钢结构焊接工艺与焊缝检验——一级/二级/三级焊缝 焊条管理 无损检测 UT/MT/PT

建筑钢结构工程焊接施工，包括焊缝质量等级划分（一级/二级/三级）、焊条选用与烘干、焊接工艺评定（WPS）、无损检测（超声波UT/磁粉MT/渗透PT）及焊缝外观检查

焊缝质量等级

GB 50205-2020 将焊缝分为三个质量等级。一级焊缝：承受动力荷载/疲劳荷载的对接焊缝（吊车梁、桥梁主梁）——需 100% 超声波 UT 探伤 + 外观检查。二级焊缝：承受静力荷载的对接焊缝/角焊缝——需 20% 超声波 UT 抽检 + 外观检查。三级焊缝：一般连接焊缝（次要构件）——仅外观检查。

对接焊缝（坡口焊）与角焊缝的区别：对接焊缝为全熔透（板端开坡口焊透），强度与母材等强；角焊缝为 T 形连接（贴角焊），焊脚高度 hf 决定承载。一级对接焊缝需做余高处理（打磨与母材平齐）。

焊条选用与管理

焊条型号与母材匹配原则：Q235/Q215 用 E43 系列（E4303/J422）；Q355（原 Q345）用 E50 系列（E5015/J507 或 E5003/J502）；Q390/Q420 用 E55 系列；Q460 用 E60 系列。低氢型焊条（E5015/E5016）用于重要结构/低温环境/厚板焊接。

焊条烘干：E4303（酸性焊条）烘干 150℃×1h；E5015/E5016（低氢碱性焊条）烘干 350-400℃×1h。烘干后存放在保温筒内（100-150℃ 保温）。焊条从保温筒取出后在空气中放置时间：低氢焊条 ≤4h（超时需重新烘干，但重烘次数 ≤2 次）。

焊丝/焊剂：埋弧焊用 H08A/H08MnA 焊丝 + HJ431 焊剂。CO₂ 气体保护焊用 ER50-6 焊丝（φ1.2mm）。气体纯度 CO₂ ≥99.5%。

焊接工艺评定（WPS）

焊接前必须做焊接工艺评定（BWPS — Base Welding Procedure Specification）。评定试件的母材/板厚/焊接位置/坡口形式/预热温度/焊接参数与工程实际一致。评定试件做拉伸/弯曲/冲击试验合格后，编制 WPS 指导施工。

焊接位置：平焊（1G/1F）效率最高、立焊（3G/3F）难度最大。现场安装多采用横焊（2G）和仰焊（4G）。不同位置需分别做工艺评定。预热温度：Q355 板厚 ≥30mm 预热 100-150℃；Q390/Q420 板厚 ≥20mm 预热 120-180℃。层间温度 ≤250℃。

焊缝外观检查

所有焊缝（一/二/三级）必须先做外观检查合格后方可进行无损检测。外观检查用焊缝检验尺（焊脚规）测量：焊缝余高 0-3mm（一级）或 0-4mm（二级）。焊缝宽度偏差 ±2mm。角焊缝焊脚高度 hf ≥设计值 -0.5mm。

焊缝缺陷：裂纹（严禁出现——任何裂纹判定不合格）、未焊透（根部未熔合——一级焊缝严禁）、咬边（深度 >0.5mm 不合格）、气孔（一级焊缝无气孔、二级焊缝 φ≤1mm 且 ≤3 个/100mm）、弧坑（填满不足）。外观不合格的焊缝直接返修。

无损检测（NDT）

超声波检测（UT）

用于内部缺陷（裂纹/未焊透/夹渣/气孔）的检测。探头 2.5MHz/5MHz（斜探头或直探头）。检测灵敏度：φ2×40mm 横孔（长横孔）作为灵敏度基准。一级焊缝 100% UT 检测（每条焊缝全长扫查），二级焊缝 20% UT 检测（焊缝长度的 20%）。

UT 检测记录缺陷位置、当量大小、深度。缺陷评定：超过评定线的缺陷需做记录。指示长度超过标准规定的需返修。UT 检测人员必须持证（无损检测Ⅱ级及以上）。

磁粉检测（MT）

用于铁磁性材料表面/近表面缺陷检测。检测前焊缝表面清理（无锈/无氧化皮/无涂层）。施加磁粉（黑磁粉或荧光磁粉）→紫外线灯照射→缺陷显示。适用于角焊缝/对接焊缝表面裂纹检测。

渗透检测（PT）

用于非铁磁性材料（不锈钢/铝合金）表面缺陷。清洗焊缝→喷涂渗透剂（红色）→停留 10-15min→清洗→喷涂显像剂（白色）→缺陷显示红色痕迹。不适用于疏松/多孔材料。

焊接返修

同一位置返修次数 ≤2 次（超过 2 次需经技术负责人批准并制定专项方案）。返修前清除缺陷（碳弧气刨/打磨）→开返修坡口→UT 确认缺陷完全清除→按返修 WPS 焊接。返修后重新做 UT/MT 检测。

返修记录：缺陷位置/类型/尺寸、返修日期、焊工姓名、返修后检测结果——存档备查。

关联模板

焊接施工记录、焊缝外观检查记录、UT 检测报告、焊接工艺评定报告。

规范索引

GB 50205-2020 钢结构工程施工质量验收规范、GB 50661-2011 钢结构焊接规范、NB/T 47013-2015 承压设备无损检测。