焊接热影响区
焊接接头由三部分组成:焊缝、熔合区和热影响区。
焊接热影响区:简称HAZ(热影响区)。在焊接热循环作用下,焊缝两侧固态母材组织和性能发生明显变化的区域称为焊接热影响区。
淬火钢的显微组织分布
特点:焊接空冷条件下不易形成马氏体。如低碳钢、16Mn、15MnV和15MnTi等。
根据加热温度和组织特征,可分为四个区域:过热区、正火区、部分正火区和再结晶区。如图所示。
过热区(粗晶区)
温度在固相线至1100℃之间,宽度约为1~3 mm,焊接时该区域奥氏体晶粒长大严重,冷却后得到晶粒粗大的过热组织,塑性和韧性明显下降。
相变再结晶区
再结晶区(正火区或细晶区)
温度在1100℃~Ac3 AC3之间,宽度约为1.2~4.0 mm,焊后空冷使该区域金属相当于正火处理,因此其组织为均匀细小的铁素体和珠光体,力学性能优于母材。
不完全重结晶区
未再结晶区(也称为部分正火区)
加热温度在AC3和AC1之间。焊接时,只有部分组织转变为奥氏体;冷却后得到细小的铁素体和珠光体,剩下的还是原来的组织,所以晶粒大小不均匀,力学性能差。
重结晶区
如果母材在焊前冷加工变形,温度在AC1~450℃之间,存在再结晶区。该区域金属的机械性能变化不大,但塑性有所提高。如果焊前没有冷塑性变形,热影响区就没有再结晶区。
焊缝质量标准和焊缝一、二、三级分类
一、担保项目
1、焊接材料应符合设计要求和有关标准的规定,应检查质量证明书和烘烤记录。
2、焊工必须经过考试,检查焊工相应证书的焊接条件和考试日期。
3.ⅰ、ⅱ类焊缝必须经探伤检查,并应符合设计要求和施工及验收规范的规定。检查焊缝的探伤报告。
4.不得有裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑等缺陷。在焊缝表面的I级和II级焊缝中。II级焊缝不得有表面气孔、夹渣、弧坑、裂纹、电弧擦伤等缺陷,I级焊缝不得有咬边、未焊透等缺陷。
二。基本项目
1.焊缝外观:焊缝外观均匀,焊道与焊道、焊道与母材过渡平滑,焊渣和飞溅物去除。
2.表面气孔:不允许一级和二级焊缝;ⅲ级焊缝的允许直径为每50mm长度≤0.4t;且2个气孔≤3mm;孔隙间距≤6倍孔径。
3.边缘咬边:不允许一级焊缝。
二级焊缝:咬边深度≤0.05t,且≤0.5mm,连续长度≤100mm,两侧咬边总长度≤焊缝长度的10%。
三级焊缝:咬边深度≤0.lt且≤1mm。
注:T是接头处较薄的板厚。
4.允许偏差项目见表5-1。
三。成品保护
1、焊后不准砸焊口,不准将刚焊完的钢筋浇水。低温时应采取缓冷措施。
2.不允许随意在焊缝外的母材上引弧。
3、各种构件校正后即可焊接,不得随意移动垫铁和夹具,防止构件尺寸偏差。隐蔽部位的焊缝必须办理隐蔽验收手续,方可进行下一道隐蔽工序。
4、低温焊接不允许立即清渣,应等待焊缝冷却后进行。
四、应注意的质量问题
1.尺寸超过允许偏差:焊缝长度、宽度、厚度不足,中心线偏差,弯曲等偏差。,应严格控制焊接部位的相对位置和尺寸,合格后才允许焊接,焊接时应小心操作。
2.焊缝裂纹:为防止裂纹,应选择合适的焊接工艺参数和焊接程序,避免大电流和突然熄火。焊缝长度应为10~15mm,焊接时可移动或敲击焊件。
3.表面气孔:焊条应按规定的温度和时间烘烤,焊接区域必须清理干净。焊接过程中,应选择合适的焊接电流,降低焊接速度,使熔池中的气体完全逸出。
4.焊渣夹杂:多层焊接时应逐层清除焊渣。操作时焊渣要正确,弧长要合适。注意炉渣的流向。当使用碱性焊条时,应留下熔渣。
动词(verb的缩写)质量记录
本工艺标准应有以下质量记录:
1、焊接材料质量证明书。
2、焊工合格证及编号。
3.焊接工艺试验报告。
4.焊接质量检验报告和探伤报告。
5.设计变更和协商的记录。
6、隐蔽工程验收记录。
7.其他技术文件。
六、焊缝等级分类和无损检测要求
根据结构的重要性、载荷特性、焊缝形式、工作环境和受力状态,应按以下原则选择不同的质量等级。
1、在需要进行疲劳计算的构件中,所有对接焊缝均应全焊,其质量等级为:
受力垂直于焊缝长度方向的横向对接焊缝或T形对接焊缝和角焊缝,受拉强度应为I级,受压强度应为II级;
