1、焊縫缺陷
焊縫缺陷指焊接過程中產(chǎn)生于焊縫金屬或附近熱影響區(qū)鋼材表面或內(nèi)部的缺陷。常見的缺陷有裂紋、焊瘤、燒穿、弧坑、氣孔、夾渣、咬邊、未熔合、未焊透(圖3.9)等;以及焊縫尺寸不符合要求、焊縫成形不良等。裂紋是焊縫連接中最危險的缺陷。產(chǎn)生裂紋的原因很多,如鋼材的化學成分不當;焊接工藝條件(如電流、電壓、焊速、施焊次序等)選擇不合適;焊件表面油污未清除干凈等。
2、焊縫質量檢驗
焊縫缺陷的存在將削弱焊縫的受力面積,在缺陷處引起應力集中,故對連接的強度、沖擊韌性及冷彎性能等均有不利影響。因此,焊縫質量檢驗極為重要。
焊縫質量檢驗一般可用外觀檢查及內(nèi)部無損檢驗,前者檢查外觀缺陷和幾何尺寸,后者檢查內(nèi)部缺陷。內(nèi)部無損檢驗目前廣泛采用超聲波檢驗。該方法使用靈活、經(jīng)濟,對內(nèi)部缺陷反應靈敏,但不易識別缺陷性質;有時還用磁粉檢驗、熒光檢驗等較簡單的方法作為輔助。此外還可采用X射線或r射線透照或拍片。
《鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范》(GB50205-2001)規(guī)定焊縫按其檢驗方法和質量要求分為一級、二級和三級。三級焊縫只要求對全部焊縫作外觀檢查且符合三級質量標準;設計要求全焊透的一級、二級焊縫則除外觀檢查外,還要求用超聲波探傷進行內(nèi)部缺陷的檢驗,超聲波探傷不能對缺陷作出判斷時,應采用射線探傷檢驗,并應符合國家相應質量標準的要求。一級焊縫超聲波和射線探傷的比例均為100%,二級焊縫超聲波探傷和射線探傷的比例均為20%且均不小于200mm。當焊縫長度小于200mm時,應對整條焊縫探傷。
3、焊縫質量等級的規(guī)定
GB50017規(guī)范規(guī)定,焊縫應根據(jù)結構的重要性、荷載特性、焊縫形式、工作環(huán)境以及應力狀態(tài)等情況,按下述原則分別選用不同的質量等級:
(1)在需要進行疲勞計算的構件中,凡對接焊縫均應焊透,其質量等級為:
①作用力垂直于焊縫長度方向的橫向對接焊縫或T型對接與角接組合焊縫,受拉時應為一級,受壓時應為二級;
②作用力平行于焊縫長度方向的縱向對接焊縫應為二級。
(2)不需要計算疲勞的構件中,凡要求與母材等強的對接焊縫應予焊透,其質量等級當受拉時應不低于二級,受壓時宜為二級。
(3)重級工作制和起重量Q≥50t的中級工作制吊車梁的腹板與上翼緣之間以及吊車桁架上弦桿與節(jié)點板之間的T形接頭焊縫均要求焊透。焊縫形式一般為對接與角接的組合焊縫,其質量等級不應低于二級。
(4)不要求焊透的T形接頭采用的角焊縫或部分焊透的對接與角接組合焊縫,以及搭接連接采用的角焊縫,其質量等級為:
①對直接承受動力荷載且需要驗算疲勞的結構和吊車起重量等于或大于50t的中級工作制吊車梁,焊縫的外觀質量標準應符合二級;
②對其他結構,焊縫的外觀質量標準可為三級。
鋼結構中一般采用三級焊縫,可滿足通常的強度要求,但其中對接焊縫的抗拉強度有較大的變異性,其設計值僅為主體鋼材的85%左右。因而對有較大拉應力的對接焊縫,以及直接承受動力荷載的重要焊縫,可部分采用二級焊縫,對抗動力和疲勞性能有較高要求處可采用一級焊縫。焊縫質量等級須在施工圖中標注,但三級焊縫不需標注。