某港口重型装备基地联合厂房项目为国家重点项目，业主委托厂家在厂家车间对产品进行检测，吊车梁钢结构需进行超声波检测，吊车梁腹板及上翼为全熔透T型焊缝结构，超声波检测需克服以下问题：
1、焊缝结构复杂，探头选择困难；
2.焊缝内部缺陷产生的位置不同，检测面选择困难；
3.缺陷波与变形波难以区分，缺陷部位和性质难以确定。
吊车梁钢结构为工字型焊接结构，如下图（A）所示，上、下翼板厚度δ=30、40、45mm，腹板规格为2750×17950，厚度δ=18、22、30mm，材质为Q345B。
执行标准包括《钢结构工程施工及验收规范》GB50205、《钢结构手工超声波探伤方法及探伤结果分级》GB/T11345-2013。
根据起重机梁加工图的要求，上翼板与腹板连接处的焊缝为全焊透焊缝，此焊缝应满足GB50205的I级要求，即焊缝满足GB/T11345-2013超声波检测的BⅠ级标准。
700t吊车梁钢结构形状示意图
1. 探头选择
T形焊缝分为全熔透焊缝和半熔透焊缝，全熔透T形焊缝的检验不能采用X射线检验，只能采用超声波检验。
超声波检测方法分为纵波法、横波法、表面波法、板波法、爬波法等。
通常GB/T11345的B级标准要求采用横波法进行探伤，采用斜探头即可达到目的。但考虑到T型焊缝的结构特点，在检测时可以采用横波法和纵波法联合进行探伤，因此探头必须采用直探头和斜探头。
例如：选用2.5MHzφ14直探头、2.5MHz10×10K2斜探头、2.5MHz10×10K1斜探头。
直探头和K1斜探头用于检测上翼板侧的层状撕裂、翼板与腹板间的未焊透、腹板与母材间的未熔合等缺陷，K2斜探头用于检测其他位置常见的面状、点状缺陷，如未熔合、未焊透、气孔、夹渣等。
使用φ14直探头主要考虑焊缝宽度可能很小，检测时缺陷容易被发现。根据板材厚度在18-30之间，可以使用K2斜探头。斜探头10×10芯片尺寸对缺陷的灵敏度比13×13芯片尺寸高，不易漏检。K1斜探头对未焊透、裂纹检测灵敏度更好。
2.考虑探伤面的选择
通常T型焊缝在腹板位置开坡口，常见缺陷集中在腹板侧。检测时腹板侧是缺陷的主要检测面。但坡口处及翼板处的未熔合缺陷与探头主声束不垂直，在腹板侧检测到的缺陷波不高，容易漏检。可用直探头检测翼板侧焊缝，也可选用K1斜探头检测翼板侧。
注：使用K1的斜探头和直探头扫查机翼侧面时，无法看到焊缝，为了更好的找到焊缝的位置，可以采用标记的方法来解决。
用K1斜探头对翼板侧面扫查时，如果焊缝内部没有未焊透、未熔合、裂纹等缺陷，一般在两倍板厚的范围内不会出现回波。
3.根据现场检查案例分析缺陷
首先了解焊接工艺及坡口形式，选定检查表面钢结构焊缝检测仪，清理探头运动区域的飞溅、铁屑、油污等外来杂质，检查表面表面粗糙度不大于6.3μm，采用膏状物作为耦合剂，采用A型脉冲反射式超声波探伤仪，仪器必须经过校准合格，用CSK-ⅠA试块按标准测量前缘及K值，用RB-Ⅱ试块制作距幅曲线，以DAC-16dB为基准灵敏度，增加6dB为扫查灵敏度，检查前的准备工作做好。
1、试验吊车梁腹板规格为2750×17950，上翼厚δ=30mm，腹板厚δ=18mm。腹板采用单面V型坡口、背面清根、手工焊打底、埋弧自动焊盖面焊接工艺。
使用K2斜探头对腹板进行单面、双面W扫查，使用K1斜探头对上翼板侧焊缝进行检测。
K2斜探头在腹板位置①处探测到缺陷波，深度约为13～16mm，缺陷幅值在Ⅰ区，缺陷呈条带状。斜探头利用二次反射波在腹板位置②处扫查，未发现缺陷。一般UT检测中，缺陷幅值很低，不记录。
但用K1斜探头在位置④、⑤扫查上翼板时，均有缺陷波出现，且幅值在Ⅲ区。探头前后移动时，波峰波动较快，方向性强。探头水平移动时，缺陷波出现在较长的距离上。根据探头的深度位置判断缺陷在上翼板侧附近，根据探头的水平位置判断缺陷在焊缝上。对缺陷波形进行分析（如图Ⅰ所示），发现上翼板侧焊缝与母材未熔合，检测位置及缺陷如图（B）所示。
原因：焊缝坡口侧满焊，背面清理后采用埋弧自动焊，电流太小，熔深不足，导致靠近上翼板侧的焊缝与母材未熔合。
现场修复后，焊缝表面被打磨2-3mm，焊缝与翼板边缘之间出现一条较细的未熔合线，未熔合线宽度约为3-4mm。
