第六章焊缝质量检验与验收.docx

1、第六章焊缝质量检验与验收第六章 焊缝质量检验与验收第一节 焊接检验方法分类焊接检验可分为破坏性检验、非破坏性检验和声发射检测三种，每种中又有若干具体检验方法，见图6-1。 图6-1焊接检验方法分类重要的焊接结构（件）的产品验收，必须采用不破坏其原有形状、不改变或不影响其使用性能的检测方法来保证产品的安全性和可靠性，因此无损检验技术在当今获得了根大的注意和蓬勃发展。第二节 焊接检验的依据焊接生产中必须按图样、技术标准和检验文件以及订货合同的规定进行检验。1.施工图样 图样是生产中使用的最基本资料，加工制作应按图样的规定进行。图样规定了原材料、焊缝位置、坡口形状和尺寸及焊缝的检验要求。2.技术标准

2、 包括有关的技术条件，它规定焊接产品的质量要求和质量评定方法，使从事检验工作的指导性文件。3.检验文件 包括工艺规程、检验规程和检验工艺等，它们具体规定了检验方法和检验程序，直到现场人员进行工作。此外，还包括检查工程中收集的检验单据：检验报告、不良品处理单、更改通知单，如图样更改、工艺更改、材料代用、追加或改变检验要求等所使用的书面通知。4.订货合同 用户对产品焊接质量的要求在合同中有明确标定的，也可以作为图样和技术文件的补充规定。第三节 焊接缺陷一、焊接缺陷的概念工程上把焊接过程中在焊接接头中产生的不符合标准要求的缺陷称为焊接缺陷，焊接结构（件）中由于缺陷的存在，影响着焊接接头的质量。在焊接

3、结构（件）中要获得无缺陷的焊接接头，在技术上是相当困难的，也是不经济的。为了满足焊接结构（件）的使用要求，应该把缺陷限制在一定的范围之内，使其对焊接结构（件）的运行不致产生危害。评定焊接接头质量优劣的依据，是缺陷的种类、大小、数量、形态、分布及危害程度。若接头中存在着焊接缺陷，一般可通过补焊来修复，或者采取铲除焊道后重新进行焊接，有时直接作为判废的依据。二、焊接缺陷的分类焊接缺陷的种类很多，本节主要介绍熔焊缺陷。根据GB6417-86金属熔化焊焊缝缺陷分类及说明，可将熔焊缺陷分为六类。第一类：裂纹，包括：横向裂纹、纵向裂纹、弧坑裂纹、放射状裂纹、支状裂纹、间断裂纹、微观裂纹。第二类：孔穴，包括

4、：球形气孔、均布气孔、布局密集气孔、链状气孔、条形气孔、虫形气孔、表面气孔。第三类：固体夹杂，包括：夹渣、焊剂或熔剂夹渣、氧化物夹渣、皱褶、金属夹渣。第四类：未熔合和未焊透。第五类：形状缺陷 包括：咬边、焊瘤、下榻、下垂、烧穿、未焊满、角焊缝凸度过大、角变形、错边、焊脚不对称、焊缝超高、焊缝宽度不齐、焊缝表面粗糙、不平滑。第六类：其它缺陷 包括：电弧擦伤、飞溅、定位焊缺陷、表面撕裂、层间错位、打磨过量、凿痕、磨痕。第四节 焊接质量要求及其缺陷分级一、钢结构焊缝外形尺寸要求JB/T7949-99钢结构焊缝外形尺寸和GB/T7949-89钢结构焊缝外形尺寸对钢结构熔化焊对接和角接接头的外形尺寸作了

5、如下规定：1.焊缝的坡口形式与尺寸应符合GB/T985和GB/986的有关规定；2.焊缝的外形应均匀，焊道与焊道、焊道与基本金属之间应平滑过渡。I形坡口对接焊缝（包括I形带垫板对接焊缝），见图6-2。它的焊缝宽度c=b+2a，余高h值应符合表6-1的规定。非I形坡口对接焊缝（GB/985、GB/986中除I形坡口外的各种坡口形式的对接焊缝）见图6-3。它的焊缝宽度c=g+2a，余高h值也应符合表6-1的规定。g值（见图6-4）按下式计算。 图6-2 I形坡口 图6-3 非I形坡口 表6-1 余高h值 mm焊接方法焊缝形式焊缝宽度焊缝余高cmincmax埋弧焊形焊缝b+8b+2803非形焊缝g+

