钢结构施工技术与实训第7章钢结构焊接性

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1、第第7 7章章 钢结构的焊接连接材料钢结构的焊接连接材料7.1 7.1 概述概述7.2 7.2 焊接材料焊接材料7.3 7.3 常用焊接方法介绍常用焊接方法介绍7.4 7.4 焊接接头焊接接头7.5 7.5 焊接缺陷焊接缺陷7.6 7.6 钢结构焊接质量检验钢结构焊接质量检验第第7 7章章 钢结构的焊接连接材料钢结构的焊接连接材料1、焊接的定义 焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充金属，使焊件间达到原子间结合的用或不用填充金属，使焊件间达到原子间结合的一种加工方法一种加工方法7.1.17.1.1焊接的定义及焊接结构在工业生产中的焊接的定义及焊

2、接结构在工业生产中的应用和特点应用和特点 也可以说，焊接最本质的特点就是通过焊接也可以说，焊接最本质的特点就是通过焊接使焊件达到了原子结合，从而将原来分开的物体使焊件达到了原子结合，从而将原来分开的物体构成了一个整体，这是任何其它连接形式所不具构成了一个整体，这是任何其它连接形式所不具备的。备的。7 7.1 .1 概述概述2、焊接结构在工业生产中的应用 焊接结构是将各种经过轧制的金属材料及铸、锻等焊接结构是将各种经过轧制的金属材料及铸、锻等坯料采用焊接加工方法，按照一定结构制成的并能承坯料采用焊接加工方法，按照一定结构制成的并能承受载荷的金属结构。随着焊接技术的发展和进步，各受载荷的金属结构。

3、随着焊接技术的发展和进步，各种焊接结构产品被广泛应用于各个行业，如工业中的种焊接结构产品被广泛应用于各个行业，如工业中的石油化工机械、重型与矿山机械、起重与吊装设备、石油化工机械、重型与矿山机械、起重与吊装设备、冶金建筑、各类锻压机械等；交通运输业中的汽车、冶金建筑、各类锻压机械等；交通运输业中的汽车、车辆、船舶、农用机械的制造；兵器工业中的常规兵车辆、船舶、农用机械的制造；兵器工业中的常规兵器、火箭、深潜设备；航空航天技术中的人造卫星和器、火箭、深潜设备；航空航天技术中的人造卫星和载入飞船等。载入飞船等。7.1.17.1.1焊接的定义及焊接结构在工业生产焊接的定义及焊接结构在工业生产中的应用

4、和特点中的应用和特点7 7.1 .1 概述概述3、焊接结构的特点 焊接结构得到如此广泛的应用和高速发展，焊接结构得到如此广泛的应用和高速发展，是因为它具有一系列优点：是因为它具有一系列优点：（1 1）能够满足结构使用性要求）能够满足结构使用性要求 （2 2）可节约金属材料）可节约金属材料（3 3）工艺灵活性大）工艺灵活性大 （4 4）对金属材料的适应性强）对金属材料的适应性强（5 5）投资少，见效快）投资少，见效快7.1.17.1.1焊接的定义及焊接结构在工业生产焊接的定义及焊接结构在工业生产中的应用和特点中的应用和特点焊接结构的不足之处：焊接结构的不足之处： 一方面焊接接头是一个不均匀体，主

5、要表现一方面焊接接头是一个不均匀体，主要表现在几何形状不连续、化学成分不均匀、力学性能在几何形状不连续、化学成分不均匀、力学性能不一样、金相组织不相同；其次，焊接结构存在不一样、金相组织不相同；其次，焊接结构存在一定的焊接应力和变形；另外焊接结构对材料有一定的焊接应力和变形；另外焊接结构对材料有一定的选择性，虽然随着焊接技术的发展，很多一定的选择性，虽然随着焊接技术的发展，很多过去焊接性差的材料也能得到好的焊接质量，但过去焊接性差的材料也能得到好的焊接质量，但焊接工艺比较复杂；还有由于焊接结构的刚性一焊接工艺比较复杂；还有由于焊接结构的刚性一般比较大，一旦产生裂纹很难制止，所以焊接结般比较大，

6、一旦产生裂纹很难制止，所以焊接结构对于脆性断裂、疲劳、应力腐蚀和蠕变破坏都构对于脆性断裂、疲劳、应力腐蚀和蠕变破坏都比较敏感。比较敏感。7.1.17.1.1焊接的定义及焊接结构在工业生产焊接的定义及焊接结构在工业生产中的应用和特点中的应用和特点7 7.1 .1 概述概述7.1.27.1.2焊接结构生产工艺过程焊接结构生产工艺过程1 1生产准备生产准备2 2金属材料的预处理金属材料的预处理3 3备料及成形加工备料及成形加工4 4装配装配- -焊接焊接5 5质量检验与安全评定质量检验与安全评定焊接结构生产的主要工艺过程：焊接结构生产的主要工艺过程： 7 7.2 .2 焊接材料焊接材料7.2.17.

7、2.1焊条焊条 涂有药皮的供焊条电弧焊用的熔化电极叫做涂有药皮的供焊条电弧焊用的熔化电极叫做焊条焊条。焊条电弧焊时，焊条既作为电极传导电流。焊条电弧焊时，焊条既作为电极传导电流而产生电弧，为焊接提供所需热量；又在熔化后而产生电弧，为焊接提供所需热量；又在熔化后作为填充金属过渡到熔池，与熔化的焊件金属熔作为填充金属过渡到熔池，与熔化的焊件金属熔合，凝固后形成焊缝。合，凝固后形成焊缝。1、焊条的组成 焊条是由焊芯与药皮两部分组成的，其构造焊条是由焊芯与药皮两部分组成的，其构造如图如图7-27-2所示。焊条前端药皮有所示。焊条前端药皮有4545左右的倒角，左右的倒角，以便于引弧；尾部的夹持端用于焊钳

8、夹持并利于以便于引弧；尾部的夹持端用于焊钳夹持并利于导电。导电。7 7.2 .2 焊接材料焊接材料7.2.17.2.1焊条焊条1、焊条的组成 图图7-2 焊条组成示意图焊条组成示意图1-焊芯焊芯 2-药皮药皮 3-夹持端夹持端 焊条直径指的是焊焊条直径指的是焊芯直径，是焊条的重要芯直径，是焊条的重要尺寸，共有尺寸，共有1.681.68八种规格。焊条长度由八种规格。焊条长度由焊条直径而定，在焊条直径而定，在200650mm200650mm之间。生产之间。生产中应用最多的是中应用最多的是3.2mm3.2mm、4mm4mm、5mm5mm三种，长度分别三种，长度分别为为350mm350mm、400mm

9、400mm和和450mm450mm。 7 7.2 .2 焊接材料焊接材料7.2.17.2.1焊条焊条1、焊条的组成 （1 1）焊芯）焊芯 焊芯的主要作用是传导电流维持电弧燃烧焊芯的主要作用是传导电流维持电弧燃烧和熔化后作为填充金属进入焊缝。和熔化后作为填充金属进入焊缝。 （2 2）药皮）药皮 焊条药皮是指压涂在焊芯表面上的涂料层。焊条药皮是指压涂在焊芯表面上的涂料层。 1 1）药皮的作用。提高焊接电弧的稳定性；保护熔化）药皮的作用。提高焊接电弧的稳定性；保护熔化金属不受外界空气的影响；过渡合金元素使焊缝获得金属不受外界空气的影响；过渡合金元素使焊缝获得所要求的性能；改善焊接工艺性能。所要求的性

10、能；改善焊接工艺性能。 2 2）药皮的类型。钛铁矿型；钛钙型；铁粉钛钙型；）药皮的类型。钛铁矿型；钛钙型；铁粉钛钙型；高纤维素钠型；高纤维素钾型；高钛钠型；高钛钾型；高纤维素钠型；高纤维素钾型；高钛钠型；高钛钾型；铁粉钛型；氧化铁型；铁粉氧化铁型；低氢钠型；低铁粉钛型；氧化铁型；铁粉氧化铁型；低氢钠型；低氢钾型；铁粉低氢型。氢钾型；铁粉低氢型。 7 7.2 .2 焊接材料焊接材料7.2.17.2.1焊条焊条2、焊条的分类、型号及牌号（1 1）焊条的分类）焊条的分类 1 1）按焊条的用途分类）按焊条的用途分类 可分为碳钢焊条、低合金钢焊条、不可分为碳钢焊条、低合金钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸

11、铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条、特殊用途焊条共金焊条、铝及铝合金焊条、特殊用途焊条共9 9种。种。2 2）按焊条药皮熔化后的熔渣特性可分为）按焊条药皮熔化后的熔渣特性可分为酸性焊条酸性焊条 其熔渣的成分主要是酸性氧化物，具有较强的氧其熔渣的成分主要是酸性氧化物，具有较强的氧化性，合金元素烧损多，因而力学性能较差，特别是塑性和冲化性，合金元素烧损多，因而力学性能较差，特别是塑性和冲击韧性比碱性焊条低。击韧性比碱性焊条低。碱性焊条碱性焊条 熔渣的成分主要是碱性氧化物和铁合金。由于脱熔渣的成分主要是碱性氧化物和铁合金。由于

12、脱氧完全，合金过渡容易，能有效的降低焊缝中的氢、氧、硫。氧完全，合金过渡容易，能有效的降低焊缝中的氢、氧、硫。7.2.17.2.1焊条焊条2、焊条的分类、型号及牌号（1 1）焊条型号编制焊条型号是指国家标准中规定的焊）焊条型号编制焊条型号是指国家标准中规定的焊条代号。条代号。 1 1）碳钢和低合金钢焊条型号）碳钢和低合金钢焊条型号 按按GB5117GB51178585，GB5118GB51188585规定，碳钢焊条的型号根据熔敷金属的抗规定，碳钢焊条的型号根据熔敷金属的抗拉强度、药皮类型、焊接位置和焊接电流种类划分，拉强度、药皮类型、焊接位置和焊接电流种类划分，以字母以字母E E后加四位数字表

13、示，即后加四位数字表示，即E E，见表，见表7-37-3、表表7-47-4、表、表7-57-5。7.2.17.2.1焊条焊条2、焊条的分类、型号及牌号（1 1）焊条型号编制焊条型号是指国家标准中规定的焊）焊条型号编制焊条型号是指国家标准中规定的焊条代号。条代号。 完整的焊条型号举例如下：完整的焊条型号举例如下：7 7.2 .2 焊接材料焊接材料7.2.17.2.1焊条焊条7.2.17.2.1焊条焊条2、焊条的分类、型号及牌号（3）焊条的牌号）焊条的牌号 焊条牌号是焊条生产厂家或有关部焊条牌号是焊条生产厂家或有关部门对焊条的命名，因而编排规律不尽相同，但大多数门对焊条的命名，因而编排规律不尽相同

14、，但大多数是用在三位数字前面冠以代表厂家或用途的字母（或是用在三位数字前面冠以代表厂家或用途的字母（或符号）表示。前面两位数字表示各大类中的若干小类，符号）表示。前面两位数字表示各大类中的若干小类，不同用途焊条的前两位数字表示的内容及编排规律不不同用途焊条的前两位数字表示的内容及编排规律不尽相同。第三位数表示焊条药皮的类型及焊接电流种尽相同。第三位数表示焊条药皮的类型及焊接电流种类，适用于各种焊条，具体内容见表类，适用于各种焊条，具体内容见表7-7。表表7-7 焊条牌号中第三位数字的含意焊条牌号中第三位数字的含意焊条牌号条牌号药皮皮类型型电流种流种类焊条牌号条牌号药皮皮类型型电流种流种类0不属

