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钢结构质量检验人员培训教程
钢结构质量检验人员培训教程
就钢结构制造厂而言，一般来说都是非定型产品构件的生产，其钢结构制造阶段质量控制过程主要涉及以下几部分：
（1）材料准备与控制
（2）钢结构焊接质量控制（3）钢结构紧固件连接质量控制（4）钢结构零部件加工质量控制（5）钢构件组装、预拼装质量控制（6）钢结构涂装质量控制等。
对钢结构制造质量的控制，必须满足相关设计和制造标准要求。
而事实上，在实际生产中，钢结构制造、设计、验收质量也决非越高越好。
关键前提是通过质检人员的工作，消除钢构件焊接制造过程中可能存在的质量隐患，确保建设工程的顺利开展与实施。
因此，质量控制检验员应正确把握质量控制的尺与度，一是要从产品的适用性角度考虑，二、工程对质量控制的要求程度，三、必须正确把握质量控制的核心点，对质量可能产生重大影响的环节绝不轻易放过。
作为一名钢结构制造厂检验人员，实施质量检验前，必须进行充分的技术准备，主要内容包括：
（1）熟悉工程图纸和采用相关规范、标准
（2）掌握详细结构、技术特点和相关技术工艺要求
（3）熟悉工程项目检验文件内容，分清质量控制过程见证点、停止点
（4）熟悉构件制造的实际工艺流程，加工所涉及的工艺设备、装备能力，了解检验、测量装置的使用有效性
（5）熟悉工厂制作过程中生产管理体系
本课程阐述了质量检验人员自身必备的基本素质，重点从技术层面按以下几部分进行介绍，目的是进一步提升质检人员的专业技术水平，同时加深对国内外相关的一些标准的理解和运用。
第一部分原材料常识介绍与质量控制过程
第二部分焊接余切割基础知识及质量控制过程
（1）焊接材料相关知识
（2）焊接、切割工艺基础知识
（3）焊接接头与焊接符号
（4）焊接缺陷
（5）焊接工艺评定及焊接工艺规程
（6）焊接变形控制与矫正措施
（7）焊接检验程序
（8）焊接外观检验
（9）无损检测相关常识
第三部分钢结构紧固件连接质量控制
第四部分钢结构零部件加工质量控制
第五部分钢结构组装、预拼装质量控制
第六部分钢结构涂装质量控制
第七部分钢结构制造施工安全常识
钢结构检验人员基本素质要求
为最大效率地开展工作，要求检验人员具备基本技能
---KASH（知识、态度、技能和习惯）
1、专业知识（Knowledge）
●熟悉图纸和相关规范、标准、及技术文件要求
●焊接术语
●一定的焊接工艺和焊接方法知识
●熟悉了解各种破坏性试验及无损探伤方法相关知识
2、工作技能（Skills）
●娴熟的检验经验技巧
●具备一定的焊接经验及相关知识
●接受工程冶金知识培训
3、工作态度（Attitude）
●根据事实作出公平、全面、前后一致的判断能力
●敬业精神
●遵从检验行业道德规范
4、良好的工作习惯（Habits）
●良好的安全习惯，能清楚了解安全隐患，采取适当方法避免不安全因素
●完成和保存检验记录的能力，准确传递焊接检验信息
●（注意：
手写报告错误后，应用单线划掉更正，而不是将错误之处涂除，更正后应签名并注明日期）
●良好的身体与良好的视力
●焊接检验师应具备良好的裸视或校正视力（AWS规定：
不小于300mm的距离内，可达到Jaeger12，所有检验人员的视力每三年测试一次，必要时，可少于三年）。
第一部分原材料常识介绍与质量控制
一、原材料常识
1、钢的分类
低碳钢（C≤0.25％）
钢是含碳量在0.02％~2.0％之间的铁碳合金。
为了保证其韧性和塑形，含碳量一般不超过1.7％。
钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。
钢的分类如下：