6、4g+14手工电弧焊及气体保焊形焊缝b+4b+8平焊：03其余：04非形焊缝g+4g+8注：1、表中b值应符合GB/985、GB/986标准要求的实际装配值。2、g值计算结果若带小数时，可利用数字修约法计算到整数位。 图6-4 V形、U形坡口g值的计算 V形 ； U形 焊缝最大宽度Cmax和最小宽度Cmin的差值，在任意50mm焊缝长度范围内不得大于4mm，整个焊缝长度范围内不得大于5mm。在任意300mm连续焊缝长度内，焊缝边缘沿焊缝轴向的直线度f如图6-5所示，其值应符合表6-2的规定。 图6-5 焊缝边缘直线度 表6-2焊缝边缘沿焊缝轴向的直线度f mm焊接方法焊缝边缘直线度埋弧焊4手工

7、电弧焊及气体保护焊3焊缝表面凹凸，在焊缝任意25mm长度范围内焊缝余高的差值不得大于2mm，见图6-6。 图6-6 焊缝余高差角焊缝的焊脚尺寸K值由设计或有关技术文件注明，其焊脚尺寸K值得偏差应符合表6-3的规定。 表6-3 焊脚尺寸K值偏差 mm焊接方法尺寸偏差K12K12埋弧焊+4+5手工电弧焊及气体保护焊+3+4焊接外形尺寸经检验超出上述规定时，应进行修磨或按一定工艺进行局部补焊。返修后应符合标准中规定，且补焊的焊缝应与原焊缝间保持圆滑过渡。特殊要求的焊缝外形尺寸，可参照有关标准和技术条件执行。二、钢熔化焊接头缺陷分级钢熔化焊接头缺陷分级实质上就是缺陷容限的分级。GB/T12469-90

8、焊接质量保证钢熔化焊接头的要求和缺陷分级把接头的外观和内部缺陷分为四级,见表6-4。 表6-4 缺陷分级(GB/T12469-90)注:除注明角焊缝缺陷外,其余均为对接、角接焊缝适用。咬边如经磨削修整并平滑过渡，则只按焊缝最小允许厚度评定。特定条件下要求平滑过渡时，不受规定限制（如搭接或不等厚度板对接和角接组合焊缝）该分级标准可以作为焊接结构生产和焊接工艺评定时质量验收依据。GB/T12469-90标准规定，凡已有产品设计规程，或法定验收规范的产品，应遵循这些规定换算成相应级别。对没有相应规程或法定验收规则的产品，在确定评定级别时，应考虑载荷性质、服役环境、产品失效后的影响、选用材质、制造条件

9、等因素。对技术要求较高但又无法实施无损检验的产品，必须对焊工操作及工艺实施全过程的监督制度和责任记录制度。该标准不对接头的力学性能规定分等，但在设计文件或技术要求中必须明确规定出产品对接头（包括焊缝金属）性能要求的项目和指标，且符合产品设计规程、规则或法规的要求。表6-4中引用了GB/T3323和GB/T11345两个标准焊缝质量分级，将在后面射线探伤和超声波探伤中详述。第五节 破坏性检验破坏性检验是从焊件或试件上切取试样，或以产品（或模拟体）的整体破坏做试验，以检验其各种力学性能，化学成分和金相组织等的试验方法。一、焊缝金属及焊接接头力学性能试验1.拉伸试验拉伸试验用于评定焊缝或焊接接头的强

10、度和塑性性能。抗拉强度和屈服强度的差值能定性说明焊缝或焊接接头的塑性储备量。伸长率和断面收缩率的比较可以看出塑性变形的不均匀程度，能定性说明焊缝金属的偏析和组织不均匀性，以及焊接接头各区域的性能差别。焊缝金属的拉伸试验有关规定应按GB/T2652-1989焊缝及熔敷金属拉伸试验方法标准进行。焊接接头的拉伸试验应按GB/T2651-1989焊接接头拉伸试验方法标准进行。2.弯曲试验试验用于评定焊接接头塑性并可反映出焊接接头各个区域的塑性差别，暴露焊接缺陷，考核熔合区的接合质量。弯曲试验可分为横弯、纵弯、正弯、背弯和侧弯。侧弯试验能评定焊缝与母材之间的结合强度、双金属焊接接头过度层及异种钢接头的脆