15、已不属已规定定类型型不不规定定5纤维素型素型交直流交直流1氧化氧化钛型型交直流交直流6低低氢钾型型交直流交直流2钛钙型型交直流交直流7低低氢钠型型直直 流流3钛铁矿型型交直流交直流8石墨型石墨型交直流交直流4氧化氧化铁型型交直流交直流9盐基型基型直直 流流7 7.2 .2 焊接材料焊接材料7.2.17.2.1焊条焊条7.2.17.2.1焊条焊条1、焊条的组成 （1 1）焊条选用原则）焊条选用原则1 1）等强度原则）等强度原则 对于承受静载或一般载荷的工件或结对于承受静载或一般载荷的工件或结构，通常选用抗拉强度与母材相等的焊条。构，通常选用抗拉强度与母材相等的焊条。2 2）同等性能原则）同等性能

16、原则 在特殊环境下工作的结构如要求耐在特殊环境下工作的结构如要求耐磨、耐腐蚀、耐高温或低温等具有较高的力学性能，磨、耐腐蚀、耐高温或低温等具有较高的力学性能，则应选用能保证熔敷金属的性能与母材相近或相近似则应选用能保证熔敷金属的性能与母材相近或相近似的焊条。如焊接不锈钢时，应选用不锈钢焊条。的焊条。如焊接不锈钢时，应选用不锈钢焊条。3 3）等条件原则）等条件原则 根据工件或焊接结构的工作条件和特根据工件或焊接结构的工作条件和特点选择焊条。如焊件需要受动载荷或冲击载荷的工件，点选择焊条。如焊件需要受动载荷或冲击载荷的工件，应选用熔敷金属冲击韧性较高的低氢型碱性焊条。反应选用熔敷金属冲击韧性较高的

17、低氢型碱性焊条。反之，焊一般结构时，应选用酸性焊条。之，焊一般结构时，应选用酸性焊条。7.2.27.2.2 焊剂焊剂 埋弧焊时，能够熔化形成熔渣和气体，对熔化金属埋弧焊时，能够熔化形成熔渣和气体，对熔化金属起保护并进行复杂的冶金反应的一种颗粒状物质叫焊起保护并进行复杂的冶金反应的一种颗粒状物质叫焊剂。剂。1 1、焊剂的作用、焊剂的作用 1 1）焊接时，焊剂部分熔化甚至气化后覆盖焊接区，）焊接时，焊剂部分熔化甚至气化后覆盖焊接区，防止空气中氮、氧等有害气体侵入熔池，减慢冷却速防止空气中氮、氧等有害气体侵入熔池，减慢冷却速度，改善结晶状况及气体逸出条件，从而减少气孔。度，改善结晶状况及气体逸出条件

18、，从而减少气孔。2 2）对焊缝金属渗合金，改善焊缝的化学成分和提高力）对焊缝金属渗合金，改善焊缝的化学成分和提高力学性能。渗合金元素为锰和硅，为此，焊剂中应含有学性能。渗合金元素为锰和硅，为此，焊剂中应含有足够数量的氧化锰和二氧化硅。足够数量的氧化锰和二氧化硅。3 3）防止焊缝中产生气孔和裂纹。）防止焊缝中产生气孔和裂纹。7 7.2 .2 焊接材料焊接材料7.2.27.2.2 焊剂焊剂 2 2、焊剂的分类、焊剂的分类 1 1）熔炼焊剂）熔炼焊剂 将一定比例的各种配料放在炉内熔炼，将一定比例的各种配料放在炉内熔炼，然后经过水冷，使焊剂形成颗粒状，经烘干、筛选而然后经过水冷，使焊剂形成颗粒状，经烘

19、干、筛选而制成的一种焊剂。制成的一种焊剂。 2 2）烧结焊剂）烧结焊剂 将一定比例的各种粉状配料加入适量将一定比例的各种粉状配料加入适量粘结剂，混合搅拌后经高温粘结剂，混合搅拌后经高温(400(4001000)1000)烧结成块，烧结成块，然后粉碎，筛选而制成的一种焊剂。然后粉碎，筛选而制成的一种焊剂。 3 3）粘结焊剂）粘结焊剂 将一定比例的各种粉状配料加入适量将一定比例的各种粉状配料加入适量粘结剂，经混合搅拌、粒化和低温粘结剂，经混合搅拌、粒化和低温 (400(400以下以下) )烘干烘干而制成的一种焊剂，以前称陶质焊剂。而制成的一种焊剂，以前称陶质焊剂。 7.2.27.2.2 焊剂焊剂

20、3 3焊剂的型号焊剂的型号1 1）碳素钢埋弧焊用焊剂型号）碳素钢埋弧焊用焊剂型号 按照按照GB/T5293-1999GB/T5293-1999埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂标准，焊剂的表示方法埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂标准，焊剂的表示方法如下：如下： “F F”表示埋弧焊用焊剂。表示埋弧焊用焊剂。第一位数字第一位数字“x1x1”表示焊丝表示焊丝- -焊剂组合的熔敷金属抗拉焊剂组合的熔敷金属抗拉强度的最小值，见表强度的最小值，见表7-87-8。第二位数字第二位数字“x2x2”表示试件的处理状态，表示试件的处理状态，“A A”表示焊表示焊态，态，“P P”表示焊后热处理状态。表示焊后热处理状态。第三位数字第三

21、位数字“x3x3”表示熔敷金属冲击吸收功不小于表示熔敷金属冲击吸收功不小于27J27J时的最低试验温度，见表时的最低试验温度，见表7-97-9。H H表示焊丝的牌号，焊丝的牌号按表示焊丝的牌号，焊丝的牌号按GB/T14957-GB/T14957-19941994规定。规定。7 7.2 .2 焊接材料焊接材料 2 2）低合金钢埋弧焊用焊剂型号）低合金钢埋弧焊用焊剂型号按照按照GB/T12470-2003GB/T12470-2003埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂标准，标准，焊剂的表示方法如下：焊剂的表示方法如下： “F F”表示埋弧焊用焊剂。表示埋弧焊用焊剂。第一位数字第一位

22、数字“xx1xx1”表示焊丝表示焊丝- -焊剂组合的熔敷金属抗拉强度的焊剂组合的熔敷金属抗拉强度的最小值，见表最小值，见表7-107-10。第二位数字第二位数字“x2x2”表示试件的处理状态，表示试件的处理状态，“A A”表示焊态，表示焊态，“P P”表示焊后热处理状态，见表表示焊后热处理状态，见表7-117-11。第三位数字第三位数字“x3x3”表示熔敷金属冲击吸收功不小于表示熔敷金属冲击吸收功不小于27J27J时的最低时的最低试验温度，见表试验温度，见表7-127-12。H H表示焊丝的牌号，焊丝的牌号按表示焊丝的牌号，焊丝的牌号按GB/T14957-1994GB/T14957-1994和

23、规定和规定GB/T3429-1994GB/T3429-1994规定。如果需要标注熔敷金属中扩散氢含量时，规定。如果需要标注熔敷金属中扩散氢含量时，可用后缀可用后缀“H H”表示，见表表示，见表7-137-13。7.3.17.3.1焊条电弧焊焊条电弧焊1. 1. 焊接原理焊接原理钢结构常用的焊接方法是钢结构常用的焊接方法是电弧电弧焊焊, ,包括包括手工电弧焊手工电弧焊、自动或半自动或半自动埋弧焊自动埋弧焊及及气体保护焊气体保护焊等。等。 手工电弧焊手工电弧焊电路由焊条、焊钳、焊件、电焊机与导线组成。电路由焊条、焊钳、焊件、电焊机与导线组成。通电引弧后，在涂有焊药的焊条端与焊件间产生电弧，使焊通电

24、引弧后，在涂有焊药的焊条端与焊件间产生电弧，使焊条熔化，熔滴滴入被电弧吹成的焊接溶池中，焊药燃烧在熔条熔化，熔滴滴入被电弧吹成的焊接溶池中，焊药燃烧在熔池周围形成保护气体，稍冷后在焊缝熔化金属表面形成熔渣，池周围形成保护气体，稍冷后在焊缝熔化金属表面形成熔渣，以隔绝熔池中液体金属与氧、氮等气体的接触，避免形成脆以隔绝熔池中液体金属与氧、氮等气体的接触，避免形成脆性易裂化合物，焊缝金属冷却后与焊件熔成一体。性易裂化合物，焊缝金属冷却后与焊件熔成一体。7 7.3 .3 常用焊接方法介绍常用焊接方法介绍手工电弧焊操作及电弧焊机手工电弧焊操作及电弧焊机手工电弧焊操作及电弧焊机手工电弧焊操作及电弧焊机直

25、流手工电弧焊直流手工电弧焊-氩弧焊氩弧焊多功能焊机多功能焊机 7 7.3 .3 常用焊接方法介绍常用焊接方法介绍手工电弧焊焊条手工电弧焊焊条焊条有焊条有碳钢焊条碳钢焊条和和低合金钢焊条低合金钢焊条。其牌号为其牌号为E43E43、E50E50和和E55E55型等，型等，E E表示焊条，数字表示熔敷金表示焊条，数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值（单位为属抗拉强度的最小值（单位为Kgf/mmKgf/mm2 2）。）。 上图为上图为XWJ422XWJ422是钛钙型药皮的优质低碳钢电焊条。是钛钙型药皮的优质低碳钢电焊条。 一般情况下，焊条与母材的一般情况下，焊条与母材的对应关系如下：对应关系如下：Q235

26、Q235钢材，采用钢材，采用E43E43焊条；焊条；Q345Q345钢材，采用钢材，采用E50E50焊条；焊条；Q390Q390、Q420Q420钢材，采用钢材，采用E55E55焊条。焊条。7 7.3 .3 常用焊接方法介绍常用焊接方法介绍自动或半自动埋弧焊自动或半自动埋弧焊自动或半自动埋弧焊主要设备是自动电焊机，沿轨道按设定自动或半自动埋弧焊主要设备是自动电焊机，沿轨道按设定速度移动，通电引弧后，使埋于焊剂下的焊丝和附近的焊剂速度移动，通电引弧后，使埋于焊剂下的焊丝和附近的焊剂熔化，熔渣浮在熔化的焊缝金属上面，使融化金属不与空气熔化，熔渣浮在熔化的焊缝金属上面，使融化金属不与空气接触，并供给

27、焊缝金属以必要的合金元素，随焊机的移动，接触，并供给焊缝金属以必要的合金元素，随焊机的移动，颗粒状焊剂不断从料斗漏下，电弧完全被埋在焊剂之内，同颗粒状焊剂不断从料斗漏下，电弧完全被埋在焊剂之内，同时焊丝自动地边熔化边下降，称为自动埋弧焊。时焊丝自动地边熔化边下降，称为自动埋弧焊。 ( (沿轨道推移过程由人工控制时，称为半自动埋弧焊沿轨道推移过程由人工控制时，称为半自动埋弧焊) )手工电弧直流手工电弧直流/ /直流脉冲氩弧焊两用机直流脉冲氩弧焊两用机7 7.3 .3 常用焊接方法介绍常用焊接方法介绍自动或半自动埋弧焊自动或半自动埋弧焊门式全自动埋弧焊机门式全自动埋弧焊机7 7.3 .3 常用焊接