原因：焊缝未焊透，至表面焊缝以下3-4mm深度处均未熔合。焊缝补焊后，余高增大，此现象消除。
2、试验吊车梁，腹板规格为2750×17950，上翼厚δ=30mm，腹板厚δ=22mm，腹板采用双面V型坡口，底座采用手工焊，盖板采用埋弧自动焊。
使用直探头检测上翼板侧焊缝，使用K2斜探头对腹板进行单面和双面W扫查。
首先利用K2斜探头对腹板的①、②、③位置进行缺陷检测，深度大致分布在16~18mm之间，缺陷波呈断续状，初步判断为夹渣、气孔等缺陷。
随后用φ14直探头对上翼板侧位置④的焊缝进行检测，发现缺陷深度约25mm，多处均有缺陷波，波幅不等且长度均超标，根据深度判断缺陷位于上翼板侧，怀疑存在层状撕裂等危险缺陷，缺陷位置如图（C）所示。缺陷波形如图二所示。
现场修复后确定焊缝存在夹渣、气孔等缺陷，对上翼板侧母材在焊缝附近进行修复，再通过渗透检测确认为裂纹。
产生原因：埋弧自动焊前坡口清理不彻底，产生夹渣、气孔等缺陷；由于应力等原因，在热影响区出现裂纹。
未熔合缺陷（1）：
缺陷波形显示：
探伤仪示波器画面显示此缺陷为条状未熔合缺陷，静态波形非常简单，波峰尖锐，结合长度显示，缺陷的动态波形犹如山岳般急速起伏。
当探头垂直于焊缝时钢结构焊缝检测仪，波峰变化较快，以一定角度扫描探头时不易发现缺陷。
未熔合缺陷（2）：
缺陷波形显示：
斜探头检测的是平面状的未熔合缺陷，缺陷的静态波形为两个缺陷波，一高一低，两个缺陷波之间的深度即为未熔合缺陷的宽度，动态波形则显示两个波峰的包络线。
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走信号，单个动态波形的峰值包络线为锯齿状包络线，有多个波隙高点，探头扫描到的波形包络线变化不大，夹渣缺陷属于体缺陷，检测时很容易发现。
孔隙缺陷：
缺陷波形显示：
斜探头检测点状孔隙缺陷时，如图所示的静态波形和动态波形的包络线与未融合波形非常相似，不同之处在于孔隙的幅度没有未融合波形那么大；探头左右移动时，未融合波形有长度感的变化；探头前后移动时，未融合波形比孔隙波形变化快；探头拐角扫描时，孔隙波形仍如此变化。
孔隙属于体积缺陷，对超声波具有发散特性，因此振幅比必须较高。
直探头扫查时，检查完好部位时有底波，探头在焊缝上方时，底波消失，无缺陷时仪器无波形显示。检查时发现的裂纹深度需要判断，腹板焊缝与上翼板连接处易出现未熔合，裂纹易出现在腹板与上翼板焊缝的熔合区，深度显示不同。
裂纹缺陷：
缺陷波形显示：
检测裂纹缺陷时，直探头或斜探头的静态波形如图所示，波形方向感强，波峰有分支，检测时如果探头方向不垂直于缺陷，则很难发现此类缺陷。
综合以上实测数据，吊车梁超声波检测中遇到的一些问题，反映了检测T型焊缝时应注意的现实问题。
检测T型焊缝时，应注意坡口形式及焊接方法。可根据超声检测发现的缺陷的动、静态波形显示，分析缺陷的性质。实际UT探伤中，探伤面及探头至关重要，应综合多种因素选择最佳方案进行检测。
全焊透T型焊缝容易产生未熔合、未焊透、夹渣、气孔等常见缺陷。还要注意翼板容易产生层状撕裂。在检测过程中，应选择合适的探头，选择的原则是尽可能使可能的缺陷垂直于探头的主声束。直探头或K1斜探头更容易检测出层状撕裂等缺陷。这两种探头对未焊透检测也非常敏感。
另外，T型焊缝检测在探伤面的选择上非常重要，T型焊缝结构复杂，伪缺陷及变形波丰富，可根据缺陷波形显示及缺陷位置分析，结合动静态波形，综合考虑各方面因素，判断缺陷实际情况。
在手工焊打底、埋弧焊盖面的焊接过程中，用标准K2斜探头还能探测出气孔、夹渣等其他缺陷。两种焊接方法中，埋弧焊更容易产生夹渣、未熔合等缺陷。
一般未熔合波的振幅较大、波峰尖锐，且具有一定的长度，有时呈断续性；夹渣波通常波峰有高有低，且缺陷波不只有一个，波峰变化没有未熔合波快。
采用直探头检测时，焊缝根部未焊透和层状撕裂的缺陷波显示深度不同，在1倍板厚处发现的缺陷回波一般为根部未焊透，而层状撕裂的缺陷波显示深度并不在1倍板厚处。
使用K1斜探头检测层状撕裂时，焊缝根部未焊透与水平位置的差异是不同的，所以斜探头必须与水平位置相结合才能定位更准确。直探头检测比斜探头更容易判断缺陷。