11、性、多层焊的层间缺陷等。焊接接头的弯曲试验有关规定应按GB/T2653-1989焊接接头弯曲及压扁试验方法标准进行。3.冲击试验冲击试验用于评定焊缝金属和焊接接头的韧性和缺口敏感性。试样为V形缺口，缺口应开在焊接接头最薄弱区，如熔合区、过热区、焊缝根部等。缺口表面的光洁度、加工方法对冲击值均有影响。缺口加工应采用成型刀具，以获得真实的冲击值。V形缺口冲击试验应在专门的试验机上进行。根据需要可以作常温冲击、低温冲击和高温冲击试验。后两种试验需把冲击试样冷却或加热至规定温度下进行。冲击试样的断口情况对接头是否处于脆性状态的判断很重要，常常被用于宏观和微观断口分析。焊接接头冲击试验有关规定应按GB/

12、T2650-1989焊接接头冲击试验方法标准进行。4.硬度试验硬度试验用于评定焊接接头的硬化倾向，并可间接考核焊接接头的脆化程度。硬度试验可以测定焊接接头的洛氏、布氏和维氏硬度，以对比焊接接头各个区域性能上的差别，找出区域性偏析和近缝区的淬硬倾向。硬度试验也用于测定堆焊金属表面硬度。焊接接头和堆焊金属硬度试验有关规定应按GB/T2654-1989焊接接头及堆焊金属硬度试验方法的标准进行。5.断裂韧度COD试验断裂韧度COD试验用于评定焊接接头的COD（裂纹张开位移）断裂韧度，通常将预制疲劳裂纹分别开在焊缝、熔合线和热影响区，评定各区的断裂韧度。断裂韧度COD试验应按JB/T4291-1999焊

13、接接头裂纹张开位移COD试验方法的标准进行。6.疲劳试验疲劳试验用于评定焊缝金属和焊接接头的饿疲劳强度及焊接接头疲劳裂纹扩展速率。评定焊缝金属和焊接接头的疲劳强度时，应按GB/T2656-1981焊缝金属和焊接接头的疲劳试验法、GB/T13816-1992焊接接头脉动拉伸疲劳试验和JB/T7716-1995焊接接头四点弯曲疲劳试验方法等标准进行。测定焊接接头疲劳裂纹扩展速率，应按GB/T9447-1988焊接接头疲劳裂纹扩展速率试验方法或JB/T6044-1992焊接接头疲劳裂纹扩展速率 侧槽试验方法等标准进行。二、焊接金相检验焊接金相检验（或分析）是把截取焊接接头上的金属试样经加工、磨光、抛

14、光和选用适当的方法显示其组织后，用肉眼或在显微镜下进行组织观察，并根据焊接冶金、焊接工艺、金属相图与相变原理和有关技术文件，对照相应的标准和图谱，定性或定量地分析接头的组织形貌特征，从而判断焊接接头的质量和性能，查找接头产生缺陷或断裂的原因，以及与焊接方法或焊接工艺之间的关系。金相分析包括光学金相和电子金相分析。光学金相分析包括宏观和显微分析两种。具体方法略。三、断口分析断口分析是对试样或构件断裂后的破断表面形貌进行研究，了解材料断裂时呈现的各种断裂形态特征，探讨其断裂机理和材料性能的关系。断口分析的目的有三：1.判断断裂性质，寻找破断原因；2.研究断裂机理；3.提出防止断裂的措施。因此，断口