中碳钢（C≤0.25％~0.60％）
碳素钢
转炉钢（酸性、碱性）；平炉钢（已淘汰）；电炉钢
按冶炼方法分
按金相组织结构分分
珠光体；铁素体，奥氏体；马氏体；莱氏体
特殊性能工具钢；不锈钢（奥氏体、马氏体、铁素体）；耐热钢；耐磨钢；低温用钢；电工用钢
工具钢：
碳素工具钢；合金工具钢；高速工具钢
按用途分
高级优质钢P≤0.035％，S≤0.030％
优质钢P≤0.035％，S≤0.035％
普通钢P≤0.045％，S≤0.050％
按品质分
高合金钢：
合金元素总含量10％以上
中合金钢：
合金元素总含量5％~10％
低合金钢：
合金元素总含量5％以下
高碳钢（C＞0.60％）
按化学成分
建筑、机械制造用碳素结构钢与合金结构钢
本质细晶粒钢（铝、钛脱氧）；
本质粗晶粒钢（锰脱氧）；
按脱氧剂分
镇静钢（硅锰脱氧，重要结构铝、钛脱氧）；
半镇静钢（硅锰脱氧）；
沸腾钢（锰脱氧）；
按脱氧程度分
卷板（内应力大，易变性）
2、钢的分类
薄板（≤4mm）
中板（4~20mm）
薄板（20~60mm）
薄板（＞60mm）
钢板
平板（内应力小，平整度好）
钢材
钢管
槽钢、角钢
工字钢
H型钢（HN,HM,HW）
型钢
3、钢材性能指标
建筑钢结构必须具有足够的强度、良好的塑性、韧性、耐疲劳性和优良的焊接性能，且易于冷热加工成型，耐腐蚀性好，成本低廉。
国家标准《钢结构设计规范》提出了对承重结构的钢材应满足屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯试验指标和控制硫、磷含量的保证要求。
焊接结构必须有碳含量的保证。
4、性能指标符号及其他
（1）交货状态：
AR（热轧）N（正火）NR（正火轧制）T（回火）Q（淬火）KR（控轧）TMCR（温度形变控轧控冷）
（2）钢材各项性能指标符号——新旧标准对比
新标准
旧标准
性能名称
符号
性能名称
符号
断后收缩率
Z
断面收缩率
Ψ
断后伸长率
A
断面伸长率
δ
断裂总伸长率
At
最大力总伸长率
Agt
最大力下的总伸长率
δgt
最大力非比例伸长率
Ag
最大力下的非比例伸长率
δg
屈服点延伸率
Ae
屈服点伸长率
δs
屈服强度
屈服点
σS
上屈服强度
ReH
上屈服点
σSU
下屈服强度
ReL
下屈服点
σSL
规定非比例延伸强度
Rp
规定非比例伸长应力
σP
规定总延伸强度
Rt
规定总伸长应力
σT
规定残余延伸强度
Rr
规定残余延伸应力
σR
抗拉强度
Rm
抗拉强度
σB
4、各国建筑结构钢常用牌号与技术标准
国别
技术标准
代表品种
中国
GB700-2006《碳素结构钢》
Q195，Q215A、B，Q235A-D，Q275A-D
GB1591-2008《低合金高强度结构钢》
Q295（09MnV），Q345（16Mn）
GB19879-2005《建筑结构用钢板》
Q235GJB-E，Q345GJB-E，Q390GJC-E，Q420GJC-E，Q460GJC-E
GB714-2008《桥梁用结构钢》
Q235qC、D，Q345qC~E，Q370qC~E，Q420qC~E。
美国
A36/A36M碳素结构钢
A36
A572/A572M高强低合金铌钒钢
A572
A690/A690M海洋环境用途的高强低合金H型钢桩和薄板桩
A709/A709M桥梁用碳素和高强低合金结构型钢，钢板和棒钢以及调制合金结构钢板
A709
A913/A913M淬火和自回火工艺生产的结构等级高强低合金型钢规范
日本
一般结构用轧制钢材
SS400、SS490
焊接结构用轧制钢材
SM400A、B、C，SM490A、B、C，SM490YA、YB，SM520B、C，SM570
