鋼結(jié)構(gòu)加工中PCJP焊接質(zhì)量控制方法及適用范圍

1 、PCJP焊接質(zhì)量控制方法的概念

提出PCJP焊接質(zhì)量控制方法， 即對于重要承載的T形接頭焊縫，在焊縫設(shè)計(jì)、焊接、檢測過程中，基于焊縫性能需求，實(shí)施免清根焊接工藝，通過無損檢測手段，整體上以全熔透焊縫檢測一次合格率控制焊縫內(nèi)部質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)制造；局部上以未焊透焊縫最低熔深要求作為焊縫內(nèi)部質(zhì)量驗(yàn)收指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)高效、低成本生產(chǎn)。

2、 PCJP焊接質(zhì)量控制方法的原理

圖3所示為T形接頭焊縫熔透率與疲勞強(qiáng)度、焊接成本的關(guān)系。從圖3可看出，隨著焊縫熔透率的增加，焊縫疲勞強(qiáng)度呈現(xiàn)上升趨勢，其中存在疲勞失效模式轉(zhuǎn)折點(diǎn)，即當(dāng)焊縫熔深率低于該值時(shí)，焊縫疲勞失效模式以焊根失效為主，焊接接頭疲勞性能處于較低水平；而當(dāng)焊縫熔透率高于該值時(shí)，焊縫疲勞失效模式以焊趾失效為主，焊接接頭疲勞性能處于較高水平，此時(shí)焊縫熔透率的變化對焊接接頭疲勞性能影響不顯著。

 此外，隨著焊縫熔透率的增加，焊接成本也呈現(xiàn)上升趨勢，其中存在清根工藝轉(zhuǎn)折點(diǎn)，當(dāng)焊縫熔透率低于該值時(shí)，采用免清根焊接工藝可滿足相應(yīng)的質(zhì)量要求，焊接成本相對較低；而當(dāng)焊縫熔透率高于該值時(shí)，則需要采用清根焊接工藝才能滿足相應(yīng)的質(zhì)量要求，對應(yīng)的焊接成本將大幅增加，而疲勞性能并無明顯提升。 

基于PCJP焊接質(zhì)量控制方法，T形接頭焊縫內(nèi)部質(zhì)量要求所對應(yīng)的焊縫熔透率處于疲勞失效模式轉(zhuǎn)折點(diǎn)與清根工藝轉(zhuǎn)折點(diǎn)之間，且接近于清根工藝轉(zhuǎn)折點(diǎn)。一方面，以全熔透焊縫檢測一次合格率要求規(guī)范焊接工藝，對焊縫內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行有效控制，充分滿足焊縫性能需求；另一方面，相對于100%全熔透焊縫要求，便于實(shí)施免清根及自動(dòng)化焊接工藝，大幅提高焊接效率，降低焊接成本，從而實(shí)現(xiàn)焊接質(zhì)量、焊接效率、焊接成本三者之間的有效統(tǒng)一。

3、 相關(guān)要求

基于PCJP焊接質(zhì)量控制方法，T形接頭焊縫中的全熔透焊縫檢測一次合格率及未焊透焊縫的最低熔深要求需有明確的規(guī)定，結(jié)合T形接頭免清根熔透焊工藝實(shí)踐，對于腹板板厚為8～40mm的T形接頭，推薦采用雙“80%”要求，即全熔透焊縫檢測一次合格率不低于80%，未焊透部分焊縫熔深不低于80%板厚即可驗(yàn)收，免于返修。

超聲波檢測是T形接頭焊縫內(nèi)部質(zhì)量無損檢測的主要方式，目前，普通A型超聲波檢測可有效判別焊縫內(nèi)部是否存在未焊透缺欠，以此準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)全熔透焊縫檢測一次合格率，而對未焊透缺欠高度尺寸的檢測精度較低，因此需積極開展超聲波相控陣檢測等先進(jìn)無損檢測技術(shù)的研究應(yīng)用，提高T形接頭焊縫內(nèi)部缺欠的檢測精度，從而起到更好控制焊接質(zhì)量的作用。

4、 適用范圍

需要說明的是，焊縫尺寸參數(shù)需根據(jù)焊接接頭的實(shí)際受力需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般非關(guān)鍵受力焊縫或聯(lián)系焊縫，采用角焊縫或部分熔透焊縫即可，避免過度焊接。PCJP焊接質(zhì)量控制方法僅適合于焊接結(jié)構(gòu)中有高承載要求的關(guān)鍵T形接頭焊縫，如鋼橋結(jié)構(gòu)中的橋面板常規(guī)8mm厚U肋焊縫，以及鋼錨箱、鋼錨梁中的主要承力焊縫等。