公路工程钢结构焊缝探伤试验与焊接工艺评定

2022-05-25王江栋申铁军

四川建材 2022年5期

王江栋，申铁军

(1.山西路桥第六工程有限公司,山西晋中 030600；2.山西路桥建设集团有限公司，山西太原 030006)

0 前言

钢结构焊缝探伤检测当采用两种或两种以上的检测方法对构件的同一部位进行检测时，应按各自的方法评定级别;采用同种检测方法按不同检测工艺进行检测时，如检测结果不一致，应以危险大的评定级别为准[1-3]。为确定焊接工艺参数，对焊接接头施焊的指导原则是：焊接接头屈服强度、韧性不低于母材；焊缝金属超强不大于母材实际屈服强度的25%或焊缝金属的屈强比不大于0.85～0.90，韧强比0.13～0.15。

1 钢结构焊缝探伤试验

钢结构应按《厚钢板超声检测方法》(GB/T 2970—2016)及下列规定进行超声波探伤检查:板厚≥20 mm,出厂前需进行100%超声波探伤检查；20 mm>板厚≥8 mm,出厂前需进行50%超声波探伤检查；探伤质量等级为Ⅲ级。如发现缺陷，则需进行100%超声波探伤。焊缝外观检查，零、部(杆)件的焊缝应在焊接24小时后进行无损检，监理人员则受建设单位委托，对本桥梁加工质量和整个加工过程进行质量监理和平行检验。凡涉及检查的各种作业，在开始之前应提前通知制造检查人员和监理人员。检查和监理人员应在已检查验收的各部位和焊接部位做明显的识别标记，并保存现场和实验所有的记录资料。探伤人员必须通过中国船级社或相当的权威机构的考试并取得资格证书，无证人员严禁上岗操作。制造厂检查人员和监理人员切实查明所用钢板的内在质量和外表质量的质保情况和商检情况是否符合设计技术要求，检查人员和监理人员查明是否达到钢结构技术要求以及其他规范要求。具体检测方法见表1。

表1 钢结构焊缝无损探伤要求表

2 钢结构焊接工艺评定

焊接工艺评定所采用的钢材、焊接材料及焊接工艺必须与实际工程相同。焊接工艺评定时所用设备、仪表的性能与实际工程施工焊接一致，钢材、焊钉、焊接材料必须与实际工程所用材料一致，并且有生产厂家出具的合格证明书。用材应考虑该试验结果对钢板的性能和各种厚度具有覆盖全部所进的钢材的作用效果。

1)在实际生产中若是不同钢厂的产品，焊接材料的改变、焊接方法的改变，或由于焊接设备的变化引起焊接位置改变、衬垫改变、坡口形式改变、角焊缝焊角尺寸增大2 mm以上，焊接部位采用车间底漆等均应事先进行焊接工艺评定试验。

2)针对钢结构焊接的不同材料、不同接头、不同的焊接位置、不同的钢板厚度以及不同的焊接方法，分别选出代表性的焊接接头作为评定项目，并汇总列出焊接工艺评定项目清单。该清单由制造方提出，经监理工程师签认批准后实施。

3)工艺评定用试板尺寸取样位置以及试样尺寸与试验标准应按照技术规范及有关国家标准和规范执行。焊接工艺试验除X射线、超声波、磁粉无损检测外，还应进行接头和焊接金属的化学分析(相同焊接材料做一个)、机械力学性能试验、接头横向侧弯曲试验、接头硬度试验、宏观断面酸蚀试验等各种专项试验，并满足不低于相应母材设计和规程要求。机械性能试验项目、试件数量见表2。

表2 机械性能试验项目、试件数量表

4)每一次评定应做一次宏观断面酸蚀试验，焊缝成型系数应为1.3～2.0。焊接工艺评定试验合格后，制造加工单位提出焊接工艺评定报告，连评定试样检验结果等文件报监理工程师、建设单位审查。焊接工艺文件的内容，除规范要求外，还应包括防止层状撕裂的工艺措施、熔化焊缝缺陷返修方案、作业环境的要求和措施等。

5)焊接工艺评定实验报告经钢结构制造加工单位签认后，经监理工程师确认、设计及专家评审、建设单位批准后方能生效。施工焊接前，焊接的工艺文件经监理工程师签字认可后向有关操作人员进行技术交底，施工中严格遵守工艺文件的规定。

6)焊工必须通过中国船级社或相当的权威机构的考试并取得资格证书，且只能从事资格证书中认定范围内的工作。同时为确保大桥钢梁焊接加工质量，制造厂还应对持有资格证书的焊工进行必要的培训和补充考核，考核合格方可持证上岗。对大桥重要的节点、构造复杂、要求高的部件和构件更应予以充分重视，确保工程质量。

3 焊接的焊接工艺与注意事项

1)所有的焊接均应按照经批准的焊接工艺评定试验要求进行。若存在与焊接工艺要求不一致的变化，需重新进行焊接工艺评定试验。焊接工艺指导书是指施工方的焊接工程师根据工艺评定报告编制的焊接工艺指导书。该指导书经项目总工程师审定，监理工程师认可后才准予指导生产焊接。当需焊接某个部位时，焊接工艺员根据接头位置选出相应的焊接工艺指导书，并按规定内容选择相应的焊工，焊接设备，焊接材料以及焊接参数安排生产。

2)焊接制造时进行带有车间底漆的切割性试验，若焊前不磨掉车间底漆，还应进行焊接性试验。要注意车间底漆中的锌影响钢材的切割性。试板漆膜厚度应比规定厚度增大一倍，按正常的切割速度切割，切割表面的粗糙度及崩坑等缺陷应在标准允许的范围内。对涂有底漆的试板按焊接工艺指导书的规定施焊，经破坏试验检验，焊接缺陷应在规定的允许范围之内。对特殊构造复杂，焊接产生很大残余应力的节点与接头，在施焊前应进行焊接性(抗裂性)试验，以确定预热温度及焊接材料、焊接方法。工地焊接和工厂焊接接头焊缝均应进行焊接接头的破坏性试验及强度评定。试验数量、结果应符合焊接工艺评定的规定。制造厂应根据设计图和制造加工技术要求，编制工厂焊接和现场焊接的工艺文件。

3)各种全焊透及部分焊透坡口焊缝加工尺寸及精度，应根据施工图设计文件、技术规范及相应标准规定执行。对于现场对接全焊透焊缝的坡口应结合现场的施工环境和条件经过专题的工艺评定试验后予以确定。制造厂应根据施工图纸，按不同构件的焊缝技术要求与上述规定，编制出详细的坡口尺寸加工图，监理与设计单位则予以配合和确认。焊缝形式以施工图标注为准，施工图未注明的应征询设计、监理的意见。

4)定位焊应与正式焊缝一样的质量要求。在正式焊接预热前，必须先检查定位焊缝有无裂缝。预热后再次检查，确认无裂缝后才正式焊接。凡最后不溶入焊缝的定位焊应该清除；临时夹具在焊接时，工艺应按正式焊缝要求处理：割除磨平、磁粉探伤；定位焊工(装配工进行定位焊)必须按有关规定进行工艺考核。焊丝、焊条、焊剂应遵守严格的质量管理制度，确保焊接质量；焊接预热温度及层间，按不同钢板厚度及环境条件温度做试验验证。