建筑结构用轧制钢材
SN400A、B、C，SN490B、C
欧洲
EN10025-2:
2004结构钢热轧制品第2部分非合金结构钢交货技术条件
S185、S235，S275，S355，S450，E295，E335，E360
二、原材料控制过程
1、材料原始质量文件控制
审核质保书提供的检验项目是否符合相应的标准，协议与合同要求，注意审查检验项目是否完整，要求的性能指标是否都已具备。
2、入厂复验控制
经检验凡发现“钢材质量保证书”上数据不清不全，材质标记模糊，表面质量、外观尺寸不符合有关标准要求时，检验员需上报厂材料质量的职能部门请求复核，职能人员根据工程的重要性及钢材质量的具体情况作出裁决和进行复验鉴定。
经复验鉴定合格的材料放准予正式入库，不合格钢材应另作处理。
根据工程合同文件，按钢材品种、板厚规格、炉批号、吨位要求分批进行复验，复验项目满足业主文件及国家标准要求。
复验应注意试样的取样方法、取样部位、取样方向和数量是否符合国家标准。
3、材料入库管理
钢材进厂后先卸于“待检区”。
采购员填写“材料入库交验单”，对该批钢材的工程名称、品种、规格、钢号、炉批号、数量、重量一一填写清楚，并请计划员核实签名，然后连同“料质量证明书”、出库码单一并交钢材仓库管理员，管理员收到上述单据后应及时通知厂质检部门检验员前来仓库检验。
检验员收到“材料入库交验单”和有关资料后，首先检查该批钢材“质量保证书”上所写化学成分、机械性能是否达到技术条件的要求，接着由钢板保管员陪同到“待检区”复核钢材表面质量、外观是否符合标准，如全部符合，在“入库交验单”上填写合格、签署姓名，在钢材表面作出检验合格的认可标记。
4、材料堆放
合格钢材应按品种、牌号、规格分类堆放。
在最底层垫上道木或石块，防止底部进水的钢材锈蚀。
根据公司体系文件要求，按材质种类、工程项目涂识别标识。
5、原材料发放
按公司质量体系规定的领料单，领料单上应注明材质、规格、型号、厂编号。
第二部分焊接与切割基础知识及质量控制过程
一、焊接材料相关知识
1、各国技术标准语常用型号
国别
技术标准
代表品种
相当AWS
中国
碳钢焊条GB5117
E4303E5015
低合金焊条GB5118
E5515
AWSE7015
实芯气体保护焊焊丝GB/T8110-2008
ER50-3
ER50-6
ER50-G
ER55-D2
AWSER70S-3
AWSER70S-3
AWSER70S-G
AWSER80S-G
药芯气体保护焊焊丝GB/T10045-2001（碳钢）
E501T-1
E501T-1L
AWSE71T-1
AWSE71T-1Ni
药芯气体保护焊焊丝GB/T17493（低合金钢）
E551T-K2
AWSE81T-K2
碳钢用埋弧焊丝与焊剂GB/T5293
F5A2-H10Mn2
AWSF7A2-EH14
低合金钢用埋弧焊丝余焊剂GB/T12470-2003
F55A3-H08MnMoA
AWSF55A3-EA4-A2
美国
A5.1手工电弧焊用碳钢焊条
E7015
A5.5手工电弧焊用低合金钢焊条
E8015
A5.17埋弧焊用碳钢焊丝与焊剂
F7A2-EH14
A5.18气体保护焊用碳钢焊丝
ER70S-G
A5.28实芯焊丝气体保护焊用低合金钢焊丝
ER80S-G
A5.20药芯焊丝用碳钢焊丝
E71T-1
A5.29药芯焊丝用低合金钢焊丝
E81T-K2
A5.25电渣焊用焊丝
AWSFES70-ES-G-EW
表示焊丝
（3）药芯气体保护焊丝GB/T10045-2001
EXXXTXML
表示-40%冲击功不小于27J
表示混合气体焊接
表示焊接位置0-平焊1-全位置
表示焊丝
