市场上的商品都会有质量等级,例如一定得是合格品,有的细分为优等品、一等品、二等品等等。消费购物都要小心翼翼,提防假冒伪劣。 同样,钢结构焊缝也有质量等级之分(以下仅讨论内部质量),根据焊缝的外观、内部质量分为一级、二级和三级等三大类。但是,生活与工程的产品质量等级,其制定目的、实施方法却截然不同。 一、在社会生活中,商品质量等级是在生产过程中检查(全检或抽检)的结论。属于既成事实的质量分类和认定,不符合质量要求判定为次品或废品。
同样,钢结构焊缝也有质量等级之分(以下仅讨论内部质量),根据焊缝的外观、内部质量分为一级、二级和三级等三大类。但是,生活与工程的产品质量等级,其制定目的、实施方法却截然不同。
一、在社会生活中,商品质量等级是在生产过程中检查(全检或抽检)的结论。属于既成事实的质量分类和认定,不符合质量要求判定为次品或废品。
而钢结构焊缝依附在结构连接部位,并非通常意义上的产品。焊缝质量是在设计阶段确定的等级标准,施工中的质量目标。不符合要求不能一废了之,必须通过返工来消除超标缺陷。因此,可以概括为事前约定、过程控制、最终一定要达标。
二、社会生活中,商品的质量按合格标准确定各自等级。这种合格标准,又是依据缺陷的数量多少或严重程度来制定的。
但是,钢结构焊缝质量却通过划分不同检查范围来设定级别标准。例如:一级焊缝全数检查(100﹪探伤);二级焊缝抽样检查(20﹪探伤)。
至于判定合格还是不合格的标准(超标缺陷的界定),无论一级焊缝或者二级焊缝却相差无几,前者ⅡB为 2δ/3 ,后者ⅢB为 3δ/4,其中:δ——板厚(缺陷的长度),
同时,根据板的厚薄,还需要分别以最小值和最大值来进行控制。
由此可见,钢结构焊缝并非采用合格标准来区分质量等级。换言之,合格标准在数值上相差无几,检查范围却大相径庭。并非不合常理,只是有其特殊性。
三、焊缝质量等级的分类原则
根据结构的承载类型、荷载特性、焊缝形式、工作环境、应力状态以及破坏后产生的危害程度等等,焊缝应该选用不同的质量等级,一味提高质量要求会造成不必要的浪费。
例如:在需要进行疲劳计算的构件中,凡对接焊缝均应焊透,其质量等级为: 作用力垂直于焊缝长度方向的对接焊缝,受拉为一级,受压为二级。作用力平行于焊缝长度方向的对接焊缝(不论拉压)均为二级。 三级焊缝不进行探伤,仅作外观检查。
还有特别情况,例如焊接球网架,虽然有受拉节点,以及受压、不受力节点,由于前者数量上少于后者之和,规范将全部球杆对接焊缝定为二级。这样,受拉球杆焊缝质量可能存在偏低风险,但是总体上满足质量控制要求。
四、焊接工作的特殊性
1、产品质量逐个检查需要耗费大量成本,抽样检查是根据数理统计原理,从交验批中抽取部分样品进行检查,并按照判断规则,推断整批产品的质量水平。具体对于焊缝质量,依据其等级要求,分别采用全检(100﹪)和抽检(20﹪)。
在二级焊缝中,虽然仅探伤20﹪,仍然遵循正态分布规律,缺陷全部集中在80﹪部位的几率微乎其微。
2、质量不能依靠检查来保证,强调从源头把好质量关。尤其焊接工序,很大程度上取决于个人的操作技能。电焊工无法自我控制焊接等级,只能全力以赴尽善尽美。建筑行业有几十个工种,唯独电焊工上岗资质被列入规范强制性条文(黑体字)。
五、新规定带来新问题
钢结构工程焊接内在质量主要依靠无损检测(探伤),一级焊缝100﹪探伤、二级焊缝20﹪探伤向来如此众所周知。
现在,情况有所变化,新颁布《钢结构焊接规范》GB50661-2011,其中增加需要疲劳验算结构的焊缝质量。意味着对于承受动力荷载的焊缝,不仅探伤范围扩大100﹪探伤,同时合格标准(缺陷等级)更为严格。另外,100﹪探伤不一定是一级焊缝(二级动载也要100﹪探伤);二级焊缝不一定按20﹪探伤(动载必须100﹪探伤),这些都涉及到施工、检测要按新规定执行。
手工电弧焊
二氧化碳气体保护焊
埋弧焊
电渣焊(箱形柱内板焊接)
超声波探伤
附:
在《钢结构焊接规范》GB50661-2011中,对于第8.3条“需疲劳验算结构的焊缝质量检验”的不解与疑惑:
一、这部分内容直接引自《铁路钢桥制造规范》,由于分属不同行业,规范制定有所不同而带来混乱。
例如:建筑钢结构行业没有“二级角焊缝”之类表述。
例如:建筑钢结构规范中,焊缝探伤的缺欠等级由评定等级和检验等级组成(一级焊缝ⅡΒ,二级焊缝焊缝ⅢΒ)。而钢桥规范的缺欠等级则没有评定等级,仅采用一个检验等级Β,而是设定缺欠指示长度数值。
例如:两个规则合并执行,导致焊缝评定复杂化,焊缝质量类型竟然高达七种之多:
1、一级焊缝100﹪探伤,缺欠等级ⅡΒ;
2、一级对接焊缝100﹪探伤,单个缺欠等级t/4、多个缺欠(略);
3、一级对接与组合焊缝100﹪探伤,单个缺欠等级t/3;
4、二级焊缝20﹪探伤,缺欠等级ⅢΒ;
5、二级焊缝100﹪探伤,缺欠等级t/2;多个缺欠(略);
6、二级角焊缝100﹪探伤,缺欠等级t/2;
7、三级焊缝外观检查,不作探伤。
原本明了、清晰的规定变得繁琐、复杂,不利于现场实际操作(包括图纸标注)。
二、在建筑行业,存在循环交变应力主要是单层工业厂房。 但是,铁路钢桥与工业厂房在结构的重要性、国民经济中的地位、破坏后果的严重程度都大相径庭。提高后者焊缝质量标准,无异于杀鸡用牛刀,造成不必要的浪费。
三、 至于高层、超高层建筑存在风荷载作用效应,也可以在规范条文中,增加“同时执行《铁路钢桥制造规范》”的要求。反之照搬照抄具体标准数值,反倒破坏了建筑行业游戏规则的一贯性、完整性。
四、 规范应该具有广泛性指导意义 , 现实中大部分承受静荷载的结构,需要进行疲劳验算的结构屈指可数。采取简单化处理显得过于生硬、随意。
以上理解仅个人一孔之见,正确的认识无疑需要经过多次反复和深化,求指教。