15、分析是事故（失效）分析中的重要手段。在焊接检验中主要是了解断口的组成，断裂的性质（塑性或脆性）及断裂的类型（晶间、穿晶或复合）、组织与缺陷及其对断裂的影响等。断口来源于冲击、拉伸、疲劳等试样的断口和折断试验法的断口；此外是破裂、失效的断口等。断口分析一般包括宏观分析和微观分析两方面。前者指用肉眼或20倍以下的放大镜分析断口；后者指用光学显微镜或电子显微镜研究断口。宏观分析和微观分析不可分割，互相补充，不能互相代替。四、化学分析与试验1.化学成分分析主要是对焊缝金属的化学成分进行分析，从焊缝金属中钻取试样是关键，除应注意试样不得氧化和沾染油污外，还应注意取样部位在焊缝中所处的位置和层次。不同层次

16、的焊缝金属受母材的稀释作用不同。一般以多层焊或多层堆焊的第三层以上的成分作为熔敷金属的成分。2.扩散氢的测定熔敷金属中扩散氢的测定有45甘油法、水银法和色谱法三种。目前多用甘油法。按熔敷金属中扩散氢测定方法（GB/T3965-1995）规定进行。但甘油法测定精度较差，正逐步被色谱法所替代。而水银法因污染问题而极少应用。3.腐蚀试验焊缝金属和焊接接头的腐蚀破坏有总体腐蚀、晶间腐蚀、刀状腐蚀、点腐蚀、应力腐蚀、海水腐蚀、气体腐蚀和腐蚀疲劳等。第六节 非破坏性检验一、外观检验外观检验是用肉眼或借助样板或用低倍放大镜观察焊件，以发现表面缺陷以及测量焊缝的外形尺寸的方法。焊件表面缺陷主要是：未熔合、咬边

17、、焊瘤、裂纹、表面气孔等。在多层焊时，应重视根部焊道的外观质量。因为根部焊道最先施焊，散热快，最易产生根部裂纹、未焊透、气孔、夹杂等缺陷，而且还承受着随后各层焊接时所引起的横向拉应力；对低合金高强度钢焊接接头宜进行两次检查，一次在焊后即检查，另一次隔1530天后再检查，看是否产生延迟裂纹；对含Cr、Ni、和V元素的高强钢或耐热钢若需作消除应力热处理，处理后也要观察是否产生再热裂纹。焊接接头外部出现缺陷，通常是产生内部缺陷的标志，须待内部检测后才最后评定。焊接外形及其尺寸的检查，通常借助样板或量规进行。其评定标准详见第四节规定。二、无损探伤通常，人们将超声、射线、磁粉、渗透、涡流这五种方法称为常

18、规无损探伤法。主要无损检测（NDT）方法的适用性和特点见表6-5。其检验方法参照有关标准；检验等级标准详见下节内容。表6-5 主要无损检测（NDT）方法的适用性和特点序号检测方法缩写适用的缺欠类型基本特点1超声波探伤法UT表面与内部缺欠速度快，平面型缺欠灵敏度高2射线探伤法RT内部缺欠直观，体积型缺欠灵敏度高3磁粉探伤法MT表面缺欠仅适于铁磁性材料的构件4渗透探伤法PT表面开口缺欠操作简单5涡流探伤法ET表层缺欠适于导体材料的构件6声发射检测法AE缺欠的萌生与扩展动态检测与监测第七节 常见无损探伤方法质量评定一、钢熔化焊焊缝超声波探伤1.检验等级按焊缝质量要求，超声波检验等级分A、B、C三级。

19、检验工作的完善程度，A级最低，B级一般，C级最高；其难度系数按A、B、C顺序逐级增高。应按照工作的性质、结构、焊接方法、使用条件及承受载荷的怒同，合理选定检验等级。各级的检验范围如下：A级检验 采用一种角度的探头在焊缝的单面双侧进行检验，只对允许扫查到的焊缝截面进行探测。一般不要求作横向缺陷的检验。母材厚度大于50mm时，不得采用A级检验。B级检验 原则上采用一种角度探头，在焊缝的单面双侧进行检验，对整个焊缝截面进行探测。受几何条件的限制，可在焊缝的双面单侧采用两种角度探头进行探伤。母材厚度大于100mm时，采用双面双侧检验。条件允许时，应作横向缺陷的检验。C级检验 至少要采用两种角度探头在焊