28、方法介绍常用焊接方法介绍H H型钢柱上型钢柱上的焊缝的焊缝7 7.3 .3 常用焊接方法介绍常用焊接方法介绍气体保护焊气体保护焊设备来自上海怡宾机电设备来自上海怡宾机电 气体保护焊是利用惰性气体或二氧化碳气体气体保护焊是利用惰性气体或二氧化碳气体作为保护介质的一种电弧熔焊方法。直接依作为保护介质的一种电弧熔焊方法。直接依靠保护气体在电弧周围形成局部的保护层，靠保护气体在电弧周围形成局部的保护层，以防止有害气体侵入，从而保持焊接过程的以防止有害气体侵入，从而保持焊接过程的稳定，气体保护焊又称气电焊。稳定，气体保护焊又称气电焊。( (最常用的惰性气体是氩气最常用的惰性气体是氩气) )二氧化碳气体保

29、护焊二氧化碳气体保护焊7 7.3 .3 常用焊接方法介绍常用焊接方法介绍气体保护焊现场实例气体保护焊现场实例西湖国际大厦施工现场西湖国际大厦施工现场采用二氧化碳气体保护施焊采用二氧化碳气体保护施焊7 7.3 .3 常用焊接方法介绍常用焊接方法介绍气体保护焊现场实例气体保护焊现场实例杭州广播电视新楼施工现场杭州广播电视新楼施工现场采用二氧化碳气体保护施焊采用二氧化碳气体保护施焊7 7.3 .3 常用焊接方法介绍常用焊接方法介绍第第7 7章章 钢结构的焊接连接材料钢结构的焊接连接材料7.4 7.4 焊接接头焊接接头7.4.1焊接接头的组成焊接接头的组成图图7-9 7-9 熔焊焊接接头的组成熔焊焊接

30、接头的组成a a）对接接头断面图）对接接头断面图 b b）搭接接头断面图）搭接接头断面图1-1-焊缝金属焊缝金属 2-2-熔合区熔合区 3-3-热影响区热影响区 4-4-母材母材 焊接接头是由焊缝金属、熔合区、热影响区组成焊接接头是由焊缝金属、熔合区、热影响区组成的，如图的，如图7-97-9所示。所示。焊缝金属是由焊接填充金属及部分母材金属熔化结晶后形成的，其组织和化学成分不同于母材金属。热影响区受焊接热循环的影响，组织和性能都发生变化，特别是熔合区的组织和性能变化更为明显。因此，焊接接头是一个成份、组织和性能都不均匀的连接体。此外，焊接接头因焊缝的形状和布置的不同，将会产生不同程度的应力集中

31、。所以： 影响焊接接头性能的主要因素见图影响焊接接头性能的主要因素见图7-107-10，这些，这些因素可归纳为力学和材质的两个方面。因素可归纳为力学和材质的两个方面。不均匀性和应力集中是焊接接头的两个基本属性不均匀性和应力集中是焊接接头的两个基本属性。力学方面影响焊接接头性能的因素有接头形状影响焊接接头性能的因素有接头形状不连续性、焊接缺陷（如未焊透和焊接裂纹）、残余不连续性、焊接缺陷（如未焊透和焊接裂纹）、残余应力和残余变形等。接头形状的不连续性，如焊缝的应力和残余变形等。接头形状的不连续性，如焊缝的余高和施焊过程中可能造成的接头错边等，都是应力余高和施焊过程中可能造成的接头错边等，都是应力

32、集中的根源。集中的根源。焊接接头焊接接头是组成焊接是组成焊接结构的关键元件，它结构的关键元件，它的性能与焊接结构的的性能与焊接结构的性能和安全有着直接性能和安全有着直接的关系。因此，不断的关系。因此，不断提高焊接接头的质量，提高焊接接头的质量，是保证安全可靠的重是保证安全可靠的重要方面。要方面。 材质方面材质方面影响焊接接头性能的因素主要有焊接热循环所引起的组织变化、焊接材料引起的焊缝化学成分的变化、焊后热处理所引起的组织变化以及矫正变形引起的加工硬化等。图7-10 影响焊接接头性能的主要因素7.4.2焊缝的基本形式 焊缝是构成焊接接头的主体部分，有对接焊缝和角焊缝两种基本形式。图图7-11

33、7-11 对接焊缝的典型坡口式对接焊缝的典型坡口式 a a） =13mm b=13mm b） =38mm=38mm c c） =326mm d=326mm d） =2060mm=2060mm e e） =1260mm f=1260mm f） 12mm12mm 对接焊缝的焊接接头可采用卷边、平对对接焊缝的焊接接头可采用卷边、平对接或加工成接或加工成Y Y 形、形、U U形、双形、双Y Y形、形、K K形等形等坡口，如图坡口，如图7-117-11所示。坡口是根据设计或工所示。坡口是根据设计或工艺需要，在工件的待焊部位加工成一定几何艺需要，在工件的待焊部位加工成一定几何形状并经装配后构成的沟槽。用机

34、械、火焰形状并经装配后构成的沟槽。用机械、火焰或电弧加工坡口的过程成为开坡口。各种坡或电弧加工坡口的过程成为开坡口。各种坡口尺寸可根据国家标准（口尺寸可根据国家标准（GB/T985-1998GB/T985-1998和和GB/T986-1988GB/T986-1988）或根据具体情况确定。）或根据具体情况确定。（1 1）对接焊缝）对接焊缝 2 2）降低焊接材料的消耗量）降低焊接材料的消耗量 对于同样厚度的焊接对于同样厚度的焊接接头，采用双接头，采用双Y Y形坡口比单形坡口比单Y Y形坡口能节省较多的焊形坡口能节省较多的焊接材料、电能时。构件越厚，节省得越多，成本越接材料、电能时。构件越厚，节省得

35、越多，成本越低。低。 1 1）可焊到性或便于施焊）可焊到性或便于施焊 这是选择坡口形式的重这是选择坡口形式的重要依据之一，也是保证焊接质量的前提。一般而言，要依据之一，也是保证焊接质量的前提。一般而言，要根据构件能否翻转，翻转难易，或内外两侧的焊接要根据构件能否翻转，翻转难易，或内外两侧的焊接条件而定。对不能翻转和内径较小的容器、转子及轴条件而定。对不能翻转和内径较小的容器、转子及轴类的对接焊缝，为了避免大量的仰类的对接焊缝，为了避免大量的仰焊或不便从内侧施焊，宜采用焊或不便从内侧施焊，宜采用Y Y形或形或U U形坡口。形坡口。 开坡口的目的开坡口的目的是为保证电弧能深入到焊缝根部使其焊透，并

36、获得良好的焊缝成形以及便于清渣。对于合金钢来说，坡口还能起到调节母材金属和填充金属比例的作用。坡口形式的选择取决于板材厚度、焊接方法和工艺过程。通常必须考虑以下几个方面： 3 3）坡口易加工）坡口易加工 V V型和型和Y Y形坡口可用气割或等离子形坡口可用气割或等离子弧切割，亦可用机械切削加工。对于弧切割，亦可用机械切削加工。对于U U形或双形或双U U形坡形坡口，一般需用刨边机加工。在圆筒体上应尽量少开口，一般需用刨边机加工。在圆筒体上应尽量少开U U形坡口，因其加工困难。形坡口，因其加工困难。 4 4）减少或控制焊接变形）减少或控制焊接变形 采用不适当的坡口形状采用不适当的坡口形状容易产生

37、较大的变形。如平板对接的容易产生较大的变形。如平板对接的Y Y形坡口，其角形坡口，其角变形就大于双变形就大于双Y Y形坡口，因此，如果坡口形式合理，形坡口，因此，如果坡口形式合理，工艺正确，可以有效地减少或控制焊接变形。工艺正确，可以有效地减少或控制焊接变形。 上面只是列举了选择坡口的一般规则，具体选择时，则需要根据具体情况综合考虑。例如：从节约从节约焊接材焊接材料出发，料出发，U U形坡形坡口较口较Y Y形坡口形坡口好，但好，但加工费加工费用高；用高；双面坡口明显双面坡口明显地优于单面坡地优于单面坡口，同时焊接口，同时焊接变形小。双面变形小。双面坡口焊接时需坡口焊接时需要翻转焊件，要翻转焊件

38、，增加了辅助工增加了辅助工时，所以在板时，所以在板厚小于厚小于25mm25mm时，时，一般采用一般采用Y Y形形坡口。坡口。受力大受力大而要求而要求焊接变焊接变形小的形小的部位应部位应采用采用U U形形坡口。坡口。利用焊条电弧利用焊条电弧焊接焊接4mm4mm以以下的钢板时，下的钢板时，选用选用形坡口形坡口可得到优质焊可得到优质焊缝；用埋弧焊缝；用埋弧焊焊接焊接12mm12mm以下的钢板，以下的钢板，采用采用形坡口形坡口能焊透。能焊透。 坡口角度的大小与板厚和焊接方法有关，其作用是使电弧能深入根部使根部焊透。坡口角度越大，焊缝金属越多，焊接变形也会增大。 焊前在接头根部之间预留的空隙称为根部间隙

39、，采用根部间隙是为了保证焊缝根部能焊透。一般情况下，坡口角度小，需要同时增加根部间隙；而根部间隙较大时，又容易烧穿，为此，需要采用钝边防止烧穿。根部间隙过大时，还需要加垫板。角焊缝按其截面形状可分为平角焊缝、凹角焊缝、凸角焊缝和不等腰角焊缝四种，如图7-12所示，应用最多的是截面为直角等腰的角焊缝。 为了提高焊接效率、节约焊接材料、减小焊接变形，当板厚大于13mm时，可以采用开坡口的角焊缝。（2 2）角焊缝）角焊缝图图7-12 7-12 角焊缝截面形状及其计算断面角焊缝截面形状及其计算断面a a）平角焊缝）平角焊缝 b b）凹角焊缝）凹角焊缝 c c）凸角焊缝）凸角焊缝 d d）不等腰角焊缝）

40、不等腰角焊缝 焊接接头的基本形式有四种：对接接头、搭接接头、T形接头和角接接头（见图7-13）。选用接头形式时，应该熟悉各种接头的优缺点。图图7-13 7-13 焊接接头的基本形焊接接头的基本形a a）对接接头）对接接头 b b）搭接接头）搭接接头c c）T T形接头形接头 d d）角接接头）角接接头7.4.3焊接接头的基本形式 两焊件表面构成大于或等于135、小于或等180夹角，即两板件相对端面焊接而形成的接头叫做对接接头。 （1 1）对接接头）对接接头图图7-14 7-14 斜缝对接接头斜缝对接接头 图图7-15 7-15 开槽焊搭接接头开槽焊搭接接头 图图7-16 7-16 塞焊接头塞焊

