标准化技术委员会 （编者）
3.承压类特种设备无损检测相关知识（第2版） 王晓雷 （作者， 编者）
关键词：二氧化碳气体保护电弧焊；超声波检测；缺陷；反射波
二氧化碳气体保护电弧焊采用CO2 作为保护气体，与其他方法相比，虽飞溅较大，但这种焊接方法具有很多特点，如焊接效率高；在相同电流下，熔深比焊条电弧焊大；焊接速度快、变形小；焊缝金属含氢量低等优点，二氧化碳气体保护电弧焊广泛用于钢结构桥梁的焊接。
1. 缺陷统计
根据我公司对2006年—2011年间12座钢结构桥梁的焊接接头无损检测发现的缺陷粗略统计，发现二氧化碳气体保护焊的各种缺陷的近似比例，气孔占50%左右、未溶合占30%左右、未焊透占5%左右、裂纹占5%左右，其它缺陷占10%左右。从各种缺陷所占缺陷总数的百分比来看，除气孔外，未熔合缺陷占的比重最大，也是除裂纹外最严重的缺陷。
缺陷比例示意图
2.典型缺陷产生原因及缺陷回波的特征
二氧化碳气体保护电弧焊焊接过程中，根据该焊接方法的特点，该焊接方法易产生未熔合、气孔、裂纹等缺陷。对缺陷产生的成因做一定的了解，在超声波检测过程中，会有事半功倍的效果。
2.1气孔
气孔是指在焊接过程中，熔池金属中的气体在金属冷却以前未能来得及逸出，而在焊缝金属中（内部或表面）所形成的孔穴。焊接区的保护气体二氧化碳易受外来气流的破坏而失去保护作用，保护气体的主要作用是防止空气的有害作用，实现对焊缝和近焊缝区的保护在现场施焊时，為防止上述情况的发生，必须在焊接区周围加挡风屏障；另外液态CO2中含水较高，在焊接过程中一起进入焊接区，易产生气孔等缺陷，为防止上述情况的发生，必须提高焊接用CO2的纯度，采取适当的减少水分的措施。
气孔产生的回波在显示屏上显示出一个尖锐的回波，当探头前后、左右扫查时，其幅度平滑地由零上升到最大值，然后又平滑地下降到零，这是缺陷尺寸小于超声波探头在缺陷位置处声束直径的信号特征。
2.2 未熔合
未熔合是指焊缝金属与母材金属，或焊缝金属之间未熔化结合在一起的缺陷。按其所在部位，未熔合可分为坡口未熔合、层间未熔合、根部未熔合三种。未熔合是一种面积型缺陷，坡口未熔合、根部未熔合对承载截面积的减少都非常明显，应力集中也比较严重，其危害性仅次于裂纹。
产生的原因：焊接电流过小，焊条焊丝偏于坡口一侧或因焊条偏心使电弧偏与一侧，使母材或前一道焊缝金属未得到充分溶化就被填充金属所覆盖。当母材坡口或前一层焊缝表面有锈或脏物，焊接时由于温度不够，未将其溶化而覆盖上填充金属，也会形成层间或边缘未融合。防止措施：⑴焊前仔细清理待焊处表面；⑵提高焊提高电流、电弧电压，减速小焊接速度；⑶焊接时要稍微采用运条方式，在坡口面上有瞬间停歇，焊丝在熔池的前沿，提高焊工技术。
未熔合常用的方法是用超声波检测，因为超声波对面积型缺陷敏感，只要主声束入射方向能大致垂直于未熔合的走向，一般就很容易发现这类缺陷。因此在用超声波检测未熔合缺陷时，应该事先了解焊接方法、焊接位置、坡口型式等，来判断未熔合最可能产生的走向，再选择合适的探头K值和探测位置等。超声波探头在各个不同位置检测缺陷时，显示屏上均显示一个尖锐回波。探头前后和左右扫查时，一开始波幅平滑地由零上升到峰值，探头继续移动时，波幅基本不变，最后又平滑地下降到零。
2.3裂纹
钢结构桥梁的材料大多采用Q345qC，大多数裂纹缺陷由以下原因引起，在不采用垫板的情况下，焊件难以定位，为防止焊件收缩变形，装配时需进行定位焊，焊件越长，臂厚越大，定位焊缝越厚越长。定位焊是指为确保焊前部件的相互位置，防止部件倾倒进行了定位焊。因定位焊焊道短，冷却速度快，焊接热影响区易产生淬硬组织，从而形成冷裂纹。当定位焊缝过厚时，连接处易产生冷裂纹。为避免为防止上述情况的发生，应注意定位焊缝不得太厚，否则必须对连接处进行修磨。
探头在各个不同位置检测裂纹缺陷时，显示屏上会呈一个参差不齐的回波，探头移动时，回波幅度显示很不规则的起伏状态；或者显示屏上显示脉冲包络呈钟形的一些列连续信号（有很多小波峰）。探头移动时，每个小波峰也在脉冲包络中移动，波幅由零逐渐升到最大值，然后波幅又下降到零，信号波幅起伏较大。
3结束语
超声波检测对未熔合、裂纹有很高的灵敏度和可靠性，对定位焊产生的小裂纹可能会与其它缺陷混淆，不易判断，也有可能漏检，要引起重视。根据焊接工艺、焊接场所、焊接人员的技术水平，在超声波检测的基础上，在辅以射线检测作为补充检测，会有不错的效果。
参考文献
1.JB/T 4730.1～4730.6-2005《承压设备无损检测》
2.JB/T 4730.1～4730.6-2005《承压设备无损检测》学习指南～ 强天鹏 （编者）， 全国锅炉压力容器标准化技术委员会 （编者）
3.承压类特种设备无损检测相关知识（第2版） 王晓雷 （作者， 编者）