鋼結(jié)構(gòu)焊接十問十答

Q1

焊接連接的優(yōu)缺點(diǎn)？

焊接連接的優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，不削弱構(gòu)件截面，加工簡(jiǎn)便，焊接方法種類多，可采用自動(dòng)化操作，節(jié)約鋼材，效率高，剛度較大，整體性好，密封性能好。

焊接連接的缺點(diǎn)：熱影響區(qū)域內(nèi)鋼材金相組織發(fā)生變化，局部材質(zhì)變脆；焊后存在焊接殘余應(yīng)力及殘余變形，使受壓構(gòu)件承載力降低；焊接結(jié)構(gòu)對(duì)裂紋很敏感，局部裂紋一旦發(fā)生，極易擴(kuò)展至整體，低溫冷脆較為突出。Q2

鋼材的可焊性定義及影響因素？

鋼材的可焊性是指在適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)和工作條件下，材料易于焊接和滿足結(jié)構(gòu)性能的程度?？珊感猿３Ｊ茕摬牡幕瘜W(xué)成分、軋制方法和板厚等因素影響。為了評(píng)價(jià)化學(xué)成分對(duì)可焊性的影響，一般用碳當(dāng)量（Ceq）表示，Ceq越小，鋼材的淬硬傾向越小，可焊性就越好；反之，Ceq越大，鋼材的淬硬傾向越大，可焊性就越差。碳當(dāng)量Ceq（百分比）值可按以下公式計(jì)算：

Q3

焊接應(yīng)力及焊接變形產(chǎn)生的原因及降低措施？

鋼結(jié)構(gòu)的焊接過程是一個(gè)不均勻加熱和冷卻的過程，焊接時(shí)焊縫及其附近的溫度很高，而遠(yuǎn)處大部分金屬不受熱，主體金屬的膨脹和收縮不均勻。冷卻后，焊縫就產(chǎn)生了不同程度的收縮和內(nèi)應(yīng)力（縱向和橫向），造成焊接結(jié)構(gòu)的各種變形。

一般來說，可以從設(shè)計(jì)和加工工藝兩方面來降低焊接應(yīng)力及焊接變形：

設(shè)計(jì)措施：合理安排焊縫位置；合理的選擇焊縫的尺寸；焊縫數(shù)量宜少，不宜過分集中，同時(shí)避免焊縫立體交錯(cuò)；盡量避免在母材厚度方向的收縮應(yīng)力。

工藝措施：合理安排焊接次序；采用反向變形；焊前預(yù)熱，焊后回火。

Q4

鋼結(jié)構(gòu)常見焊接方法？

鋼結(jié)構(gòu)常用焊接方法有手工電弧焊，自動(dòng)（或半自動(dòng)）埋弧焊，氣體保護(hù)焊。

手工電弧焊：通電后產(chǎn)生電弧使焊條中的焊絲熔化，滴落在焊件上被電弧所吹成的小凹槽熔池中。由焊條藥皮形成的熔渣和氣體覆蓋著熔池，防止空氣與熔化的液體金屬接觸，避免形成脆性易裂化合物。

埋弧焊：電弧在焊劑層下燃燒的一種電弧焊方法。焊絲不涂藥皮，但施焊端靠由焊劑漏頭自動(dòng)流下的顆粒狀焊劑所覆蓋，電弧完全被埋在焊劑之內(nèi)，電弧熱量集中，熔深大，適于厚板的焊接，具有很高的生產(chǎn)率，同時(shí)焊接質(zhì)量好，焊件變形小。

氣體保護(hù)焊：利用二氧化碳?xì)怏w或其他惰性氣體作為保護(hù)介質(zhì)的一種電弧熔焊方法。依靠保護(hù)氣體在電弧周圍形成局部保護(hù)層，以防止有害氣體的侵入并保證焊接過程的穩(wěn)定性。焊縫強(qiáng)度比手工電弧焊高，塑性和抗腐蝕性好，適用于全位置的焊接，有前進(jìn)法和后退法。

Q5

各種常見焊接代號(hào)？

常見焊接位置、接頭形式、坡口形式、焊縫類型及管結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)形式代號(hào)表示形式如下：

Q6

常見焊接缺陷及產(chǎn)生原因和處理方法？

焊縫缺陷通長(zhǎng)分為六類：裂紋、孔穴、固體夾雜、未熔合、未焊透、形狀缺陷。

裂紋：通常有熱裂紋和冷裂紋之分。產(chǎn)生熱裂紋的主要原因是母材抗裂性能差、焊接材料質(zhì)量不好、焊接工藝參數(shù)選擇不當(dāng)、焊接內(nèi)應(yīng)力過大等；產(chǎn)生冷裂紋的主要原因是焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、焊縫布置不當(dāng)、焊接工藝措施不合理，如焊前未預(yù)熱、焊后冷卻快等。處理辦法是在裂紋兩端鉆止裂孔或鏟除裂紋處的焊縫金屬，進(jìn)行補(bǔ)焊。

孔穴：通常分為氣孔和弧坑縮孔兩種。產(chǎn)生氣孔的主要原因是焊條藥皮損壞嚴(yán)重、焊條和焊劑未烘烤、母材有油污或銹和氧化物、焊接電流過小、弧長(zhǎng)過長(zhǎng)，焊接速度太快等，其處理方法是鏟去氣孔處的焊縫金屬，然后補(bǔ)焊。產(chǎn)生弧坑縮孔的主要原因是焊接電流太大且焊接速度太快、熄弧太快，未反復(fù)向熄弧處補(bǔ)充填充金屬等，其處理方法是在弧坑處補(bǔ)焊。