41、接头（2 2）搭接接头）搭接接头 锯齿缝搭接接头形式见图7-17，这是单面搭接接头的一种形式。直缝单面搭接接头的强度和刚度比双面搭接接头低得多，所以只能用在受力很小的次要部位。对背面不能施焊的接头，可用锯齿形焊缝搭接，这样能提高焊接接头的强度和刚度。若在背面施焊困难，用这种接头形式比较合理。图图7-17 7-17 锯齿缝搭接接头锯齿缝搭接接头 T形接头是将相互垂直的被连接件，用角焊缝连接起来的接头，此接头一个焊件的端面与另一焊件的表面构成直角或近似直角，见图7-18。这种接头是典型的电弧焊接头，能承受各种方向的力和力矩，见图7-19。这类接头应避免采用单面角焊接，因为这种接头的根部有很深的缺口

42、，其承载能力低（见图7-18a），对较厚的钢板，可采用K形坡口（见图7-18b），根据受力状况决定是否需焊透。对要求完全焊透的T形接头，采用单边V形坡口（见图7-18c）从一面焊，焊后的背面清根焊满，比采用K形坡口施焊可靠。 图图7-18 T7-18 T形（十字）接头形（十字）接头 图图7-19 T7-19 T形接头的承载能力形接头的承载能力（3 3）T T形接头形接头 角接接头多用于箱形构件，常用的形式见图7-20。其中图7-20a）是最简单的角接接头，但承载能力差；图7-20b）采用双面焊缝从内部加强角接接头，承载能力较大，但通常不用；图7-20c）和图7-20d）开坡口易焊透，有较高的强

43、度，而且在外观上具有良好的棱角，但应注意层状撕裂问题；图7-20e）、f）易装配，省工时，是最经济的角接接头；图7-20g）是保证接头具有准确直角的角接接头，并且刚度高，但角钢厚度应大于板厚；图7-20h）是最不合理的角接接头，焊缝多且不易施焊。图图7-20 7-20 角接接头形式角接接头形式（4 4）角接接头）角接接头两板件端面构成两板件端面构成3013530135夹角的接头称做角接接头。夹角的接头称做角接接头。 焊接图是焊接施工所用的工程图样。要看懂施工图，就必须了解各焊接结构中焊缝符号及其标注方法。如图7-21所示是支座的焊接图，其中多处标注有焊缝符号，用来说明焊接结构在加工制作时的基本

44、要求。 焊缝符号是把图样上用技术制图方法表示的焊缝基本形式和尺寸采用一些符号来表示的方法。焊缝符号可以表示出：焊缝的位置；焊缝横截面形状（坡口形状）及坡口尺寸：焊缝表面形状特征；焊缝某些特征或其他要求。图图7-21 7-21 支座焊接图支座焊接图7.4.4焊缝符号焊缝符号第第7 7章章 钢结构的焊接连接材料钢结构的焊接连接材料 1）基本符号 表示焊缝端面（坡口）形状的符号，见表7-26 2）辅助符号 表示焊缝表面形状特征的符号，见表7-27。当不需要确切说明焊缝的表面形状时，可以不用辅助符号。 3）补充符号 为了补充说明焊缝某些特征而采用的符号，见表7-28。 4）焊缝尺寸符号 用来代表焊缝的

45、尺寸要求，表7-29所示为常用的焊缝尺寸符号。当需要注明尺寸要求时才标注。图7-22所示为焊缝尺寸符号及数据的标注位置。（1 1）焊缝符号的组成）焊缝符号的组成 焊缝符号一般由基本符号和指引线组成，必要时可焊缝符号一般由基本符号和指引线组成，必要时可以加上辅助符号、补充符号和焊缝尺寸及数据。以加上辅助符号、补充符号和焊缝尺寸及数据。5）指引线由箭头线和基准线组成，箭头指向焊缝处，基准线由两条互相平行的细实线和虚线组成，如图7-23所示。当需要说明焊接方法时，可以在基准线末端增加尾部符号。常用的焊接方法表示代号见表7-30。图7-22 焊缝尺寸符号及数据的标准位置 图7-23 指引线的画法表表7

46、-30 7-30 焊接方法表示代号焊接方法表示代号焊接方法代号焊接方法代号电弧焊1电阻焊2焊条电弧焊111点焊21埋弧焊12缝焊22熔化极惰性气体保护焊131闪光焊24钨极惰性气体保护焊141气焊3压焊4氧-乙炔焊311超声波焊41氧-丙烷焊12磨擦焊42其他焊接方法7扩散焊45激光焊751爆炸焊441电子束焊76 1）根据箭头的指引方向了解焊缝在焊件上的位置。 2）看图样上的焊件的结构形式（即组焊焊件的相对位置） 识别出接头形式。 3）通过基本符号可以识别焊缝形式（即坡口形式）、基本符号上下标有坡口角度及装配间隙。 4）通过基准线的尾部标注可以了解采用的焊接方法、对焊接的质量要求以及无损检验

47、要求。 （2 2）识别焊缝符号的基本方法）识别焊缝符号的基本方法 如图如图7-247-24所示的焊缝符号，表达的含义为：焊缝坡口采所示的焊缝符号，表达的含义为：焊缝坡口采用带钝边的用带钝边的V V形坡口，坡口间隙为形坡口，坡口间隙为2mm2mm，钝边高为钝边高为3mm3mm，坡口角度为，坡口角度为6060，采，采用焊条电弧焊焊接，反面封底焊，反用焊条电弧焊焊接，反面封底焊，反面焊缝要求打磨平整。面焊缝要求打磨平整。（3 3）焊缝符号应用实例）焊缝符号应用实例图图7-24 7-24 焊缝代号表示示例焊缝代号表示示例7.5 焊接缺陷7.5.1焊接缺陷的定义及分类焊接缺陷的定义及分类（1 1）按国家

48、标准分）按国家标准分 根据根据GB6417.1-2005GB6417.1-2005金属熔化焊焊金属熔化焊焊缝缺陷分类及说明缝缺陷分类及说明，可将熔焊缺陷分为以下六类。，可将熔焊缺陷分为以下六类。 第一类第一类 裂纹裂纹 第二类第二类 孔穴孔穴 第三类第三类 固体夹杂固体夹杂 第四类第四类 未熔合及未焊透未熔合及未焊透 第五类第五类 形状和尺寸不良形状和尺寸不良 第六类第六类 其他缺陷其他缺陷 以上六类缺陷的具体名称见表以上六类缺陷的具体名称见表7-317-31。（2 2）按表观上分）按表观上分 分为成型缺陷、接合缺陷和性能缺陷。见表分为成型缺陷、接合缺陷和性能缺陷。见表7-327-32（3 3

49、）按主要成因分）按主要成因分 分为构造缺陷、工艺缺陷和冶金缺陷。分为构造缺陷、工艺缺陷和冶金缺陷。见表见表7-337-33（4 4）按影响断裂的机制分）按影响断裂的机制分 可分为平面缺陷（裂纹、未熔可分为平面缺陷（裂纹、未熔合和线状夹渣等）和体积型缺陷（气孔和圆形夹渣等）两大合和线状夹渣等）和体积型缺陷（气孔和圆形夹渣等）两大类。类。表表7-33 7-33 按主要成因分类的焊接缺陷按主要成因分类的焊接缺陷分 类名 称构造缺陷构造不连续、缺口效应、焊缝布置不良引起的应力与变形、错边工艺缺陷咬边、焊瘤、未熔合、未焊透、烧穿、未焊满、凹坑、夹渣、电弧擦伤、成形不良、余高过大、焊脚尺寸不合适。冶金缺陷

50、裂纹、气孔、夹杂物、性能恶化。图图图图7-25 7-25 各种裂纹的外观形貌各种裂纹的外观形貌各种裂纹的外观形貌各种裂纹的外观形貌1-1-热影响区裂纹；热影响区裂纹；热影响区裂纹；热影响区裂纹；2-2-纵向裂纹；纵向裂纹；纵向裂纹；纵向裂纹；3-3-间断裂纹间断裂纹间断裂纹间断裂纹4-4-弧坑裂纹；弧坑裂纹；弧坑裂纹；弧坑裂纹；5-5-横向裂纹；横向裂纹；横向裂纹；横向裂纹；6-6-枝状裂纹；枝状裂纹；枝状裂纹；枝状裂纹；7-7-放射状裂纹放射状裂纹放射状裂纹放射状裂纹 对焊接缺陷进行分析，主要是为了找出缺陷产生的原因，从而在材料、工艺、结构、设备等方面采取有效措施，以防止缺陷的产生。7.5.

51、2焊接缺陷的特征及分布（1 1）焊接裂纹）焊接裂纹 在焊接应力及其它致脆因素共同作用在焊接应力及其它致脆因素共同作用下，焊接接头中局部地区金属原子结合力遭到破坏而形下，焊接接头中局部地区金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面所产生的缝隙，称之为焊接裂纹。它具有尖成的新界面所产生的缝隙，称之为焊接裂纹。它具有尖锐的缺口和长宽比大的特征，是焊接结构（件）中最危锐的缺口和长宽比大的特征，是焊接结构（件）中最危险的缺陷。险的缺陷。1 1）根据国家标准）根据国家标准GB6417.1-2005GB6417.1-2005对焊接裂纹的特对焊接裂纹的特征和分布描述见表征和分布描述见表7-347-34，其外观形貌如

52、图，其外观形貌如图7-257-25所示。所示。表7-34 GB6417.1-2005关于焊接裂纹的特征和分布名 称特 征分 布横向裂纹裂纹长度方向基本上与焊缝轴线相垂直位于焊缝金属中、热影响区中、母材金属中。纵向裂纹裂纹长度方向基本上与焊缝轴线相平行位于焊缝金属中、熔合线上、热影响区中、母材金属中。弧坑裂纹形貌有横向、纵向或星形状位于焊缝收弧弧坑处放射状裂纹具有某一公共点向四周放射的裂纹位于焊缝金属中、热影响区中、母材金属中。枝状裂纹由某一公共裂纹派生的一组裂纹，形貌呈树枝状间断裂纹裂纹呈断续状态微观裂纹在显微镜下才能观察到 热裂纹热裂纹 在固相线附近的高温区形成的裂纹称为热裂在固相线附近的高

53、温区形成的裂纹称为热裂纹。热裂纹主要发生在晶界处。纹。热裂纹主要发生在晶界处。 冷裂纹冷裂纹 焊接接头冷却到焊接接头冷却到MsMs温度以下时形成的裂纹称温度以下时形成的裂纹称为冷裂纹。其特点是表面光亮，无氧化特征。冷裂纹主要发为冷裂纹。其特点是表面光亮，无氧化特征。冷裂纹主要发生在焊接热影响区，对某些合金成分多的高强度钢来说，也生在焊接热影响区，对某些合金成分多的高强度钢来说，也可能发生在焊缝金属中。常见的冷裂纹可分为氢致裂纹、淬可能发生在焊缝金属中。常见的冷裂纹可分为氢致裂纹、淬火裂纹和层状撕裂。其特征分布见表火裂纹和层状撕裂。其特征分布见表7-357-35。 再热裂纹再热裂纹 工件焊接后，

