应根据结构的重要性、载荷特点、焊缝形式、工作环境和应力状态,按照不同的质量等级选择焊缝,并遵循以下原则:
1.在需要进行疲劳计算的构件中,所有对接焊缝均应全焊透,其质量等级为:
1) 对于横向对接焊缝或 T 形对接与角接组合焊缝,当力垂直于焊缝长度时,焊缝在受拉时应为一级,在受压时应为二级;
2) 当力的方向与焊缝长度方向平行时,纵向对接焊缝应为 2 级。
2.对不需要疲劳计算的构件,要求与母材强度相当的对接焊缝应全焊透,其质量等级在受到拉伸时不应低于2级,在受到压缩时应为2级。
3.重型及起重量Q≥50t的吊车梁腹板与L型翼缘之间及吊车架上弦杆与节点板之间的T型接头焊缝要求满焊,焊缝形式一般为对接接头与角接接头相结合,其质量等级不低于2级。
4.不要求全熔透的“I”形接头或部分熔透的对接和角接组合焊缝所用的角焊缝以及搭接接头所用的角焊缝的质量等级为:
1)直接承受动载荷并需进行疲劳校核的结构以及起重机起重能力等于或大于50t的吊车梁,焊缝外观质量标准应满足二级;
2) 对于其他结构钢结构超声波探伤及质量分级,焊缝外观质量标准可以为2级。
外观检查一般采用目视检查,裂纹检查需借助5倍放大镜,在适当的照明条件下进行,必要时可采用磁粉探伤或渗透探伤,尺寸测量采用量具、卡尺等进行。
焊缝外观质量应符合下列要求
1、一级焊缝不得有未焊透、根部缩孔、咬边、接头不良等缺陷,一级焊缝、二级焊缝均不得有表面气孔、夹渣、裂纹、电弧划伤等缺陷;
2 二次焊缝的外观质量应符合本条第一款的要求和下表的有关规定;
3 三级焊缝的外观质量应符合下表的有关规定
测试项目
2 级
3 级
未完全焊接
≤0.2+0.02t且≤1mm,每100mm长度内未焊透的焊缝累计长度≤25mm
≤0.2+0.04t且≤2mm,每100mm长度内未焊透的焊缝累计长度≤25mm
根部萎缩
≤0.2+0.02t且≤1mm,长度不限
≤0.2+0.04t且≤2mm,长度不限
底切
≤0.05t且≤0.5mm,连续长度≤100mm,且焊缝两侧咬边总长度≤焊缝总长度的10%
≤0.1t且≤1mm,长度不限
裂缝
不允许
允许存在长度≤5mm的弧坑裂纹
电弧划痕
不允许
允许个别弧形划痕
关节不好
缺口深度≤0.05t且≤0.5mm,且焊缝每1000mm长度内缺口不多于1个。
缺口深度≤0.1t且≤1mm,且焊缝每1000mm长度内缺口不多于1个。
表面毛孔
不允许
每50mm焊缝长度内允许有2个直径≤0.4t、≤3mm的气孔,孔间距应≥6倍孔径
表面渣
不允许
深度≤0.2t、长度≤0.5t且≤20mm
该设计要求全熔透焊接。
内部缺陷检查应符合下列要求:
1.1 1级焊缝应进行100%检验,其合格级别应为现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法及质量评定方法》(GB 11345)中Ⅱ级或ⅡB级检验的Ⅱ级以上;
2、二次焊缝应进行抽样,抽样比例不小于20%,合格等级应为现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法及质量评定方法》(GB 11345)B级检验的Ⅲ级或以上;
3.全熔透的第三级焊缝不需要进行无损检测。
4 焊接球节点桁架焊缝的超声波探伤方法及缺陷分级应符合现行国家标准JG/T203-2007《钢结构超声波探伤与质量分级方法》的规定。
5、螺栓球节点桁架焊缝超声波探伤方法及缺陷分级应符合现行国家标准JG/T203-2007《钢结构超声波探伤与质量分级方法》的规定。
6 箱形构件隔墙电渣焊缝无损检测结果除应符合GB50205-2001第7.3.3条的有关规定外,还应按照附录C对焊缝熔深宽度和焊缝偏移量进行检测。
7 圆管T、K、Y节点焊缝超声波探伤方法及缺陷分级应符合GB50205-2001附录D的规定。
8 当设计文件规定射线检测或超声波检测不能确定缺陷性质时,可采用射线检测进行检测和验证。
9 射线探伤应符合现行国家标准《钢熔化焊对接接头射线探伤及质量分级》(GB 3323)的规定,射线探伤质量等级应满足AB级的要求。一级焊缝评定合格等级应为《钢熔化焊对接接头射线探伤及质量分级》(GB 3323)的Ⅱ级及以上,二级焊缝评定合格等级应为《钢熔化焊对接接头射线探伤及质量分级》(GB 3323)的Ⅲ级及以上。
10 有下列情况之一者,应进行表面检查:
1)外观检查发现裂纹时钢结构超声波探伤及质量分级,应对该批类似焊缝进行100%表面检查;
2)外观检查怀疑有裂纹时,应对怀疑部位进行表面探伤检测;
3)设计图样要求进行表面探伤检测时;
4)检查人员认为必要时。