固體夾雜：有夾渣和夾鎢兩種缺陷。產(chǎn)生夾渣的主要原因是焊接材料質(zhì)量不好、焊接電流太小、焊接速度太快、熔渣密度太大、阻礙熔渣上浮、多層焊時(shí)熔渣未清除干凈等，其處理方法是鏟除夾渣處的焊縫金屬，然后焊補(bǔ)。產(chǎn)生夾鎢的主要原因是氬弧焊時(shí)鎢極與熔池金屬接觸，其處理方法是挖去夾鎢處缺陷金屬，重新焊補(bǔ)。

未熔合、未焊透：產(chǎn)生的主要原因是焊接電流太小、焊接速度太快、坡口角度間隙太小、操作技術(shù)不佳等。對(duì)于未熔合的處理方法是鏟除未熔合處的焊縫金屬后焊補(bǔ)。對(duì)于未焊透的處理方法是對(duì)開敞性好的結(jié)構(gòu)的單面未焊透，可在焊縫背面直接補(bǔ)焊。對(duì)于不能直接焊補(bǔ)的重要焊件，應(yīng)鏟去未焊透的焊縫金屬，重新焊接。

形狀缺陷：包括咬邊、焊瘤、下塌、根部收縮、錯(cuò)邊、角度偏差、焊縫超高、表面不規(guī)則等。

Q7

防止板材層狀撕裂的常見措施？

在T形、十字形及角接接頭中，當(dāng)翼緣板厚度不小于20mm時(shí)，為避免或減少使母材板厚方向承受較大的焊接收縮應(yīng)力，并宜采取下列節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)：在滿足焊透深度要求和焊縫致密性條件下，采用較小的焊接坡口角度及間隙（a）；在角接接頭中，采用對(duì)稱坡口或偏向于側(cè)板的坡口（b）；采用雙面坡口對(duì)稱焊接代替單面坡口非對(duì)稱焊接（c）；在T形或角接接頭中，板厚方向承受焊接拉應(yīng)力的板材端頭伸出接頭焊縫區(qū)（d）；在T形、十字形接頭中，采用鑄鋼或鍛鋼過渡段，以對(duì)接接頭取代T形、十字形接頭（e、f）；

改變厚板接頭受力方向，以降低厚度方向的應(yīng)力；

承受靜載荷的節(jié)點(diǎn)，在滿足接頭強(qiáng)度計(jì)算要求的條件下，用部分焊透的對(duì)接與角接組合焊縫焊縫代替完全焊透坡口焊縫。

Q8

焊縫質(zhì)量檢查方法？

焊接完成進(jìn)行焊縫檢查時(shí)，首先要進(jìn)行外觀檢驗(yàn)，用肉眼或放大鏡觀察是否有缺陷，如咬邊、燒穿、未焊透、裂紋、錯(cuò)邊、下榻等，并檢查焊縫外形尺寸是否符合要求。

焊縫內(nèi)部的缺陷常用超聲波檢測(cè)，其原理是利用超聲波能在金屬內(nèi)部傳播，并在遇到兩種介質(zhì)的界面時(shí)會(huì)發(fā)生反射和折射的原理來檢驗(yàn)焊縫內(nèi)部缺陷，根據(jù)波形即可判斷是否有缺陷和缺陷位置。由于探頭與檢測(cè)件之間存在反射面，因此超聲波檢查時(shí)應(yīng)在焊件表面涂抹耦合劑，且超聲波不能判斷缺陷的類型和大小。

無損檢測(cè)有時(shí)也用到射線檢驗(yàn)，射線檢驗(yàn)有X射線和γ射線檢驗(yàn)兩種。其原理為當(dāng)射線透過被檢驗(yàn)的焊縫時(shí)，如有缺陷，則通過缺陷處的射線衰減程度較小，因此在焊縫背面的底片上感光較強(qiáng)，底片沖洗后，會(huì)在缺陷部位顯示出黑色斑點(diǎn)或條紋。X射線照射時(shí)間短、速度快，設(shè)備復(fù)雜、費(fèi)用大，穿透能力小，被檢測(cè)焊件厚度小于30mm。γ射線檢驗(yàn)設(shè)備輕便、操作簡(jiǎn)單，穿透能力強(qiáng)。Q9

抽樣檢驗(yàn)時(shí)進(jìn)行結(jié)果判定的依據(jù)是什么？抽樣檢驗(yàn)的焊縫數(shù)不合格率小于2%時(shí)，該批驗(yàn)收合格；抽樣檢驗(yàn)的焊縫數(shù)不合格率大于5%時(shí)，該批驗(yàn)收不合格；除本條第五款情況外抽樣檢驗(yàn)的焊縫數(shù)不合格率為2%~5%時(shí)，應(yīng)加倍抽檢，且必須在原不合格部位兩側(cè)的焊縫延長(zhǎng)線各增加一處，在所有抽檢焊縫中不合格率不大于3%時(shí)，該批驗(yàn)收合格，大于3%時(shí)，該批驗(yàn)收不合格；批量驗(yàn)收不合格時(shí)，應(yīng)對(duì)該批余下的全部焊縫進(jìn)行檢驗(yàn)；檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)1處裂紋缺陷時(shí)，應(yīng)加倍抽查，在加倍抽檢焊縫中未再檢查出裂紋缺陷時(shí)，該批驗(yàn)收合格；檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)多處裂紋缺陷或加倍抽查又發(fā)現(xiàn)裂紋缺陷時(shí)，該批驗(yàn)收不合格，應(yīng)對(duì)該批