54、若再次被加热（如消除应工件焊接后，若再次被加热（如消除应力热处理、多层焊或使用过程中被加热）到一定的温度而力热处理、多层焊或使用过程中被加热）到一定的温度而产生的裂纹称为再热裂纹。产生的裂纹称为再热裂纹。 2 2）按裂纹的形成温度来分）按裂纹的形成温度来分 按裂纹的形成温度不按裂纹的形成温度不同可分为热裂纹、冷裂纹和再热裂纹三种。同可分为热裂纹、冷裂纹和再热裂纹三种。 孔穴分为气孔和缩孔。 （2）孔穴1)气孔 熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴称为气孔。GB6417.1-2005将气孔分为7种 球形气孔 形状近似球形的单个气孔称为球形气孔。 均布气孔 大量气孔比较均匀的分布在整

55、个焊缝金属中，如图7-31所示。图7-30 焊接接头中的焊根裂纹a）焊缝内的焊根裂纹 b）热影响区的焊根裂纹 局部密集气孔局部密集气孔 在焊缝金属局部区域中存在的密集在焊缝金属局部区域中存在的密集气孔群，如图气孔群，如图7-327-32所示。所示。 链状气孔链状气孔 与焊缝轴线平行的一串气孔，如图与焊缝轴线平行的一串气孔，如图7-337-33所示。所示。 条形气孔条形气孔 长度与焊缝轴线平行的非球形长气孔，长度与焊缝轴线平行的非球形长气孔，如图如图7-347-34所示。所示。 虫形气孔虫形气孔 因气体逸出而在焊缝金属中产生的一种因气体逸出而在焊缝金属中产生的一种管状气孔穴，其形状和位置由凝固方

56、式和气体的来源所决管状气孔穴，其形状和位置由凝固方式和气体的来源所决定。通常这种气孔成串聚集并呈人字形状。有些虫形气孔定。通常这种气孔成串聚集并呈人字形状。有些虫形气孔可能暴露在焊缝表面上，如图可能暴露在焊缝表面上，如图7-357-35所示。所示。 表面气孔表面气孔 裸露在焊缝表面的气孔称为表面气孔。裸露在焊缝表面的气孔称为表面气孔。图图7-31 7-31 均布气孔的分布形态图均布气孔的分布形态图 7-32 7-32 局部密集气孔局部密集气孔 结结晶晶缩缩孔孔 结结晶晶缩缩孔孔是是焊焊后后冷冷却却过过程程中中，在在焊焊缝缝中中心心形形成成的的长长条条形形收收缩缩孔孔穴穴，其其中中可可能能有有残

57、残留留气气体体。这这种种通通常常在在垂垂直直于于焊焊缝缝表表面面的的方方向向上上出出现现，如如图图7-367-36所示。所示。 微微缩缩孔孔 微微缩缩孔孔是是在在显显微微镜镜下下才才能能观观察察到到的的缩缩孔。孔。 枝枝晶晶间间微微缩缩孔孔 它它是是在在显显微微镜镜下下观观察察到到的的枝枝晶晶微缩孔。微缩孔。 弧弧坑坑缩缩孔孔 弧弧坑坑缩缩孔孔是是指指焊焊道道末末端端弧弧坑坑中中的的凹凹陷陷。这这种种凹凹陷陷在在后后续续焊焊道道焊焊接接之之前前或或在在施施焊焊后后续续焊焊道时未被消除，如图道时未被消除，如图7-377-37所示。所示。2 2）缩孔）缩孔 因熔化金属在凝固过程中收缩而产生的、残留

58、在熔池因熔化金属在凝固过程中收缩而产生的、残留在熔池中心部位的孔穴称为缩孔。中心部位的孔穴称为缩孔。GB6417.1-2005GB6417.1-2005将缩孔分为将缩孔分为4 4种。种。图7-33 链状气孔图7-34 条形气孔a)b)图7-35 虫形气孔a) 对接焊缝 b)角接焊缝图7-36 结晶缩孔图图7-33 7-33 链状气孔链状气孔 图图7-34 7-34 条形气孔条形气孔 a)a) 图图7-35 7-35 虫形气孔虫形气孔 a) a) 对接焊缝对接焊缝 b)b)角接焊缝角接焊缝 图图7-36 7-36 结晶缩孔结晶缩孔 1）夹渣 焊后残留在焊缝中的熔渣称为夹渣。其形状比较复杂，一般呈

59、线状、长条状、颗粒状及其它形式。主要发生在坡口边缘和每层焊道之间圆滑过渡的部位，在焊道形状发生突变或存在深沟的部位也容易产生夹渣，如图7-38所示。在横焊、立焊或仰焊时产生的夹渣比平焊多。 图图7-37 7-37 弧坑缩孔弧坑缩孔 图图7-38 7-38 焊缝中的夹渣焊缝中的夹渣 a)a)线状夹渣线状夹渣 b) b) 孤立夹渣孤立夹渣 b)b)其他形式的夹渣其他形式的夹渣（3 3）固体夹杂）固体夹杂在焊缝金属中残留的固体杂物称为固体夹杂，它包括在焊缝金属中残留的固体杂物称为固体夹杂，它包括以下几类。以下几类。 2）焊剂夹渣 残留在焊缝金属中的焊剂渣，一般呈线状、长条状、颗粒状及其它形式。 3）

60、氧化物夹杂 这类夹杂是由于凝固时残留在焊缝金属中的金属氧化物所造成的。 4）皱褶 在某些情况下，特别是铝合金焊接时，因焊接熔池保护不善和紊流的双重影响而产生大量的氧化膜所引起的。 5）金属夹杂 来自外部的金属颗粒残留在焊缝金属中所引起的夹杂即金属夹杂。这种金属颗粒可能是钨（称之为夹钨）、铜或其他金属。 1）未熔合 在焊缝金属和母材之间或焊道金属与焊道金属之间未完全熔化结合的部分称为未熔合。常出现在坡口的侧壁、多层焊的层间及焊缝的根部。这种缺陷有时间隙很大，与熔渣难以区别。有时虽然结合紧密但未焊合，往往从其末端产生裂纹。未熔合有以下几种形式：侧壁未熔合、层间未熔合和焊根未熔合，如图7-39所示。

61、 2）未焊透 焊接时，母材金属之间未被电弧熔合而留下的空隙称为未焊透。出现在单面焊的坡口根部、双面焊的坡口钝边之间，如图7-40所示。未焊透会造成较大的应力集中，往往从其末端产生裂纹。（4 4）未熔合及未焊透未熔合及未焊透 图图7-39 7-39 未熔合未熔合 图图7-40 7-40 未焊透未焊透 a a）侧壁未熔合）侧壁未熔合 b b）层间未熔合）层间未熔合 a a）单面焊未焊透）单面焊未焊透 c c）焊根未熔合）焊根未熔合 b b）双面焊未焊透）双面焊未焊透1）咬边由于焊接参数选择不当，或操作工艺不正确，沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷称为咬边，如图7-41所示。（5 5）形状和尺寸不良）

62、形状和尺寸不良图图7-41 7-41 咬边咬边a a）角焊缝咬边）角焊缝咬边 b b）对接焊缝咬边）对接焊缝咬边 形状和尺寸不良是指焊缝的外表面形状或接头的形状和尺寸不良是指焊缝的外表面形状或接头的几何形状不良或与原设计的几何形状出现了偏差。在几何形状不良或与原设计的几何形状出现了偏差。在旧标准中此类缺陷称之为形状缺陷。旧标准中此类缺陷称之为形状缺陷。 2）焊瘤 焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上所形成的金属瘤称为焊瘤。焊瘤存在于焊缝表面，在其下面往往伴随着未熔合、未焊透等缺陷。由于焊缝填充金属的堆积，使焊缝的几形状发生变化而造成应力集中如图7-42所示。图图7-42 7-42

63、焊瘤焊瘤a a）角焊缝焊瘤）角焊缝焊瘤 b b）对接焊缝焊瘤）对接焊缝焊瘤 c c）根部焊瘤）根部焊瘤 3）烧穿和下塌 焊接过程中，熔化金属自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷叫烧穿。烧穿容易发生在第一道焊道及薄板对接焊缝或管子对接焊缝中。在烧穿的周围常有气孔、夹渣、焊瘤及未焊透等缺陷，如图7-43a）所示。 穿过单层焊缝根部，或在多层焊接接头中穿过前道熔敷金属塌落的过量焊缝金属称为下塌如图7-43b）所示。图图7-43 7-43 烧穿和下塌烧穿和下塌a a）烧穿）烧穿 b b）下塌）下塌4）错边和角变形由于两个焊件没有对正而造成板的中心线平行偏差称为错边，如图7-44a）所示。当两个焊件没有对正而

64、造成它们的表面不平行或不成预定的角度称为角变形如图7-44b）、c）所示。5）焊缝尺寸、形状不合要求焊缝的尺寸缺陷是指焊缝的几何尺寸不符合标准的规定，如图7-45所示。焊缝形状缺陷是指焊缝外观质量粗糙、鱼鳞波高低、宽窄发生突变，焊缝与母材非圆滑过渡等，如图7-46所示。a）b）c）图7-44 错边与角变形a）错边 b）角焊时的变形 c）V形坡口的焊后变形图7-45 角焊缝尺寸的缺陷a）焊角尺寸K1、K2偏小 b）焊角尺寸K1偏小、K2偏大a）b）c）图7-46 焊缝形状缺陷a）焊缝宽度不一致 b）角焊缝凸度过大 c）焊缝高度突变 1）电弧擦伤 在焊缝坡口外部引弧时产生于母材金属表面上的局部损伤

65、，如图7-47所示。如果在坡口外随意引弧，有可能形成弧坑而产生裂纹，又很容易被忽视、漏检，导致事故发生。 2）飞溅 熔焊过程中，熔化的金属颗粒和熔渣向周围飞散的现象称为飞溅。不同药皮成分的焊条具有不同的飞溅损失，图7-48为飞溅较严重的情形。（6 6）其他缺陷）其他缺陷图图7-47 7-47 电弧擦伤电弧擦伤 图图7-48 7-48 飞溅飞溅 焊接缺陷对质量的影响，主要是对结构负载强度和耐腐蚀性能的影响。由于缺陷的存在减小了结构承载的有效截面积，更主要的是在缺陷周围产生了应力集中。因此，焊接缺陷对结构的静载强度、疲劳强度、脆性断裂以及抗应力腐蚀开裂都有重大的影响。由于各类缺陷的形态不同，所产生

66、的应力集中程度也不同，因而对结构的危害程度也各不一样。7.5.3焊接缺陷的对质量的影响 （1 1）焊接缺陷引起的应力集中）焊接缺陷引起的应力集中 焊缝中的气孔一般呈单个球状或条虫形，因此气孔周围焊缝中的气孔一般呈单个球状或条虫形，因此气孔周围应力集中并不严重。而焊接接头中的裂纹常常呈扁平状，如应力集中并不严重。而焊接接头中的裂纹常常呈扁平状，如果加载方向垂直于裂纹的平面，则裂纹两端会引起严重的应果加载方向垂直于裂纹的平面，则裂纹两端会引起严重的应力集中。焊缝中的夹杂物具有不同的形状和包含不同的材料，力集中。焊缝中的夹杂物具有不同的形状和包含不同的材料，但其周围的应力集中于空穴相似。若焊缝中存在