20、缝的单面双侧进行检验，同时要作两个扫查方向和两种探头角度的横向缺陷检验。母材厚度大于100mm时，采用双面双侧检验。其他附加要求是：对接焊缝余高要磨平，以便探头在焊缝上作平行扫查；焊缝两侧斜探头扫查过的母材部分，要用直探头作检查；焊缝母材厚度大于或等于100mm，窄间隙焊缝母材厚度大于或等于40mm时，一般要增加串列式扫查。一般说来，A级检验适用于普通钢结构，B级检验适用于压力容器，C级检验适用于核容器与管道。各级中的探伤面、探伤侧和探头角度见图6-6和表6-6。图6-6 探伤面积和探伤侧 表6-6探伤面、侧和使用探头折射角板厚/探伤面探伤方法使用的探头折射角或K值ABC25单面单侧单面双侧（

21、1和2或3和4）或双面单侧（1和3或2和4）直射法及一次反射法70（K2.5， 2.0K）2550直射法70或60（K2.5，K2.0，K1.5）5010045或60；45和60；45和70并用（K1或 K1.5； K1和 K1.5 ；K1和K2.0并用）100双面双侧45和60并用（K1和 K1.5 或K2.0并用）2.缺陷评定与焊缝质量等级（1）缺陷的评定GB/T11345-1989钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级中规定：超过评定线的信号应注意它是否具有裂纹等危害性缺陷特征。如有怀疑时，应采取改变探头角度、增加探伤面、观察动态波型，结合结构工艺特征作判定。如对波型不能准确判断时，应辅

22、以其他检验作综合判定。当最大反射波幅位于区的缺陷，其指示长度不小于10mm时，按5mm计；当相邻两缺陷各向间距小于8mm时，两缺陷指示长度之和作为单个缺陷的指示长度。（2）焊缝质量等级将检验结果进行等级分类。GB/T11345-1989规定：最大反射波幅位于区（定量线以上）的缺陷，根据缺陷指示长度按表6-7的规定予以评级；最大反射波幅不超过评定线的缺陷，均评为级；最大反射波幅超过评定线的缺陷，检验者判定为裂纹等危害性缺陷时，无论其波幅和尺寸如何，均评为级；反射波幅位于区的非裂纹性缺陷，均评为级；反射波幅位于区的缺陷，无论其指示长度如何，均评定为级；不合格的缺陷应予返修，返修区域修补后，返修部位

23、及补焊受影响的区域，应按原探伤条件进行复验，复探部位的缺陷也按上述方法评定。表6-7 缺陷的等级分类（GB/T11345-1989）检验等级ABC板厚/85083008300评定等级最小12最小10最大30最小10最大30最小12最小12最大50最小10最大30最小20最小16最大75最小12最大50超过级者注：1.为坡口加工侧母材板厚，母材板厚不同时，以较薄侧板厚为准。 2. 对管座角焊缝，为焊缝截面中心线高度。二、钢熔化焊对接接头射线探伤的焊缝质量分级GB/T 3323-1987钢熔化焊对接接头射线照相及质量分级对焊缝质量作了如下分级：1.按缺陷性质和数量分级按缺陷性质和数量分级，共分下列

24、四级：级 焊缝内应无裂纹、未熔合、未焊透和条状夹渣。级 焊缝内应无裂纹、未熔合和未焊透。级 焊缝内应无裂纹、未熔合以及双面焊和加垫板的单面焊中的未焊透。不加垫板的单面焊中的未焊透允许长度按条状夹渣长度的级评定。级 焊缝缺陷超过级者。2.圆形缺陷的分级长宽比小于或等于3的缺陷定义为圆形缺陷，它们可以是圆形、椭圆形、锥形或带有尾巴（在测定尺寸时应包括尾部）等不规则形状，包括气孔、夹渣和夹钨。圆形缺陷是以给定区域内缺陷点数进行分级的。而评定区域大小按母材厚度由表6-8确定；缺陷点数按缺陷尺寸大小由表6-9确定；不计点数的缺陷尺寸见表6-10。表6-11是圆形缺陷分级。表6-8 圆形缺陷的评定区尺寸