力平行于焊缝长度方向的纵向对接焊缝应为II级。
2.对于不需要进行疲劳计算的构件,所有要求与母材强度相等的对接焊缝应全焊透,其质量等级受拉时不低于ⅱ级,受压时不低于ⅱ级。
3.起重能力Q≥50t的重型吊车梁腹板与L翼缘之间、上弦杆与吊车支腿节点板之间的T型焊缝要求全焊。焊缝一般为对接接头和角接接头的组合焊缝,其质量等级不应低于ⅱ级。
4.用于不要求熔透的“I”形接头的角焊缝,或部分熔透的对接接头和角焊缝,以及用于搭接连接的角焊缝,具有以下质量等级:
对于直接承受动荷载并需要进行疲劳校核的结构,以及吊车起重量等于或大于50t的中间工作吊车梁,焊缝外观质量标准应达到二级;
对于其他结构,焊缝外观质量标准可为二级。
外观检查一般采用目测,裂纹检查应在合适的光照条件下用5倍放大镜进行。必要时可采用磁粉探伤或渗透探伤,尺寸测量应使用量具和卡尺。
七、焊缝外观质量应符合下列要求:
1.一次焊缝和二次焊缝不得有未焊透、根部收缩、咬边、接头不良等缺陷,一次焊缝和二次焊缝不得有表面气孔、夹渣、裂纹、电弧擦伤等缺陷;
2、二级焊缝的外观质量应符合本条第一款的要求,以及下表的有关规定;
3.ⅲ级焊缝的外观质量应符合下表的相关规定。
焊接质量等级
试验项目
副手
完全好
不完全焊接
≤0.2+0.02t且≤1mm,每100mm焊缝的未焊透累计长度≤25mm。
≤0.2+0.04t且≤2mm,每100mm焊缝的未焊透累计长度≤25mm。
根收缩
≤0.2+0.02t且≤1mm,长度不限。
≤0.2+0.04t≤2mm,长度不限。
底切
≤0.05t且≤0.5mm,连续长度≤100mm,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
有允许长度≤5mm的凹坑裂纹。
弧形划痕
不允许
允许有个别弧形划痕。
关节不好
缺口深度≤0.05t且≤0.5mm,每1000mm焊缝长度不应有超过一个缺口。
缺口深度≤0.1t且≤1mm,每1000mm焊缝长度不应有超过一个缺口。
表面孔隙度
不允许
每50mm长的焊缝允许有两个直径≤0.4t和≤3mm的气孔;孔间距应≥6倍孔径。
表面夹渣
不允许
深度≤0.2t,长度≤0.5t且≤20mm
八、设计有要求的全熔透焊缝,其内部缺陷检验应符合下列要求
1.一级焊缝应进行100%检验,其合格等级应为现行国家标准《钢焊缝手工超声波检测方法和质量分级方法》(GB 11345)中B级检验的二级或二级以上;
2.二级焊缝应取样,取样比例不低于20%,其合格等级应为现行国家标准《钢焊缝手工超声波检测方法及质量分级方法》(GB 11345)中B级检验的三级或三级以上;
3.全熔透的三级焊缝不需要进行无损检测。
4.焊接球节点网格接头的超声波探伤方法和缺陷分类应符合现行国家标准JG/T203-2007《钢结构超声波探伤及质量分类方法》的规定。
5.螺栓球节点焊接接头的超声波探伤方法和缺陷分类应符合现行国家标准JG/T203-2007《钢结构超声波探伤及质量分类方法》的规定。
6.箱形构件电渣焊焊缝的无损检测结果除应符合GB50205-2001标准第7.3.3条的有关规定外,焊缝熔深宽度和焊缝偏移量还应按附录c进行检测。
7.圆管T、K、Y接头的超声波探伤方法和缺陷分类应符合GB50205-2001标准附录D的规定。
8.当设计文件中规定的射线探伤或超声波探伤不能判断缺陷的性质时,可采用射线探伤进行检验和验证。
9.射线探伤应符合现行国家标准《钢熔化焊对接接头射线照相及质量分级》(GB 3323)的规定,射线探伤质量等级应符合AB级的要求。一级焊接评定应为《钢熔焊对接接头的射线照相和质量分级》(GB 3323)中的二级及以上,二级焊接评定应为《钢熔焊对接接头的射线照相和质量分级》(GB 3323)中的三级及以上。
10、下列情况之一应进行表面检测:
当外观检查发现裂纹时,应对该批类似焊缝进行100%的表面检查;
当外观检查有裂纹时,应对可疑部位进行表面探伤;
当设计图纸中有表面探伤规定时;
检查员认为必要时。