67、着密但其周围的应力集中于空穴相似。若焊缝中存在着密集气孔或夹渣时，在负载作用下，如果出现气孔间或夹渣间集气孔或夹渣时，在负载作用下，如果出现气孔间或夹渣间的联通（即产生豁口），则将导致应力区的扩大和应力值的的联通（即产生豁口），则将导致应力区的扩大和应力值的上升。上升。 此外，对于焊缝的形状不良、角焊缝的凸度过大及错边、角变形等焊接接头的外部缺陷，也都会引起应力集中或者产生附加的应力。 （2）焊接缺陷对静载强度的影响 试验表明：圆形缺陷所引起的强度降低与缺陷造成的承载截面的减小成正比。 若焊缝中出现成串或密集气孔时，由于气孔的截面较大，同时还可能伴随着焊缝力学性能的下降（如氧化等）使强度明显的

68、降低。因此，成串气孔要比单个气孔危险得多。夹渣对强度的影响与其形状和尺寸有关。单个小球状夹渣并不比同样尺寸和形状的气孔危害大，当夹渣呈连续的细条状且排列方向垂直于受力方向时，是比较危险的。裂纹、未熔合和未焊透比气孔和夹渣的危害大，它们不仅降低了结构的有效承载截面积，而且更重要的是产生了应力集中，有诱发脆性断裂的可能。尤其是裂纹，在其尖端存在着缺口效应，容易出现三向应力状态，会导致裂纹的失稳和扩展，以致造成整个结构的断裂，所以裂纹是焊接结构中最危险的缺陷。（3）焊接缺陷对脆性断裂的影响脆断是一种低应力下的破坏，而且具有突发性，事先难以发现和加以预防，故危害最大。一般认为，结构中缺陷造成的应力集中

69、越严重，脆性断裂的危险性越大。如上所述，裂纹对脆性断裂的影响最大，其影响程度不仅与裂纹的尺寸、形状有关，而且与其所在的位置有关。如果裂纹位于高值拉应力区就容易引起低应力破坏；若位于结构的应力集中区，则更危险。此外，错边和角变形能引起附加的弯曲应力，对结构的脆性破坏也有影响，并且角变形越大，破坏应力越低。（4）焊接缺陷对疲劳强度的影响缺陷对疲劳强度的影响比静载强度大得多。例如，气孔引起的承载截面减小10%时，疲劳强度的下降可达50%。 焊缝内的平面型缺陷（如裂纹、未熔合、未焊透）由于应力集中系数较大，因而对疲劳强度的影响较大。含裂纹的结构与占同样面积的气孔的结构相比，前者的疲劳强度比后者降低15

70、%。对未焊透来讲，随着其面积的增加疲劳强度明显下降。而且，这类平面型缺陷对疲劳强度的影响与负载的方向有关。 焊缝内部的球状夹渣、气孔，当其面积较小、数量较少时，对疲劳强度的影响不大，但当夹渣形成尖锐的边缘时，则对疲劳强度的影响十分明显。 咬边对疲劳强度影响比气孔、夹渣大得多。带咬边的接头在106次循环的疲劳强度大约为致密接头的40%，其影响程度也与负载方向有关。此外，焊缝的成型不良、焊趾区、焊根的未焊透、错边和角变形等外部缺陷都会引起应力集中，很易产生疲劳裂纹而造成疲劳破坏。通常疲劳裂纹是从表面引发的，因此当缺陷露出表面或接近表面时，其疲劳强度的下降要比缺陷埋藏在内部的明显得多。（5）焊接缺陷

71、对应力腐蚀开裂的影响通常应力腐蚀开裂总是从表面开始。如果焊缝表面有缺陷，则裂纹很快在那里形核。因此，焊缝的表面粗糙度、结构上的死角、拐角、缺口、缝隙等都对应力腐蚀有很大影响。这些外部缺陷使浸入的介质局部浓缩，加快了电化学过程的进行和阳极溶解，为应力腐蚀裂纹的成长提供了方便。前面已经指出，应力集中对疲劳强度有重大影响。同样地，应力集中对腐蚀疲劳也有很大影响。焊接接头的腐蚀疲劳破坏，大多是从焊趾处开始，然后扩展，穿透整个截面导致结构的破坏。因此，改善焊趾处的应力集中程度能大大提高接头的抗腐蚀疲劳的能力。 当焊接结构（件）中的焊接缺陷被检测出来后，除对它进行评定并做出处理外，还有一项更为重要的工作，

72、即对该缺陷产生的原因进行分析。找出产生该缺陷的真正原因，从而“对症下药”，以减少或防止此类缺陷的产生。 产生焊接缺陷的过程是十分复杂的，既有冶金的原因，又有应力和变形的作用。产生焊接缺陷的原因也是多方面的，对于不同的缺陷而言，影响因素也不相同。归纳起来有材料因素、结构因素和工艺因素三方面，表7-36对钢材熔焊产生的焊接缺陷进行了较为全面的分析。7.5.4焊接缺陷产生原因及防止措施表7-36 熔焊焊接接头中常见缺陷的名称类别名称材料因素结构因素工艺因素 热 裂 纹结晶裂纹1、焊缝金属中合金元素含量高2、焊缝中P、S、C、Ni含量高3、焊缝中的Mn/S比例不合适1、焊缝附近的刚度较大（如大厚度、高

73、拘束度的构件）2、接头形式不合适，如熔深较大的对接接头和各种角焊缝（包括搭接接头、丁字接头和外角接焊缝）抗裂性差3、接头附近应力集中（如密集、交叉的焊缝）1、焊接线能量过大，使近缝区的过热倾向增加，晶粒长大，引起结晶裂纹2、熔深与熔宽比过大3、焊接顺序不合适，焊缝不能自由收缩液化裂纹母材中S、P、B、Si含量较多1、焊缝附近刚度较大，如大厚度、高拘束度的构件2、接头附近的应力集中（如密集、交叉的焊缝）1、线能量过大，使过热区晶粒粗大，晶界熔化严重2、熔池形状不合适，凹度过大高温失塑裂纹线能量过大，是温度过高，容易产生裂纹续表7-36 熔焊焊接接头中常见缺陷的名称 冷 裂 纹氢致裂纹1、钢中C和

74、合金元素增高使淬硬倾向增加2、焊接材料中氢含量较高1、焊缝附近刚度较大，如大厚度、高拘束度的构件2、焊缝布置在应力集中区3、坡口形式不合适（如V形坡口拘束应力较大）1、接头熔合区附近的冷却时间（800500）小于出现铁素体800500临界冷却时间，线能量过小2、未使用低氢焊条3、焊接材料未烘干，焊口及工件表面有水分、油污及铁锈4、焊后未进行保温处理液化裂纹1、钢中C和合金元素增高使淬硬倾向增加2、对于多组元合金的马氏体钢，焊缝中出现块状铁素体1、对冷裂倾向较大的材料，其预热温度未做相应的提高2、焊后未进行高温回火3、焊条选择不合适层状撕裂1、焊缝中出现片状夹杂物（如硫化物、硅酸盐和氧化铝等）2

75、、母材基体组织硬脆或产生时效脆化3、钢中含硫量较多1、接头设计不合理、拘束应力过大（如T形填角焊、角接头和贯通接头）2、拉应力沿板厚方向作用1、线能量过大，使拘束应力增加2、预热温度较低3、由于焊根裂纹的存在导致层状撕裂的产生类别名称材料因素结构因素工艺因素再热裂纹1、焊接材料的强度过高2、母材中Cr、Mo、V、B、S、P、Cu、Nb、Ti的含量较高3、热影响区粗晶区域的组织未得到改善（未减少和消除马氏体组织）1、结构设计不合理造成应力集中（如对接焊缝和填角焊缝重迭）2、坡口形式不合适导致较大的拘束应力1、回火温度不够，持续时间过长2、焊趾处形成咬边而导致应力集中3、焊接次序不对使焊接应力增加

76、4、焊缝的余高导致近缝区的应力集中续表7-36 熔焊焊接接头中常见缺陷的名称续表7-36 熔焊焊接接头中常见缺陷的名称气 孔1、熔渣的氧化性增大时，由CO引起气孔的倾向增加；当熔渣的还原性增加时，则氢气孔的倾向增加2、焊件或焊接材料不清洁（有铁锈、油类和水分等杂质）3、与焊条、焊剂的成分及保护气体的气氛有关4、焊条偏心，药皮脱落仰焊、横焊易产生气孔1、当电弧功率不变，焊接速度增大时，增加了产生气孔的倾向2、电弧电压太高（即电弧过长）3、焊条、焊剂在使用前未进行烘干4、使用交流电源易产生气孔5、气保焊时，气体流量不合适夹 渣1、焊条和焊剂的脱氧、脱硫效果不好2、渣的流动性差3、在原材料的夹渣中含

77、硫量较高及流的偏析程度较大立焊、仰焊易产生夹渣1、电流大小不合适，熔池搅动不足；2、焊条药皮成块脱落；3、多层焊时层间清渣不够；4、电渣焊时焊接条件突然改变，母材熔深突然减小；5、操作不当未熔合1、焊接电流小或焊接速度快2、坡口或焊道有氧化皮、熔渣及氧化物等高熔点物质3、操作不当未焊透焊条偏心坡口角度太小、钝边太厚、间隙太小1、焊接电流小或焊速太快2、焊条角度不对货运条方法不当3、电弧太长或电弧偏吹形状缺陷咬 边立焊、仰焊时易产生咬边1、焊接电流过大或焊接速度太慢2、在立焊、横焊和角焊时，电弧太长3、焊条角度和摆动不正确或运条不当续表7-36 熔焊焊接接头中常见缺陷的名称类别名称材料因素结构因

78、素工艺因素形状缺陷焊 瘤坡口太小1、焊接规范不当，电压过低，焊速不合适2、焊条角度不对或电极未对准焊缝3、运条不正确烧穿和下塌1、坡口间隙过大2、薄板或管子的焊接易产生烧穿和下塌1、电流过大，焊速过慢2、垫板托力不足错边1、装配不正确2、焊接夹具质量不高角 变 形1、角变形程度与坡口形状有关（如对接焊缝V形坡口的角变形大于X型坡口）2、角变形与板厚有关，板厚为中等时角变形最大，厚板、薄板的角变形最小1、焊接顺序对角变形有影响2、在一定范围内，线能量增加，则角变形也增加3、反变形量未控制好4、焊接夹具质量不高续表7-36 熔焊焊接接头中常见缺陷的名称类别名称材料因素结构因素工艺因素形状缺陷焊缝尺

79、寸、形状不合要求1、熔渣的熔点和粘度太高或太低都会导致焊缝尺寸、形状不合要求2、熔渣的表面张力较大，不能很好的覆盖焊缝表面，使焊缝粗、焊缝高、表面不光滑坡口不合适或装配间隙不均匀焊接规范不合适焊条角度或运条手法不当其它缺陷电弧擦伤1、焊工随意在坡口外引弧2、接地不良或电气接线不好其它缺陷飞 溅1、熔渣的粘度过大2、焊条偏心1、焊接电流增大时，飞溅增大2、电弧过长则飞溅增大3、碱性焊条极性不合适4、焊条药皮水分过多，则飞溅增加5、交流电源比直流电源飞溅大6、焊机动特性、外特性不佳时，则飞溅大续表7-36 熔焊焊接接头中常见缺陷的名称 钢结构焊接常用的检验方法，有破坏性检验和非破坏性检验两种。应针