表示熔敷金属的力学性能
表示药芯焊丝
表示焊丝类别：
电流极性
（4）埋弧焊用焊丝与焊剂
表示熔敷金属的力学性能
表示试件状态P-热处理A-焊态
表示焊丝
FXAX-XXX
表示冲击韧性
表示焊剂
美国标准用焊材
（1）埋弧焊
EXXX-EXXX
化学成分编号
锰含量：
H高锰M中锰L低锰
焊丝
X○F下熔敷金属冲击韧性达到27J
焊材试验的热处理条件，A：
焊态，P：
焊后热理处理态
熔敷金属最低抗拉强度：
XOKSI，IKSI=6.9MPa
焊剂
（2）实芯焊丝气体保护焊
ERXXS-X
化学成分
固态焊丝
熔敷金属最低抗拉强度
焊丝
（3）药芯焊丝气体保护焊
熔敷金属最低抗拉强度
化学成分/操作特性
EXXT-X
管状焊丝
焊接位置1—全位置；0—平焊或横焊
焊丝
（4）手工电弧焊
EXXXX
药皮或操作特性
焊接位置1—全位置2—平焊或横焊4—向下立焊
熔敷金属最低抗拉强度
焊条
3、焊接材料存储与保管
焊接材料入库，需按到货日期、批号、规格、牌号、型号分类登记台账，焊材质保书由材料责任工程师负责组织保存。
并应按牌号、批号存放，防止混杂。
焊材库必须干燥，不允许放置有害气体和腐蚀性介质。
室内应保持整洁，库内应放置温、湿度计；焊条应存放在离地离墙各300mm的木架上，室内温度不低于5℃，相对湿度低于60%；焊丝存放时不能随意打开包装，以免丢失牌号标记；焊剂存放时必须干燥，不能就地堆放。
4、AWS规定对焊接材料烘焙存放要求
所有符合AWS.A5.1的低氢药皮焊条烘焙温度260~430℃，烘焙时间不少于2小时，所有符合AWS.A5.5的低氢药皮焊条烘焙温度370~430℃，烘焙时间不少于2小时，烘焙时间必须从达到烘焙温度后开始计算，焊条使用前储存条件至少120℃。
50KG级低氢焊条在大气中暴露时间≤4小时。
焊条进行再烘焙的次数严禁多于一次。
烘箱内温度跌至110℃以下长达8h，或低于50℃长达4h，应重新烘干。
防潮焊条EXXXXR，暴露于大气中的时间最高允许9h。
包装损坏的焊剂必须予以废弃或在使用前不低于260℃烘干1小时。
打开包装后焊剂必须立即放人发放系统，如使用已打开包装的焊剂，最上层25mm厚的焊剂必须废弃。
已潮湿的焊剂严禁使用。
焊剂回收5分钟之内回收，可直接使用；1小时之内回收，重新烘焙使用；
焊后暴露于大气中的时间超过1h,不是从干净、干燥的金属表面回收应丢弃；
焊接中使用的焊剂至少有1/3是原来烘焙过得新焊剂；
5、焊接材料检验
检验项目：
包装密封情况、外观质量、射线探伤、焊丝的化学成分分析
熔敷金属化学成分分析（全焊缝拉伸试验-1个，冲击试验-5个）
注：
按照质保体系规定对焊材进行抽样复试，按照相应焊材规定的参数及技术条件准备焊接试板及理化试验（试板尺寸、焊接参数）
检验要点：
焊材检查数量根据批号进行，具体检查检查质量证明书和烘焙记录；
焊材外表检验时，对于焊条，药皮应是紧密的，无气孔、裂纹、未调匀及明显的偏心现象，焊丝表面不应有锈、氧化皮、油污等；焊剂的颗粒度应满足要求；
CO2气保焊，气体的纯度应满足要求。
根据质量证明书核实焊材材料与母材的匹配应配应符合设计要求及相关标准规定。
焊材的烘焙应按说明书规定烘焙和存放。
二、焊接、切割工艺基础
1、常用焊接方法及符号缩写
手工焊条电弧焊SMAW（欧洲标准111）
实芯焊丝CO2气体保护焊GMAW（欧洲标准135）
药芯焊丝CO2气体保护焊FCAW（欧洲标准136）
埋弧自动焊SAW（欧洲标准121）
电渣焊ESW（欧洲标准72）
栓钉焊SW
钨极惰性气体保护焊GTAW（欧洲标准141）
2、焊接工艺
焊接定义：