铁磁性材料表面缺陷检测应采用磁粉检测。当由于结构或材料原因不能采用磁粉检测时,才可使用渗透检测。磁粉检测应符合现行国家标准《焊缝磁粉检测方法及缺陷磁痕分类》(JB/T 6061)的规定,渗透检测应符合现行国家标准《焊缝渗透检测方法及缺陷磁痕分类》(JB/T 6062)的规定。磁粉检测和渗透检测的合格标准应符合外观检查的有关规定。
按设计要求全焊透的一、二级焊缝均应采用超声波检测方法检查其内部缺陷,当超声波检测无法对缺陷作出判断时,应采用射线检测方法。内部缺陷分类及探伤方法应符合现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法及探伤结果分级》GB11345或《钢熔化焊对接接头射线照相及质量分级》GB3323的规定。
焊接球节点网格焊缝、螺栓连接球节点网格焊缝及圆管T、K、Y形点相贯焊缝的内部缺陷分级及探伤方法应符合现行国家标准JG/T203-2007《钢结构超声波探伤及质量分级方法》和《建筑钢结构焊接技术规范》JGJ81的规定。主、次级焊缝的质量等级及缺陷分级应符合下表的规定。
一级、二级焊缝质量等级及缺陷分类
焊缝质量等级
1级
2 级
内部缺陷
超声波探伤
评分
二
三
检查级别
B 类
B 类
瑕疵检测率
100%
20%
内部缺陷
射线检查
评分
二
三
检查级别
AB 级
AB 级
瑕疵检测率
100%
20%
注:探伤率计算方法应按以下原则确定: (1)对于工厂化焊接焊缝,应按每条焊缝计算百分比,探伤长度不应小于 200 mm。当焊缝长度小于 200 mm 时,应对整条焊缝进行检测; (2)对于现场安装焊缝,应按同类型、相同焊接条件下的焊缝数量计算百分比。探伤长度不应小于 200 mm,且不应少于 1 条焊缝。
注:根据结构受力状况不同,现行国家标准《钢结构设计规范》GBJ17将焊缝质量分为三个质量等级。内部缺陷一般可用超声波检测和射线检测来检测。射线检测具有直观、一致性好的优点。过去人们认为射线检测可靠、客观。但射线检测费用高,操作程序复杂,检测周期长。特别是钢结构大部分为丁字接头、角接头,射线检测的有效性较差。另外,射线检测对裂纹、未熔合等危险缺陷的检出率低。超声波检测则恰恰相反,操作程序简便、快速,对各种接头形式适应性好,对检测裂纹、未熔合有较高的灵敏度。因此,世界上许多国家都采用超声波检测来控制钢结构的内部质量,一般不采用射线检测。
随着大空间结构应用的日益广泛,现行国家行业标准《建筑钢结构焊接技术规范》JGJ81对薄壁、大曲率T型、K型、Y型相贯接头规定了相应的超声波探伤方法及缺陷分级。网架结构的焊缝探伤应按照现行国家标准JG/T203-2007《钢结构超声波探伤及质量分级方法》进行。
本规范要求对全焊透的一级焊缝进行100%检测,对二级焊缝的局部检测定义为抽样检测。钢结构一般较长,对每根焊缝按规定的比例进行探伤,且要求每处不小于200mm,有利于保证每根焊缝的质量。但钢结构安装的焊缝一般不长,且多为梁柱连接焊缝,每根焊缝长度大多在250-300mm之间,因此采用焊缝计数抽样检测是可行的。
1.对于丁字接头、十字接头、角接接头等要求全焊透的对接接头和角对接接头,焊脚尺寸不应小于t/4;设计有疲劳计算要求的吊车梁或类似构件的腹板与上翼缘连接焊缝的焊脚尺寸为t/2,且不应小于10mm。焊脚尺寸允许偏差为0~4mm。
检验数量:全部材料均应检验;对同类型焊缝随机抽检10%,检验数量不少于3条。
检验方法:观察、用焊缝量规随机测量。
注:1.对于T型、十字型、角接头等要求全焊透的对接、角接组合焊缝,为减少应力集中,避免焊脚尺寸过大,参照国内外有关规范的规定,确定静、动载荷结构不同焊脚尺寸的要求。
2、焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。一级、二级焊缝不得有表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧划痕等。一级焊缝不得有咬边、未焊透、根部缩孔等缺陷。
检验数量:每批同类构件按10%随机检验,数量不少于3件;受检构件中,每种焊缝按编号随机检验5%,数量不少于1条;每条焊缝检验1次,总检验数量不少于10条。
检验方法:目视检查或用放大镜、焊缝测量规和钢尺检查。如有疑问,可使用渗透或磁粉探伤。
注:考虑到不同质量等级焊缝承受载荷的要求不同,任何严重影响焊缝承受载荷能力的缺陷都是严禁出现的。本文将严重影响焊缝承受载荷能力的外观质量要求列为主要控制项目,并给出了外观质量要求。由于一、二级焊缝的重要性,对表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧划痕等应有具体要求。咬边、未焊透、根部缩孔等缺陷对动载荷影响很大,因此一级焊缝不得有此类缺陷。