80、对钢结构的性质和对焊缝质量的要求，选择合理的检验方法。对重要结构或要求焊缝金属强度与被焊金属等强度的对接焊接，必须精确的检验方法。焊缝的质量等级不同，其检验的方法和数量也不相同，可参见表7-37的规定。7.6 钢结构焊接质量检验 钢结构焊接工程的质量必须符合设计文件和国家现钢结构焊接工程的质量必须符合设计文件和国家现行标准的要求。从事钢结构工程焊接施工的焊工，应行标准的要求。从事钢结构工程焊接施工的焊工，应根据所从事钢结构焊接工程的具体类型，按国家现行根据所从事钢结构焊接工程的具体类型，按国家现行行业标准行业标准建筑钢结构焊接技术规程建筑钢结构焊接技术规程JGJ81JGJ81等技术等技术规程的

81、要求对施焊焊工进行考试并取得相应该证书。规程的要求对施焊焊工进行考试并取得相应该证书。7.6.1钢结构焊接常用的检验方法1 1检验方法检验方法 对于不同类型的焊接接头和不同的材料，可以根据图纸要求或有关规定，选择一种或几种检验方法，以确保质量。焊缝质量级别检查方法检查数量备 注一级外观检查全部有疑点时用磁粉复验超声波检查全部X射线检查抽查焊缝长度的2%，至少应有一张底片缺陷超出规范规定时，应加倍透照，如不合格，应100%的透照二级外观检查全部超声波检查抽查焊缝长度的50%有疑点时，用X射线透照复验，如发现有超标缺陷，应用超声波全部检查三级外观检查全部表表7-37 焊缝不同质量级别的检查方法焊缝

82、不同质量级别的检查方法1）钢尺040 mm，读数值1 mm，示值误差0.2 mm。2）坡口角度07 5，读数值5，示值误差3 0。3）焊缝宽03 0mm，读数值l rnm，示值误差0.2 mm。4）焊缝高度02 0mm，读数值1 mm，示值误差0.1 mm。5）型钢、板材、管道间隙15 mm，读数值1 mm，示值误差0.mm。2 2焊接检验工具焊接检验工具 钢结构焊接常用的检验工具是焊接检验尺。它具有多种功钢结构焊接常用的检验工具是焊接检验尺。它具有多种功能，即可以作为一般钢尺使用，也可以作检验工具使用，常用能，即可以作为一般钢尺使用，也可以作检验工具使用，常用它来测量型钢、板材及管道的错口；

83、测量型钢、板材及管道的它来测量型钢、板材及管道的错口；测量型钢、板材及管道的坡口角度；测量型钢、板材及管道的对口间隙；测量焊缝高度；坡口角度；测量型钢、板材及管道的对口间隙；测量焊缝高度；测量角焊缝高度；测量焊缝宽度以及焊接后的平直度等。测量角焊缝高度；测量焊缝宽度以及焊接后的平直度等。（1 1）主要技术数据）主要技术数据焊接检验尺结构见图7-49所示。使用方法详见使用方法详见12.8.212.8.2节。节。（2 2）尺身结构）尺身结构图图图图7-49 7-49 焊接检验尺结构图焊接检验尺结构图焊接检验尺结构图焊接检验尺结构图（1）检查前应根据施工图及说明文件规定的焊缝质量等级要求编制检查方案

84、，由技术负责人批准并报监理工程师备案。检查方案应包括检查批的划分、抽样检查的抽样方法、检查项目、检查方法、检查时机及相应的验收标准等内容。（2）抽样检查时，应符合下列要求：7.6.2焊缝外观检查1 1焊缝质量检查要求焊缝质量检查要求 1 1）焊缝处数的计数方法：工厂制作焊缝长度小于或等）焊缝处数的计数方法：工厂制作焊缝长度小于或等于于l000mml000mm时，每条焊缝为时，每条焊缝为1 1处；长度大于处；长度大于l000mml000mm时，将时，将其划分为每其划分为每300mm300mm为为1 1处；现场安装焊缝每条焊缝为处；现场安装焊缝每条焊缝为1 1处。处。 2 2）可按下列方法确定检查

85、批：）可按下列方法确定检查批： 按焊接部位或接头形式分别组成批；按焊接部位或接头形式分别组成批； （3）抽样检查的焊缝数如不合格率小于2时，该批验收应定为合格；不合格率大于5时，该批验收应定为不合格；不合格率为25时，应加倍抽检，且必须在原不合格部位两侧的焊缝延长线各增加1处，如在所有抽检焊缝中不合格率不大于3时，该批验收应定为合格，大于3时，该批验收应定为不合格。当批量验收不合格时，应对该批余下焊缝的全数进行检查。当检查出1处裂纹缺陷时，应加倍 工厂制作焊缝可以同一工区工厂制作焊缝可以同一工区( (车间车间) )按一定的焊缝数量按一定的焊缝数量组成批；多层框架结构可以每节柱的所有构件组成批；

86、组成批；多层框架结构可以每节柱的所有构件组成批； 现场安装焊缝可以区段组成批；多层框架结构可以每现场安装焊缝可以区段组成批；多层框架结构可以每层层( (节节) )的焊缝组成批。的焊缝组成批。 3 3）批的大小宜为）批的大小宜为300300600600处；处； 4 4）抽样检查除设计指定焊缝外应采用随机取样方式取）抽样检查除设计指定焊缝外应采用随机取样方式取样。样。（1）在焊接过程中、焊缝冷却过程及以后的相当长的一段时间可能产生裂纹。普通碳素钢产生延迟裂纹的可能性很小，因此规定在焊缝冷却到环境温度后即可进行外观检查。低合金结构钢焊缝的延迟时间较长，考虑到工厂存放条件、现场安装进度、工序衔接的限制

87、以及随着时间延长，产生延迟裂纹的几率逐渐减小等因素，以焊接完成24h后外观检查的结果作为验收的论据。抽查，如在加倍抽检焊缝中未检查出其他裂纹缺陷时，该批验抽查，如在加倍抽检焊缝中未检查出其他裂纹缺陷时，该批验收应定为合格，当检查出多处裂纹缺陷或加倍抽查又发现裂纹收应定为合格，当检查出多处裂纹缺陷或加倍抽查又发现裂纹缺陷时，应对该批余下焊缝的全数进行检查。缺陷时，应对该批余下焊缝的全数进行检查。2 2焊缝外观检查焊缝外观检查焊缝外观检验主要是查看焊缝成型是否良好，焊道与焊焊缝外观检验主要是查看焊缝成型是否良好，焊道与焊道过渡是否平滑，焊渣、飞溅物等是否清理干净。检查时，应道过渡是否平滑，焊渣、飞

88、溅物等是否清理干净。检查时，应先将焊缝上的污垢除净后，凭肉眼目视焊缝，必要时用先将焊缝上的污垢除净后，凭肉眼目视焊缝，必要时用5 52020倍的放大镜，看焊缝是否存在咬边、弧坑、焊瘤、夹渣、裂纹、倍的放大镜，看焊缝是否存在咬边、弧坑、焊瘤、夹渣、裂纹、气孔、未焊透等缺陷。气孔、未焊透等缺陷。（2）焊缝金属表面焊波应均匀，不得有裂纹、夹渣、焊瘤、烧穿、弧坑和针状气孔等缺陷，焊接区不得有飞溅物。（3）对焊缝的裂纹还可用硝酸酒精侵蚀检查，即将可疑处漆膜除净、打光，用丙酮洗净，滴上浓度510硝酸酒精(光洁度高时浓度宜低)，有裂纹即会有褐色显示，重要的焊缝还可采用红色渗透液着色探伤。（4）二级、三级焊缝

89、外观质量标准应符合表7-38的规定。（5）对接焊缝及完全熔透组合焊缝尺寸允许偏差符合表7-39的规定。（6）部分焊透组合焊缝和角焊缝外形尺寸允许偏差符合表7-40的规定。表表7-38 7-38 二级、三级焊缝外观质量标准二级、三级焊缝外观质量标准注：表内注：表内t t 为连接处较薄的板厚为连接处较薄的板厚项 目允许偏差缺陷类型二级三级未焊满(指不满足设计要求)0.20.02t，且1.0 mm0.20.04t，且2.0 mm每100.0 mm 焊缝内缺陷总长25.0根部收缩0.20.02t，且1.0，长度不限0.20.04t，且2.0 mm，长度不限咬边0.05t，且0.5 mm；连续长度100

90、mm，且焊缝两侧咬边总长10%焊缝全长0.1t 且1.0 mm，长度不限弧坑裂纹不允许允许存在个别长度5.0 mm的弧坑裂纹电弧擦伤不允许允许存在个别电弧擦伤接头不良缺口深度0.05t，且0.5 mm缺口深度0.1t，且1.0mm每1000mm 焊缝不应超过1 处表面夹渣不允许深0.2t，长0.5t,且20.0 mm表面气孔不允许每50.0 mm焊缝长度内允许直径0.4t，且3.0 mm 的气孔2 个，孔距6 倍孔径表7-39 对接焊缝及完全熔透组合焊缝尺寸允许偏差(mm)序 号项 目图 例允许偏差1对接焊缝余高C一、二级三级B20时03.0B20时04.0B20时04.0B20时05.02对

91、接焊缝错边dd0.15t,且2.0d0.15t，且3.0表表7-40 7-40 部分焊透组合焊缝和角焊缝外形尺寸允许偏差部分焊透组合焊缝和角焊缝外形尺寸允许偏差(mm)(mm)序 号项 目图 例允许偏差1焊脚尺寸hfhf6时01.5hf6时03.02角焊缝余高Chf6时01.5hf6时03.0注：注：注：注：1 1 h hf f8.0mm 8.0mm 的角焊缝其局部焊脚尺寸允许低于设计要求值的角焊缝其局部焊脚尺寸允许低于设计要求值的角焊缝其局部焊脚尺寸允许低于设计要求值的角焊缝其局部焊脚尺寸允许低于设计要求值1.0mm1.0mm，但总长度不得超过焊缝长度，但总长度不得超过焊缝长度，但总长度不得

92、超过焊缝长度，但总长度不得超过焊缝长度10%10%； 2 2 焊接焊接焊接焊接H H 形梁腹板与冀缘板的焊缝两端在其两倍冀缘板宽度范围形梁腹板与冀缘板的焊缝两端在其两倍冀缘板宽度范围形梁腹板与冀缘板的焊缝两端在其两倍冀缘板宽度范围形梁腹板与冀缘板的焊缝两端在其两倍冀缘板宽度范围内，焊缝的焊脚尺寸不得低于设计值。内，焊缝的焊脚尺寸不得低于设计值。内，焊缝的焊脚尺寸不得低于设计值。内，焊缝的焊脚尺寸不得低于设计值。7.6.3焊缝内部缺陷检验焊缝内部缺陷检验根据结构的承载情况不同，现行国家标准钢结构设计规范JGJ81中将焊缝的质量为分三个质量等级，见表7-41。焊缝质量等级一级二级内部缺陷超声波探伤

93、评定等级检验等级B级B级探伤比例100%20%内部缺陷射线探伤评定等级检验等级AB级AB级探伤比例100%20%注：探伤比例的计数方法应按以下原则确定：(1)对工厂制作焊缝，应按每条焊缝计算百分比，且探伤长度应不小于200mm，当焊缝长度不足200mm 时，应对整条焊缝进行探伤；(2)对现场安装焊缝，应按同一类型、同一施焊条件的焊缝条数计 算百分比，探伤长度应不小于200mm，并应不少于1 条焊缝。1 1焊缝的质量等级焊缝的质量等级表表表表7-41 7-41 一、二级焊缝质量等级及缺陷分级一、二级焊缝质量等级及缺陷分级一、二级焊缝质量等级及缺陷分级一、二级焊缝质量等级及缺陷分级无损检测诊断技术

