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1、全熔透T型接头的质量控制摘要：简述了全熔透T型接头的应用及其焊透的重要性，并深入分析了其质量 难以控制的根本原因，通过试验，并结合项目实例，总结了一种简便、有效、易 行的组对焊接方法。关键词：全熔透T型接头特性分析焊接试验生产实践合格1、刖言由于全熔透T型接头(T-BUTT)无缺口敏感性，对疲劳载荷、动载荷、垂直 于焊缝方向的载荷都具有较好的承载能力，所以被广泛应用于建筑、船舶、海洋、 核电、重型机械等工程建设领域焊接结构的重要节点上。全熔透T型接头是一件 端面与另一件表面构成直角或近似直角并要求100%熔透的接头，这类接头通常 都要求RT或UT检测，但由于接头本身的结构特性，在焊接这类焊缝时
2、，通常在 焊缝的根部存在不同程度的未熔合、未焊透、裂纹等缺陷，导致由于焊缝厚度或 内部质量达不到设计要求而造成大量的返修甚至报废。故同行们对这类接头的焊 接方法、质量保证、结构优化方面都作了大量的研究总结工作，可以把这些方法 规纳为三类。第一种方法，立板开K型坡口，正面打底+填充，背面碳刨清根+填充，这种 方法虽然容易保证焊缝重心不偏离立板中心，但背面清根时碳棒容剔伤底板形成 沟槽，碳弧气刨时容易形成刨渣反吹，焊缝增碳夹碳，反面焊接第一道焊缝时容 易在沟槽处产生夹渣、未熔合等缺陷，打磨清根工作量大，构件变形大，如图一 (c)示。第二种方法，在立板上开单V坡口，背面加陶瓷衬垫用埋弧焊大电流单道或
3、 多道焊接完成，这种方法的优点是效率高，不足之处是焊缝重心偏离立板中心， 焊后导致立板与底板不垂直，校正难度大，并且如果立板厚度超过20mm以上， 导电嘴伸入受到坡口面的干涉，焊丝对中焊缝困难，热输入不稳定因素增多，焊 缝成形系数降低，根部容易产生热裂纹，难以保证焊缝质量，如图一(b)示。第三种方法，采用可调角度的双枪从两侧一次焊接完成，这种方法效率高， 翼板变形对称，主要用于大批量H型钢焊接生产线，需具备集组立、焊接、校正、 检测为一体组焊中心，多数制造企业不具备这样的条件。笔者曾于2015年参与的某大型钢结构工程，总重300余吨，材质为Q345D， 板厚要为10-80mm的板壳结构，95%
4、以上的构件为焊接H型钢，梁高1190 (790) mmx翼板宽200 (300) mmx长1000-9530mm，上下翼板与腹板间的焊缝、梁与 梁组焊处腹板与腹板间的焊缝均为全熔透T型接头，焊缝的内外质量等级要求为 DIN EN ISO 5817 B级，各梁高度尺寸允差1mm，部件结构见图二示。全熔透T型 接头质量能否达到技术要求，关系到整个项目的进展，通过对结构各焊缝的可焊 到性、工况进行认真分板，并进行了多项实验，最终制定合理有效的全熔透T型 接头焊接方法。2、实施过程控制2.1接头优化为了保证整体装焊后各尺寸符合ISO 13920 BF级的要求，按由分到总的控制 思路，合理划分制造单元装
5、焊顺序，即先把各H型钢组焊校正达到要求，再装焊 为整体，使每个制造环节得到有效控制，整个过程具有可追溯性。由于单根梁时 上下翼板和腹板都处于自由状态，采用刚性拘束法所能起到的作用很有限，并且不利于工件的翻转焊接，所以腹板两侧采用对称K形坡口，如图三（b）示，梁 与梁之间的焊接时，因梁与梁之间总装配为一体，构件间具有较大的刚性固定及 拘束作用，焊接不易引起上下翼板变形，故用单V型坡口如图三（a）示。图示二2.2焊接工艺评定2.2.1试件接头尺寸及焊接规范对本项目中全部焊接接头按类型、焊接位置、焊接方法进行归纳总结，按 DIN EN ISO 15614-1组织了能覆盖本项目所有接头的焊接工艺评定，
6、并编制相关节 点的焊接作业指导书，对全熔透T型接头还增加了型式试验，具体实施情况如下:表-1（图示四-a接头焊接规范）表-2 （图示四-b接头焊接规范）表-3 （图示四-c接头焊接规范）2.2.1试验结果按DIN EN ISO 5817 B级质量要求，对试件进行VT、UT、MT检验合格，板状 试件进行拉伸、弯曲、冲击试验，T型接头试件进行宏观金相检验，各项指标符 合相应规范之要求。其中宏观检测结果见下图示。图示四-a接头宏观照片图示四-b接头宏观照片图示四-c接头宏观照片2.2生产实施2.2.1焊前准备各H型梁总度尺寸放收缩量放2mm，翼板与腹板间的间隙按每侧3mm计算 下料，坡口用刨边机加工
7、，装配组合时，先在翼板上划出腹板组合位置中心线， 并打磨干净组合位置的氧化皮、铁锈、油污等，全部见金属光泽。按下图示五 （a）、图示六的方法控制坡口间隙及焊接收缩量，每隔2000mm布置1块3mm 的间隙控制板，保证装配件间隙一致，每隔2500mm加定位等高支撑卡具，定位 焊间隔为1000mm，焊点长约50-60mm,保证两侧的焊点对称。2.2.2施焊单根H型钢时接头为图示五（b），焊接规范按表-4执行，打底焊时焊缝位 置为平位，保证熔化全部钝边，背面成形圆滑无明显焊瘤，施焊前先用火焰加热 坡口附近，焊接过程中用火焰在背面加热，提前量为1500mm左右，从中间向两 端分段退焊，反面清根时只需用
8、磨光机清除焊缝两侧的氧化渣及可，埋弧焊时去 除支撑以免干涉焊接。图示五表-4 焊接详述 Welding Detail：组装各H型钢成部件时，认真打磨修配腹板端部，保证间隙2-3mm，全熔透 T形接头的焊接规范按下表-5执行，长直焊缝用碳弧气刨背面清根，端部处因受 空间限制，可用直磨头清理焊根。表-5 焊接详述 Welding Detail：3、施实效果及结论按照以上方法已焊接完成了本项目中的H型钢全熔透T型接头的焊缝约 3500M，探伤合格率达99.5%以上，焊接变形小，节省了背面碳弧气刨清根时间、 打磨时间、焊后校正时间，此方法在保证质量的前提下，极大提高了工作效率， 降低材料损耗，对解决同类或相似接头的焊接问题具有参考借鉴价值。参考文献：1 焊接结构/中国机械工程学会焊接学会编.焊接手册，第3卷，第三版.北京: 机械工业出版社.2007年10月。2 中国材料工程大典.第22卷，材料焊接工程.上/史耀武主编.-北京:化学工业 出版社.2005.8。3 角焊缝设计与制造的若干问题，中西南十省区（市）焊接学会联合会第九届 年会论文集/王寿福主编，贵阳.2006年12月。钢结构工程施工质量验收规范GB5020-2001。5美国钢结构焊接规范AWS D1.1/D1.1M:2010。