应通过磁粉检验对磁性材料的表面缺陷进行测试。当由于结构或材料原因无法使用磁粉检测时,可以使用渗透检测。磁粉探伤应符合现行国家标准《焊缝磁粉探伤方法和缺陷标志分类》(JB/T 6061),渗透探伤应符合现行国家标准《焊缝渗透探伤方法和缺陷标志分类》(JB/T 6062)。磁粉检验和渗透检验的合格标准应符合目视检验的有关规定。
要求全焊透的一级和二级焊缝应通过超声波探伤检查内部缺陷。如果超声波探伤不能判断缺陷,应采用射线探伤。内部缺陷分类和探伤方法应符合现行国家标准GB11345《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分类》或GB3323《钢熔焊对接接头的探伤和质量分类》。
焊接球栅节点、螺栓球栅节点和圆管T、K、Y型点相贯线焊缝的内部缺陷分类和检验方法应分别符合现行国家标准JG/T203-2007《钢结构超声波探伤及质量分类方法》和《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81的规定。一级和二级焊缝的质量等级和缺陷分类应符合下表。
一级和二级焊缝质量和缺陷分类
焊接质量等级
A级
副手
内部缺陷
超声波检查
速度
Ⅱ
Ⅲ
检验等级
b级
b级
探伤比率
100%
20%
内部缺陷
射线探伤
速度
Ⅱ
Ⅲ
检验等级
AB型血
AB型血
探伤比率
100%
20%
注:探伤比例的计算方法应按以下原则确定:(1)对于工厂化制造的焊缝,应按每条焊缝计算百分比,探伤长度应不小于200 mm,当焊缝长度小于200mm时,应对整条焊缝进行探伤;(2)现场安装焊缝,应按同类型、同焊接条件的焊缝数量计算百分比,探伤长度不小于200 mm,且不少于一条焊缝。
注:根据结构受力情况的不同,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。一般来说,超声波探伤和射线探伤可用于检测内部缺陷。x射线检测具有直观、一致性好的优点。过去,人们认为X射线检测是可靠和客观的。
但X射线检测成本高,操作程序复杂,检测周期长,尤其在钢结构中,多为丁字接头和角接接头,所以X射线检测效果差,裂纹、未熔合等有害缺陷检出率低。超声波探伤正好相反,操作程序简单快捷,对各种接头形式适应性强,对裂纹和未熔合的检测灵敏度高。因此,世界上许多国家采用超声波探伤来控制钢结构的内部质量,但一般不采用射线探伤。
随着大型空间结构的应用日益增多,现行国家行业标准JGJ81中给出了薄壁大曲率T、K、Y型节点的超声波探伤方法和缺陷分类。网架结构的焊缝检验应按现行国家标准JG/T203-2007《钢结构超声波探伤及质量分级》进行。
本规范要求全熔透一次焊缝100%检验,二次焊缝局部检验指定为抽样检验。一般钢结构做的比较长,按照规定的百分比对每条焊缝进行检验,每条焊缝不小于200mm的要求,有利于保证每条焊缝的质量。而钢结构的安装焊缝一般不长,多为梁柱连接焊缝,每条焊缝长度多在250-300mm之间。用焊缝数量来计数和取样是可行的。
1、丁字接头、十字接头、角接接头及其他需要熔透的对接接头和角接接头组合焊缝,其焊脚尺寸不应小于T/4;有疲劳验算要求的吊车梁或类似构件的腹板与上翼缘之间的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0-4 mm,检查数量:检查所有数据;抽查10%的同类焊缝,且不应少于3处。
检验方法:观察检查、抽查和用焊缝量规测量。注:1。对于T型对接接头和角接接头、十字接头和角接接头,为减少应力集中,避免圆角尺寸过大,参照国内外相关规范的规定,确定不同圆角尺寸对静载荷结构和动载荷结构的要求。
2、焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。一次焊缝和二次焊缝不应有表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤等缺陷。主焊缝不允许有咬边、未焊透、根部收缩等缺陷。
检验数量:每批同类构件应抽查10%,且不少于3件;在被抽查的构件中,每类焊缝按焊缝数量抽查5%,且不少于一条;每次检查1处,抽查总数不得少于10处。
检查方法:观察检查或用放大镜、焊缝量规、钢尺检查。如有疑问,可采用渗透或磁粉检验。