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)的連接強度、安全性能和使用功能等，因此，有必要對焊接缺陷進行分析整理，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準要求的缺陷，如焊縫外形尺寸不符合設(shè)計或標準要求，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)部的不符合標準要求的缺陷，必須用無損檢測或破壞性試驗才能發(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、裂紋等缺陷嚴重降低了焊接接頭的強度性能，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，將會發(fā)生突發(fā)性的重大破壞性事故，造成嚴重的后果，因此必須認真對待缺陷并采取適當?shù)拇胧?，使影響降到最低?/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，如施焊角度不正確、坡口兩側(cè)停留時間不當、焊條擺動或運條速度不當、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間，改變運條方式和焊接速度，調(diào)整至適當?shù)暮附与娏?，縮短焊接電弧的長度等。對二級和三級焊縫超過標準規(guī)定范圍的要進行補焊和打磨處理。

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，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、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，當不符合條件時嚴禁焊接；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)；對保護氣體純度進行驗證，檢查槍管有無漏氣；提高焊工操作水平，堅持擇優(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??；焊接電流?。缓腹げ僮鞑皇炀殻\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)未焊滿累計長度≦25mm。一二級對接焊縫余高當焊寬小于20mm時為0～3mm，三級焊縫為0～3.5mm，其余情況時一二級余高為0～4mm，三級為0～5mm。角接焊縫余高當焊腳尺寸≦6mm時為0～1.5mm，大于6mm時為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；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，并加強組對質(zhì)量檢查和交接驗收；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，適當控制和調(diào)整焊速和運條方法等。

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和焊接母材焊接材料的化學(xué)成分、焊接工藝、機械性能、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?shù)暮附与娏骱秃附铀俣?；焊前進行預(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：加強對焊接環(huán)境的檢測，無保護措施時不得進行焊接作業(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焊前、焊中、焊后的檢驗，對發(fā)現(xiàn)的焊接缺陷要認真分析產(chǎn)生的原因，制定處理措施并認真整改，使其達到標準規(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)系多年的檢測實踐項目，歸納出部分實踐性防止措施，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)量檢驗中心主要從事鋼結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架、鐵塔產(chǎn)品檢驗及安裝質(zhì)量性能檢驗。

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)量檢驗中心主要從事鋼結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架、鐵塔產(chǎn)品檢驗及安裝質(zhì)量性能檢驗。