25、（单位：mm）母材板厚2425100100评定区尺寸101010201030 表6-9 圆形缺陷的等效点数缺欠长径/112233446688点数1236101525 表6-10 不计点数的缺陷尺寸 （单位：mm）母材板厚25255050缺欠长径0.50.71.4% 表6-11 圆形缺陷分级评定区/mm101010201030母材厚/ mm质量等级101015152525505010010012345636912151861218243036点数超出级者注：表中的数字是允许缺陷点数的上限。当圆形缺陷长径大于1/2T时，评为级。评定区应选在缺陷最严重部位。3.条状夹渣的分级长度比大于3的缺陷定义为

26、条状夹渣。条状夹渣是以夹渣长度进行分级，见表6-12。 表6-12 条状缺陷的分级质量等级单个夹渣最大长度/mm条状夹渣总长/mm124在任意直线上，相邻两夹渣间距不超过6L的一组夹渣，其累计长度在12焊缝长度内不超过。1260602096在任意直线上，相邻两夹渣间距不超过3L的任一组夹渣，其累计长度在6焊缝长度内不超过。9454530大于级者注：1）表中“L”为该组夹渣中最长的长度。“”为母材厚度。2）长度比大于3的长气孔的评级与条状夹渣相同。3）当被检焊缝长度小于12（级）或6（级）时，可按比例折算。当折算的条状夹渣总长小于单个条状夹渣长度时，以单个条状夹渣长度为允许值。4.综合评级在圆形

27、缺陷评定区内，同时存在圆形缺陷和条状夹渣（或未焊透）时，应各自评级，将级别之和减去作为最终级别。三、磁粉探伤磁痕等级磁粉探伤是根据缺陷磁痕的形状和大小进行评定和质量等级分类的。JB/T6061-1992焊缝磁粉检验方法和缺陷磁痕的分级根据缺陷磁痕的形态，把它分为为圆型和线型两种。凡长轴与短轴之比小于3的缺陷磁痕称为圆型磁痕；长轴与短轴之比大于或等于3的称线型磁痕。然后根据缺陷磁痕的类型、长度、间距以及缺陷性质分为四个等级，见表6-13。级质量最高，级质量最低。当出现在同一条焊缝上不同类型或者不同性质的缺陷时，可选用不同的等级进行评定，也可选用相同的等级进行评定。评定为不合格的缺陷，在不违背焊缝

28、工艺规定情况下，允许进行返修。返修后的检验和质量评定与返修前相同。 表6-13 焊缝磁粉（渗透）检验缺陷迹痕分级标准表4-7-8续四、渗透探伤缺陷显示迹痕的分级渗透探伤是根据缺陷显示迹痕的形状和大小进行评定和质量等级分类的。JB/T6062-1992焊缝渗透检验方法和缺陷迹痕的分级根据缺陷迹痕的形态，把它分为为圆型和线型两种。凡长轴与短轴之比小于3的缺陷迹痕称为圆型迹痕；长轴与短轴之比大于或等于3的称线型迹痕。然后根据缺陷显示迹痕的类型、长度、间距以及缺陷性质分为四个等级，见表6-13。级质量最高，级质量最低。当出现在同一条焊缝上不同类型或者不同性质的缺陷时，可选用不同的等级进行评定，也可选用

29、相同的等级进行评定。评定为不合格的缺陷，在不违背焊缝工艺规定情况下，允许进行返修。返修后的检验和质量评定与返修前相同。第八节 钢结构焊接工程质量验收规范根据GB50205-2001钢结构结构施工质量验收规范。检验批的合格质量主要取决于对主控项目和一般项目的检验结果。主控项目是对检验批的基本质量起决定性影响的检验项目，因此必须全部符合本规范的规定，这意味着主控项目不允许有不符合要求的检验结果，即这种项目的检查具有否决权。一般项目是指对施工质量不起决定性作用的检验项目。一般项目其检验结果应有80%及以上的检查点（值）符合本规范合格质量标准的要求，且最大值不应超过其允许偏差值的1.2倍。一、一般规定1本规定适用于钢结构制作和安装中的钢构件焊接和焊钉焊接的工程质量验收。2钢结构焊接工程可按相应的钢结构制作或安装工程检验批的划分为一个或若干个检验批。注：钢结构焊接工程检验批的划分应符合钢结构施工检验批的检验要求。考虑不同的钢结构工程验收批其焊缝数量有较大差异，为了便于检验，可将焊接工程划分一个或几个检验批。3碳