焊缝连接缺陷、质量检验和级别分析

焊缝连接的缺陷指焊接过程中产生于焊缝金属或邻近热影响区钢材表面或内部的缺陷，焊缝连接常见的缺陷有：裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、夹渣、咬边、未熔合、未焊透（不包括规定的不焊透者），以及焊缝外形尺寸不符合要求、焊缝形成不良等（图 3.13）。

图3.13　焊缝缺陷

在焊缝的这些缺陷中，裂纹是最危险的缺陷，裂纹对构件受力的危害性最大，裂纹不仅削弱了焊缝的受力面积，更严重的是在缺陷处产生应力集中并易于扩展引起断裂。裂纹对连接的强度、冲击韧性及冷弯性能等方面均有不利的影响，因此焊缝连接中不允许出现裂纹。

焊缝质量的检验一般可用外观检查及内部无损检测。外观检查主要对焊缝的外观缺陷和几何尺寸进行检查。无损检测目前广泛采用超声波进行检验，该方法使用灵活经济，对内部缺陷反应灵敏，但不易识别缺陷的具体类型。为避免此种方法的缺点，需要用磁粉检验、荧光检验等较简单的方法作为辅助检验手段。当前最明确可靠的检验方法是X射线或 γ 射线透照或拍片，其中X射线应用较广。

《钢结构工程施工质量验收标准》（GB 50205—2020）规定焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级和三级。三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查，符合三级质量标准；二级、一级焊缝还要求一定数量的超声波或射线、拍片检验并符合相应级别的质量标准。

钢结构焊接中的三级焊缝可满足通常的强度要求，但其对接焊缝的抗拉强度有较大的变异性，《钢结构设计标准》（GB 50017—2017）规定其设计值约为主体钢材的 85%。因此，对承受较大拉应力的对接焊缝以及直接承受动荷载的重要构件焊缝，通常采用二级焊缝，对抗疲劳性能有较高要求时则采用一级焊缝。

《钢结构设计标准》（GB 50017—2017）规定的焊缝强度设计值见附表2。计算下列情况的连接时，附表2规定的强度设计值应乘以相应的折减系数；几种情况同时存在时，其折减系数应连乘。

（1）施工条件较差的高空安装焊缝应乘以系数0.9。

（2）进行无垫板的单面施焊对接焊缝的连接计算应乘折减系数0.85。

（3）按轴心受力计算的单角钢单面连接时应乘以系数0.85。(www.xing528.com)

焊缝的质量等级应根据结构的重要性、荷载特性、焊缝形式、工作环境以及应力状态等情况，按下列原则选用。

（1）在承受动荷载且需要进行疲劳验算的构件中，凡要求与母材等强连接的焊缝应焊透，其质量等级应符合下列规定：

① 作用力垂直于焊缝长度方向的横向对接焊缝或T形对接与角接组合焊缝，受拉时应为一级，受压时不应低于二级。

② 作用力平行于焊缝长度方向的纵向对接焊缝不应低于二级。

③ 重级工作制和起重量 Q≥50 t 的中级工作制吊车梁的腹板与上翼缘之间，以及吊车桁架上弦杆与节点板之间的T形连接部位焊缝应焊透，焊缝形式宜为对接与角接的组合焊缝，其质量等级不应低于二级。

（2）在工作温度等于或低于－20 °C 的地区，构件对接焊缝的质量不得低于二级。

（3）不需要疲劳验算的构件中，凡要求与母材等强的对接焊缝宜焊透，其质量等级受拉时不应低于二级，受压时不宜低于二级。

（4）部分焊透的对接焊缝、采用角焊缝或部分焊透的对接与角接组合焊缝的T形连接部位，以及搭接连接角焊缝，其质量等级应符合下列规定：

① 直接承受动荷载且需要疲劳验算的结构和吊车起重量等于或大于 50 t 的中级工作制吊车梁，以及梁柱、牛腿等重要节点不应低于二级。

② 其他结构可为三级。