“通过将材料加热到焊接温度、加压或不加压，或仅通过加压，使用或不使用填充材料而将金属或金属或非金属在局部接合的过程”，接合即“连接在一起”。
（1）手工电弧焊
手工电弧焊中最主要的要素是焊条本身，它是由金属芯外覆一层粒状焊剂和某种粘接剂制作而成。
所有的碳钢和低合金钢焊条基本上都是低碳钢丝做芯而合金元素则来自于药皮。
焊条药皮的不同导致了不同焊条种类，焊条药皮有以下五种作用：
保护—药皮分解后产生的气体为熔融金属提供保护。
脱氧—药皮为焊剂去除氧气和其他气体。
合金化—药皮为焊缝提供合金化元素。
电离—药皮改善电特性以增强电弧稳定性。
保温—凝固的焊渣在焊缝金属上的覆盖降低了焊缝金属的冷却速度（次要影响）。
手工电弧焊的电源就是通常所说的恒流电源，它具有“下降”的特性。
从工艺控制的角度看，焊工可通过改变电弧长度来增减焊缝熔池的流动性。
但是，太大的电弧长度将使电弧的集中度降低，从而导致熔池热量的损失，使电弧稳定性降低，也会损失熔池的保护气体。
（2）CO2气体保护焊
气体保护焊用电源不是恒流电源，而是恒压电源，为平特性电源
四种过渡形式：
射流过渡、脉冲过渡、熔滴过渡、短路过渡
保护气体对过渡方式有重要影响作用，在混合气体中，只有在至少
80%氩气含量的情况下，射流过渡才能产生。
短路过渡具有冷却的特性，对于厚板焊接，往往因热量不足而导致未熔合。
短路过渡（GMAW-S）必须予以评定。
（3）药芯焊丝电弧焊
对于FCAW，至关重要的是焊接速度要足够的快，以保持电弧在熔
池的前缘。
当焊接速度太慢，使熔池在电弧的中前部或后部，熔化的焊渣会被转入熔池中形成夹渣。
（4）埋弧焊
机械焊：
送丝和行走都由机械自动进行，但需要自动焊工的观察和实时调整，如小车SAW
自动焊：
送丝和行走都由机械自动进行，不需要自动焊工的观察和实时调整，如带光电跟踪的SAW
埋弧焊一般采用平特性电源
SAW一个问题是焊剂受潮，可能产生气孔和焊道下裂纹，另一问题是凝固裂纹，为焊道宽度和深度之比过大时产生，如果焊道的深度远大于宽度，则会产生中心收缩裂纹。
3、切割工艺
常用切割工艺：
氧—可燃气体切割（OFC）
空气碳弧切割（CAC-A）
等离子弧切割（PAC）
机械切割
OFC通常只限于碳钢余低合金钢的切割，随着合金钢元素的增加可能会使钢更难于切割。
在钢中存在钒，可改善切割。
碳弧气刨切割CAC-A能切割任何金属
PAC等离子切割由于母材需要加热，需转移弧形焊型把
缺陷类型
产生原因
图示说明
切割面粗糙
1、切割氧压力过高
2、割嘴选用不当
3、切割速度太快
4、预热火焰能量过大
切割面缺口
1、切割过程中断，重新起割衔接不好
2、钢板表面有厚的氧化皮、铁锈等
3、切割机行走不平稳
切割面内凹
1、切割氧压力过高
2、切割速度过快
切割面倾斜
1、割炬与板面部垂直
2、风线歪斜
3、切割氧压力低或嘴号偏小
切割面上缘呈珠链状
1、钢板表面有氧化皮、铁锈
2、割嘴到钢板的距离太小，火焰太强
切割面上缘熔化
1、预热火焰太强
2、切割速度太慢
3、割嘴离板件太近
切割面下缘粘渣
1、切割速度太快或太慢
2、割嘴号太小
3、切割氧压力太小
切割表面粗糙度程度除与切割设备本身有关系外，跟采用的燃气有很大的关系，采用丙烯，火焰温度高，但热焓值低，与乙炔差不多。
通常热焓值低的燃气用于薄板切割，切割速度快，且板不易变形。
厚板切割时可选用热焓值高的丙烷气或是放慢切割速度，以降低切割面的粗糙度。
三、焊接接头与焊接符号
1、焊接接头分类
焊接接头共有五种形式，对接，角接，T形，搭接和端接接头。
如图所示：
2、板材、管材焊接位置及表示符号
（1）焊接位置—板
（2）焊接位置—管
3、焊缝符号标注
国际焊接领域主要焊接标注法主要分为两大标准体系，即国际标准化组织（ISO）和美国焊接学会（AWS），标准代号分别为：
