淺析鋼結(jié)構(gòu)焊接缺陷

喻海榮 郭凱寧

江西省鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架質(zhì)量檢驗(yàn)中心，江西 撫州 344000

淺析鋼結(jié)構(gòu)焊接缺陷

喻海榮 郭凱寧

江西省鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架質(zhì)量檢驗(yàn)中心，江西 撫州 344000

鋼結(jié)構(gòu)工程在制作過程中的梁、柱等多采用焊接形式，其焊接質(zhì)量不僅影響外觀質(zhì)量、安裝精度，增加制作成本等，而且還影響鋼結(jié)構(gòu)的連接強(qiáng)度、安全性能和使用功能等，因此，有必要對焊接缺陷進(jìn)行分析整理，本文針對常見缺陷的質(zhì)量要求、產(chǎn)生原因進(jìn)行闡述，提出了預(yù)防措施，希望對提高鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量有所幫助。

鋼結(jié)構(gòu)焊接焊接缺陷；預(yù)防措施

0 引 言

鋼結(jié)構(gòu)焊接過程中常見的質(zhì)量缺陷可以分為外部缺陷和內(nèi)部缺陷，外部缺陷是指用量具、觀感或放大鏡觀察的不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的缺陷，如焊縫外形尺寸不符合設(shè)計(jì)或標(biāo)準(zhǔn)要求，咬邊、焊瘤、飛濺、表面氣孔、表面夾渣、弧坑、燒穿等。內(nèi)部缺陷是指在焊縫內(nèi)部的不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的缺陷，必須用無損檢測或破壞性試驗(yàn)才能發(fā)現(xiàn)，如未焊透、夾渣、氣孔、裂紋等。由于焊接缺陷的存在，不僅影響外觀質(zhì)量，增加了缺陷處理程序，提高了制作成本，而且降低構(gòu)件的承載能力，未焊透、裂紋等缺陷嚴(yán)重降低了焊接接頭的強(qiáng)度性能，容易導(dǎo)致應(yīng)力集中，造成結(jié)構(gòu)的破壞，如缺陷未被發(fā)現(xiàn)或處理不當(dāng)，將會(huì)發(fā)生突發(fā)性的重大破壞性事故，造成嚴(yán)重的后果，因此必須認(rèn)真對待缺陷并采取適當(dāng)?shù)拇胧褂绊懡档阶畹汀?/p>

1 咬邊的質(zhì)量要求，產(chǎn)生原因和預(yù)防措施

鋼結(jié)構(gòu)工程一級焊縫不允許有咬邊現(xiàn)象存在，二級焊縫咬邊深度要小于等于0.05倍母材厚度，且不大于0.5mm，連續(xù)長度小于等于100mm，且焊縫兩次咬邊總長小于等于10%焊縫全長。三級焊縫咬邊深度小于等于0.1倍母材厚度，且小于等于1mm。咬邊產(chǎn)生的原因主要是由于操作方法和工藝參數(shù)選用不當(dāng)，如施焊角度不正確、坡口兩側(cè)停留時(shí)間不當(dāng)、焊條擺動(dòng)或運(yùn)條速度不當(dāng)、焊接電流過大或焊接電弧過長。咬邊的預(yù)防措施主要有針對不同的焊接位置確定正確的施焊角度和停留時(shí)間，改變運(yùn)條方式和焊接速度，調(diào)整至適當(dāng)?shù)暮附与娏鳎s短焊接電弧的長度等。對二級和三級焊縫超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍的要進(jìn)行補(bǔ)焊和打磨處理。

2 氣孔的質(zhì)量要求，產(chǎn)生原因和預(yù)防措施

對一、二級焊縫不允許存在表面氣孔，三級焊縫每50mm長度焊縫內(nèi)允許存在直徑小于0.4倍母材厚度且小于等于3mm的氣孔2個(gè)，孔距要大于等于6倍孔徑。氣孔產(chǎn)生的原因有：焊接環(huán)境濕度大；焊絲焊條受潮或未按要求烘烤；焊縫處存在油污、鐵銹等雜質(zhì)或清理不徹底；焊縫未受到保護(hù)、焊工技術(shù)水平低等。氣孔的預(yù)防措施有：注意監(jiān)測焊接作業(yè)環(huán)境，當(dāng)不符合條件時(shí)嚴(yán)禁焊接；焊絲焊條按體系規(guī)定采購、儲存、發(fā)放和使用；焊接前徹底清理焊縫兩側(cè)20mm范圍內(nèi)的油污、鐵銹等雜質(zhì)；對保護(hù)氣體純度進(jìn)行驗(yàn)證，檢查槍管有無漏氣；提高焊工操作水平，堅(jiān)持擇優(yōu)使用。

3 夾渣的質(zhì)量要求，產(chǎn)生原因和預(yù)防措施

對一、二級焊縫不允許存在表面夾渣，三級焊縫夾渣深度要小于等于0.2倍母材厚度，長度要小于等于0.5倍母材厚度且不超過20mm。夾渣產(chǎn)生的原因有：焊接前或焊接過程中清理不徹底；焊接坡口參數(shù)不合理或組對間隙小；焊接電流小；焊工操作不熟練，運(yùn)條方式不合理。夾渣的預(yù)防措施有：焊接前徹底清理焊縫兩側(cè)雜物，焊接過程中焊渣清理干凈后再施焊；參照《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》選用合適的坡口參數(shù)進(jìn)行加工，提高零部件組對質(zhì)量；合理選擇電流和電弧長度；使焊渣能夠排出。