94、是一门新兴的综合性应用学科。它是在不损伤被检测对象的条件下，利用材料内部结构异常或缺陷存在所引起的对热、声、光、电、磁等反应的变化，来探测各种工程材料、零部件、结构件等内部和表面缺陷，并对缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化作出判断和评价。2 2内部缺陷的检测方法内部缺陷的检测方法焊接内部缺陷检验方法与要求见表7-42。焊缝内部缺陷检验方法要求应符合现行的国家标准超声波探伤法全焊透的一二级焊缝钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法GB 11345焊接球节点网架焊缝焊接球节点钢网架焊缝超声波探伤方法及质量分级法JBJ/T 3034.1螺栓球节点网架焊缝焊接球节点钢网架焊缝超声

95、波探伤方法及质量分级法JBJ/T 3034.2圆管T、K、Y形节点相关线焊缝建筑钢结构焊接技术规程JBJ 8 1射线探伤法超声波探伤不能对缺陷作出判断时钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级GB 3323表表7-42 7-42 焊接内部缺陷检验方法焊接内部缺陷检验方法表表7-43 7-43 焊缝无损检测方法比较焊缝无损检测方法比较设备用途优点局限性超声波探伤超声波探伤仪的种类繁多，脉冲反射式超声波探伤仪应用的最为广泛。探测53000mm厚的金属或非金属材料的构件操作程序简单、快速，对各种接头形式的适应性好，对裂纹、未熔合的检测灵敏度高超声波探伤中对缺陷种类和性质的识别较为困难，需借助一定的方法和技

96、术射线探伤X射线检测X射线源(机)和电源，要有和使用射线源相同的设备检测焊缝未焊透、气孔、夹渣，铸件中的缩孔、气孔、疏松、热裂等，并能确定缺陷的位置、大小及种类；功率可调，照相质量高，可永久记录X射线设备一次投资大，不易携带，有放射危险，要有素质高的操作和评片人员，较难发现焊缝裂纹和未熔合缺陌，不适用于锻件和型材射线检测射线探伤仪，底片夹、胶片，射线铅屏蔽，胶片处理设备，底片观察光源，曝光设备以及辐射监控设备等检测焊接不连续性(包括裂纹、气孔、未熔合、未焊透及夹渣)以及腐蚀和装配缺陷。最宜检查厚壁体积型缺陷获得永久记录，可供日后再次检查，源可以定位在诸如钢管和压力容器之类的物体内不安全，要保护

97、被照射的设备，要控制检验源的曝光能级和剂量，对易损耗的辐射源必须定期更换，源输出能量(波长)不能调节，成本高，要有素质高的操作和评片人员1）一级焊缝应进行100的检验，其合格等级应为现行国家标准钢焊缝手工超声波探伤方法及探伤结果分级(GB 113451989)B级检验的级及级以上。2）二级焊缝应进行抽检，抽检比例应不小于20，其合格等级应为现行国家标准钢焊缝手工超声波探伤方法及探伤结果分级(GB113451989)B级检验的级及级以上。3）全焊透的三级焊缝可不进行无损检测。3.3.无损检测要求无损检测要求焊缝无损检测应符合下列规定：焊缝无损检测应符合下列规定：（1 1）无损检测应在外观检查合格

98、后进行。）无损检测应在外观检查合格后进行。（2 2）焊缝无损检测报告签发人员必须持有相应探伤方法的）焊缝无损检测报告签发人员必须持有相应探伤方法的级或级或级以上资格证书。级以上资格证书。（3 3）设计要求全焊透的焊缝，其内部缺陷的检验应符合下列）设计要求全焊透的焊缝，其内部缺陷的检验应符合下列要求：要求：（4）焊接球节点网架焊缝的超声波探伤方法及缺陷分级应符合国家现行标准焊接球节点钢网架焊缝超声波探伤及质量分级法(JG/F3034.21996)的规定。（5）螺栓球节点网架焊缝的超声波探伤方法及缺陷分级应符合国家现行标准螺栓球节点钢网架焊缝超声波探伤及质量分级法(JG/T3034.21996)的

99、规定。（6）圆管T、K、Y节点焊缝的超声波探伤方法及缺陷分级应符合上述3)的规定。（7）设计文件指定进行射线探伤或超声波探伤不能对缺陷性质作出判断时，可采用射线探伤进行检测、验证。1）外观检查发现裂纹时，应对该批中同类焊缝进行100的表面检测；2）外观检查怀疑有裂纹时，应对怀疑的部位进行表面探伤；3）设计图纸规定进行表面探伤时；4）检查员认为有必要时。 （8 8）射线探伤应符合现行国家标准）射线探伤应符合现行国家标准钢熔化焊对接接头射线钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级照相和质量分级(GB 3323(GB 33231987)1987)的规定，射线照相的质的规定，射线照相的质量等级应符合量等级应

100、符合ABAB级的要求。一级焊缝评定合格等级应为级的要求。一级焊缝评定合格等级应为钢熔钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级化焊对接接头射线照相和质量分级(GB 3323(GB 33231987)1987)的的级及级及级以上，二级焊缝评定合格等级应为级以上，二级焊缝评定合格等级应为钢熔化焊对接接钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级头射线照相和质量分级(GB 33231(GB 332311987)1987)的的级及级及级以级以上。上。 （9 9）下列情况之一应进行表面检测：）下列情况之一应进行表面检测：（10）铁磁性材料应采用磁粉探伤进行表面缺陷检测。确因结构原因或材料原因不能使用磁粉探伤时，方可采用渗

101、透探伤。（11）磁粉探伤应符合国家现行标准焊缝磁粉检验方法和缺陷磁痕的分级(JB/T 60611992)的规定，渗透探伤应符合国家现行标准焊缝渗透检验方法和缺陷痕迹的分级(JB/T 60621992)的规定。7.6.4焊缝破坏性检验焊缝破坏性检验（1）焊接接头的拉伸试验拉伸试验不仅可以测定焊接接头的强度和塑性，同时还可以发现焊缝断口处的缺陷，并能验证所用焊材和工艺的正确与否。拉伸试验应按金属拉力试验方法(GB 228一1987)进行。（2）焊接接头的弯曲试验弯曲试验是用来检验焊接接头的塑性，还可以反映出接头各区域的塑性差别，暴露焊接缺陷和考核熔合线的结合质量。弯曲试验应按焊接接头弯曲及压扁试验

102、方法(GB 2653一1989)进行。1.1.力学性能试验力学性能试验 焊接接头的力学性能试验主要包括四种，其试验焊接接头的力学性能试验主要包括四种，其试验内容如下：内容如下：为了保证焊缝在剖面处断开，可预先在焊缝表面沿焊缝方向刻一条沟槽，槽深约为厚度的1/3，然后用拉力机或锤子将试样折断。在折断面上能发现各种内部肉眼可见的焊接缺陷，如气孔、夹渣、未焊透和裂缝等，还可判断断口是韧性破坏还是脆性破坏。焊缝折断面检验具有简单、迅速、易行和不需要特殊仪器和设备的优点，可在生产和安装现场广泛采用。（3 3）焊接接头的冲击试验）焊接接头的冲击试验 冲击试验用以考核焊缝金属和焊接接头的冲击韧性和冲击试验用

103、以考核焊缝金属和焊接接头的冲击韧性和缺口敏感性。冲击试验应按缺口敏感性。冲击试验应按焊接接头冲击试验法焊接接头冲击试验法(GB (GB 26502650一一1989)1989)进行。进行。（4 4）焊接接头的硬度试验）焊接接头的硬度试验 硬度试验可以测定焊缝和热影响区的硬度，还可以间硬度试验可以测定焊缝和热影响区的硬度，还可以间接估算出材料的强度，用以比较出焊接接头各区域的性能差接估算出材料的强度，用以比较出焊接接头各区域的性能差别及热影响区的淬硬倾向。别及热影响区的淬硬倾向。2.2.折断面检验折断面检验焊接金相检验主要是研究、观察焊接热过程所造成的金相组织变化和微观缺陷。金相检验可分为宏观金

104、相检验与微观金相检验。金相检验的方法是在焊接试板(工件)上截取试样，经过打磨、抛光、浸蚀等步骤，然后在金相显微镜下进行观察。必要时可把典型的金相组织摄制成金相照片，以供分析研究。通过金相检验可以了解焊缝结晶的粗细程度、熔池形状及尺寸、焊接接头各区域的缺陷情况。3.3.钻孔检验钻孔检验4.4.金相组织检验金相组织检验 对焊缝进行局部钻孔检查，是在没有条件进行非破坏性检验对焊缝进行局部钻孔检查，是在没有条件进行非破坏性检验条件下才采用，一般可检查焊缝内部的气孔、夹渣、未焊透和条件下才采用，一般可检查焊缝内部的气孔、夹渣、未焊透和裂纹等缺陷。裂纹等缺陷。7.6.5焊接检验对不合格焊缝的处理焊接检验对

105、不合格焊缝的处理（1）错用了焊接材料误用了与图样、标准规定不符的焊接材料制成的焊缝，在产品使用中可能会造成重大质量事故，致使产品报废。（2）焊缝质量不符合标准要求是指焊缝的力学性能或物理化学性能未能满足标准要求或焊缝中存在缺陷超标。（3）违反焊接工艺规程在焊接生产中，违反焊接工艺规程的施焊容易在焊缝中留下质量隐患，这样的焊缝应被视为不合格焊缝。（4）无证焊工施焊的焊缝无证焊工所焊焊缝均视为不合格焊缝。1 1不合格焊缝不合格焊缝 在焊接检验过程中，凡发现焊缝有下列情况之一在焊接检验过程中，凡发现焊缝有下列情况之一者，视为不合格焊缝：者，视为不合格焊缝：（1）报废性能无法满足要求或焊接缺陷过于严重

106、，使得局部返修不经济或质量不能保证的焊缝应作报废处理。（2）返修局部焊缝存在缺陷超标时，可通过返修来修复不合格焊缝。但焊缝上同一部位多次返修时焊接热循环会对接头性能造成影响。对于压力容器，规定焊缝同一部位的返修一般不超过两次。（3）回用有些焊缝虽然不满足标准要求，但不影响产品的使用性能和安全，且用户因此不会提出索赔，可作“回用”处理。“回用”处理的焊缝必须办理必要的审批手续。（4）降低使用条件在返修可能造成产品报废或造成巨大经济损失的情况下，可以根据检验结果并经用户同意，降低产品的使用条件。一般很少采用此种处理方法。2 2不合格焊缝的处理不合格焊缝的处理1. 焊接坡口形式有哪些？用于什么样的情况？2. 焊接缺陷有哪些？3. 焊接应力是如何产生的？如何消除？4. 焊接变形原因有哪些？怎样消除焊接变形？5. 什么叫无损探伤？其用途是什么？6. 焊接质量验收有哪些内容？7. 根据学院和本地的实际情况，选择性的完成下篇第13.7节的实训项目。复复习思考思考题