《焊接在国际上的符号表示方法》ISO2553；1992和《焊接、钎焊和无损检测符号标注标准》ANSI/AWSA2.4;1998。
欧盟（EN）的标准化委员会（CEN）于1995年推出了EN2253，1995标准，该标准等同采用ISO2553；1992标准，在欧洲被广泛采用（欧盟18个成员强制使用）
我国于1988年编制了《焊缝符号表示法》GB324-2008，该标准等效采用国际标准ISO2553，仅对原标准的极个别内容进行了增减，如增加了三面焊代号，取消了堆焊，边缘焊的焊缝代号，主要标注坡口钝边取代标注坡口深度等。
为保持与国际焊接接轨，日本推出了JISZ3021;2000《焊接符号》标准，该标准以ISO2553标准为基础，吸取了AWSA2.4的精华（如箭头指向侧表示法），同时保留了部分日本原焊接标注的特点（如局部焊接表示法，衬垫焊表示法，电阻焊符号），是一套比较科学的焊缝标注方法。
本讲义着重于各标准标注的差异及标注符号突出注意点。
（1）中国标准GB324-2008
完整的焊缝表示方法除了基本符号辅助符号补充符号以外还包括指引线一些尺寸符号及数据，指引线一般由带有箭头的指引线统称箭头线和两条基准线一条为实线另一条为虚线两部分组成如图所示：
ⅸ
（a）焊缝在箭头侧（b）焊缝在非箭头侧
箭头线相对焊缝的位置一般没有特殊要求，但是在标注形焊缝时箭头线应指向带有坡口一侧的工件图必要时允许箭头线弯折一次如图：
（c）（d）
基准线的虚线可以画在基准线的实线下侧或上侧
基准线一般应与图样的底边相平行但在特殊条件下亦可与底边相垂直
基本符号相对基准线的位置
Ⅰ、如果焊缝在接头的箭头侧则将基本符号标在基准线的实线侧见图
Ⅱ、如果焊缝在接头的非箭头侧则将基本符号标在基准线的虚线侧见图
Ⅲ、标对称焊缝及双面焊缝时可不加虚线
（a）焊接在接头的前头侧
（b）焊缝在接头的非前头侧
（c）对称焊缝（d）双面焊缝
断续角焊缝表示方法：
交错断续角焊缝表示方法：
（2）AWSA2.4-98（美国）：
焊接、钎焊和无损检测符号
①焊接符号要素：
除非有特殊说明，否则除了参考线和箭头外，其它的要素并不是都要使用的。
一个焊接符号可以包含下列要素：
参考线（必要要素）、箭头（必要要素）、尾巴、基本焊接符号、尺寸、和其它数据、辅助符号、外形符号、技术要求，工艺，其它。
参考线总是划成水平线。
它用来表示焊缝符号和其它数据，对在其上标识的任何要素都具有具体的含义。
参考线以下被称为箭头端，参考线以上称为另一端。
连接参考线的箭头指向需焊接的坡口或区域。
它或许有折角，或许无折角，或许带有多个箭头。
当所示箭头带有折角时，折角箭头总是指向接头需开坡口的工件。
图中提及的工艺、参考文献、技术要求，规范及其它与焊接有关的文件也许会通过增加在焊接符号尾巴上的参考信息来说明。
包含在参考文件中的信息不一定需要在焊接符号中重复。
图纸中可通过制定的单一焊接符号为典型（或缩小为TYP）来避免同一焊接符号的重复。
②箭头折线的应用
③常见焊接补充符号
焊缝轮廓及加工方法
当焊缝轮廓成型有要求时，应标准相应符号，同时也可以明确加工方法
焊缝轮廓加工方法（主要用于焊缝磨平）
C—凿chippingG—打磨grindingH—锤击hammering
M—机加工machiningR—碾压rollingU—不指定unspecified
④全熔透焊缝的几种表示方法
焊缝符号左侧无尺寸标注
明确CJP/CP/FP
明确UT/反面清跟
衬垫焊
封底焊
有熔透焊符号
（累计
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