4 焊縫外形尺寸的質(zhì)量要求、產(chǎn)生原因和預(yù)防措施

一級焊縫不允許存在未焊滿，二級未焊滿要≦0.2mm+0.02倍母材厚度且≦1mm，每100mm長焊縫內(nèi)未焊滿累計(jì)長度≦25mm，三級焊縫未焊滿要≦0.2mm+0.04倍母材厚度且≦2mm，每100mm長焊縫內(nèi)未焊滿累計(jì)長度≦25mm。一二級對接焊縫余高當(dāng)焊寬小于20mm時(shí)為0～3mm，三級焊縫為0～3.5mm，其余情況時(shí)一二級余高為0～4mm，三級為0～5mm。角接焊縫余高當(dāng)焊腳尺寸≦6mm時(shí)為0～1.5mm，大于6mm時(shí)為0～3mm。焊縫外形尺寸超差產(chǎn)生的原因：坡口加工或邊緣加工不合格；組對不平、焊接規(guī)范不合理。焊縫外形尺寸超差的預(yù)防：使用正確的坡口參數(shù)，提高邊緣加工質(zhì)量；提高零部件拼裝質(zhì)量；制定和選擇合理的焊接規(guī)范。

5 未焊透的質(zhì)量要求，產(chǎn)生原因和預(yù)防措施

全焊透的對接焊縫及對接與交接組合焊縫不允許有未焊透。未焊透產(chǎn)生的原因有：焊接電流太小，融化溫度低；坡口參數(shù)不合理或組對質(zhì)量不合格；焊工操作不熟練，角度、方法掌握不當(dāng)；未焊透的預(yù)防措施有：制定合適的焊接工藝參數(shù)，并遵照執(zhí)行；坡口參數(shù)與組對間隙要與焊件厚度和焊接方法相匹配，并加強(qiáng)組對質(zhì)量檢查和交接驗(yàn)收；掌握正確的焊接角度，避免磁偏吹，雙面焊要清根，對厚度較大的焊件選用大電流，適當(dāng)控制和調(diào)整焊速和運(yùn)條方法等。

6 裂紋的質(zhì)量要求，產(chǎn)生原因和預(yù)防措施

對一、二、三級焊縫都不允許存在裂紋。裂紋產(chǎn)生的主要是由于在焊接過程中存在的缺陷累計(jì)和焊接母材焊接材料的化學(xué)成分、焊接工藝、機(jī)械性能、環(huán)境溫度、組對方法、加熱冷卻過程的金屬晶間結(jié)構(gòu)變化等因素綜合作用的結(jié)果。按照形成成因可以分為熱裂紋和冷裂紋。熱裂紋的預(yù)防措施有：選擇合適的焊接材料，調(diào)整焊縫金屬的化學(xué)成分，改善焊縫金屬的組織；規(guī)范焊接參數(shù)，使用適當(dāng)?shù)暮附与娏骱秃附铀俣龋缓盖斑M(jìn)行預(yù)熱，使焊件受熱均勻，焊縫冷卻速度要緩慢；合理選擇焊縫結(jié)構(gòu)形式和裝配順序，使構(gòu)件自由收縮，減少焊接應(yīng)力等。冷裂紋的預(yù)防措施有：加強(qiáng)對焊接環(huán)境的檢測，無保護(hù)措施時(shí)不得進(jìn)行焊接作業(yè)；優(yōu)化結(jié)構(gòu)形式，避免同一焊縫處出現(xiàn)不等厚、異種鋼的焊接，防止產(chǎn)生過大的焊接應(yīng)力；避免使用外力強(qiáng)行組對或剛性固定焊接；清理坡口處油污，規(guī)范焊條使用，減少擴(kuò)散氫含量，減緩焊接接頭冷卻速度等。鋼結(jié)構(gòu)制作和安裝過程中要加強(qiáng)焊前、焊中、焊后的檢驗(yàn)，對發(fā)現(xiàn)的焊接缺陷要認(rèn)真分析產(chǎn)生的原因，制定處理措施并認(rèn)真整改，使其達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求。

7 結(jié)語

通過對鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量缺陷產(chǎn)生的原因的分析，聯(lián)系多年的檢測實(shí)踐項(xiàng)目，歸納出部分實(shí)踐性防止措施，為提高鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量提供一定的借鑒。

[1]常引娣．談壓力容器焊接中常見缺陷的成因和防止措施[J]．科技信息,2007(29)．

[2]王荷林．鋼結(jié)構(gòu)工程常見焊接缺陷及防治措施[J]．科技信息，2009（11）:611-612．

[3]吳雙樂．壓力容器焊接缺陷的成因和防治措施探析[J]．科學(xué)與財(cái)富，2011（9）:104-105．

[4] 陳臨泉，劉余濤鋼結(jié)構(gòu)焊接施工中裂紋和氣孔的形成原因及預(yù)防措施[j]．科技傳播，2011（20）：149-150．

喻海榮（1965．5．27），男，工程師，現(xiàn)在江西省鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架質(zhì)量檢驗(yàn)中心主要從事鋼結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架、鐵塔產(chǎn)品檢驗(yàn)及安裝質(zhì)量性能檢驗(yàn)。

郭凱寧（1987-），男，助理工程師，現(xiàn)在江西省鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架質(zhì)量檢驗(yàn)中心主要從事鋼結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架、鐵塔產(chǎn)品檢驗(yàn)及安裝質(zhì)量性能檢驗(yàn)。