浅谈钢闸门的焊缝.doc
一、焊缝的分类
水工钢结构制造、安装生产中的一道最为关键的工序是焊接，其质量好坏将直接影响到金结设备安全运行的可靠性。而水工钢结构中尤以钢闸门产品的设计与制作最为重要，水利水电行业标准将钢闸门焊缝按其“重要性”进行了分类，这种分类主要是依据焊缝的受力条件。在SL36— 92《闸门焊接通用技术条件》中规定：在动载荷或静载荷下承受拉力，按等强度设计的对接焊缝、对接和角接和组合焊缝属于一类焊缝；在动载或静载荷下承受压力，按等强度设计的对接焊缝和角焊缝属于二类焊缝；除上述一、二类焊缝以外的焊缝为三类焊缝。DI3T501 8—2004《水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范》中规定的一类焊缝和二类焊缝如表1所示。表1 闸门焊缝分类图家标准GB／T 50205-2000《钢结构工程施工及验收规范》将焊缝按质量要求分为3级。国家标准GB150—1998《钢制压力容器》据焊缝在结构中的位置，将焊缝分为A、B两类和B类。
二、焊缝的探伤
DL／T 5018—2004《水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范》规定：焊缝的无损探伤方法可在射线探伤和超声波探伤两者任选其一。射线探伤按GB3323—87《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》标准评定，检验等级为AB级，一类焊缝不低于Ⅱ级合格，二类焊缝不低于Ⅲ级合格。超声波探伤按GB11345—89《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》标准评定，检验等级可选作B级，一类焊缝B I级合格，二类焊缝BⅡ级合格。SL36-92《水工金属结构焊接通用技术条件》规定：一类焊缝射线探伤GB3323-87 I1级合格(原文未有射线照相质量分级)，超声波探伤按GB11345-89B I合格；二类焊缝射线探伤按GB3323—87Ⅲ级合格(原文未有射线照相质量分级)，超声波探伤按GB11345-89B I1合格。DL/T 5018—2004《水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范》规定：单面焊且无垫板的对接焊缝，根部未焊透深度不应大于板厚的10％ ，最大不超过2mm，但长度不大于该焊缝长度的15％。
三、小议
在上述的闸门制作标准中，这种依据焊缝的受力条件对焊缝按其重要程度分类，对于钢闸门，显而易见能够明确地判明一、二类焊缝在实际上的重要程度和差别。焊缝内部缺陷的无损探伤所采用GB3323-87和GB11345—89两个标准仅适用于全焊透的对接焊缝，其中GB 3323—87Ⅲ级合格要求中将单面焊的未焊透允许长度按条状夹渣评定。从闸门制作标准与无损探伤标准所对应的关系来看，应明确地认识到，只有要求全焊透的对接焊缝和组合焊缝才适用GB3323-87和GB11345—89两个标准，而不应该认为，所有的一类焊缝或二类焊缝均可采用这两个标准进行焊缝内部缺陷的无损探伤。在闸门设计文件中，经常看到结构件的某些焊缝被规定为一类或二类焊缝，且要求采用GB3323-87和GB11345—89探伤标准，并达到相应的质量标准等级。但是，在设计规定的一类、二类焊缝中一部分是属于不要求焊透的焊缝，如闸门主梁腹板与边梁腹板连接的T型组合焊缝、转向吊杆的角焊缝、闸门主梁、边梁、支臂的翼缘板与腹板的T型组合焊缝等。由于上述焊缝在闸门制作标准中按所采用的探伤标准没有对组合焊缝或角焊缝适用的条款，这就给制作者带来困惑。例如对梁的腹板和翼缘板连接的焊缝，设计规定为二类焊缝，同时要求探伤，因此，制作者就必须把腹板和翼缘板连接的焊缝按开坡口焊透的组合焊缝处理，这将大大提高制作成本及施工难度。而在腹板厚度较小时，设计又规定此焊缝为角焊缝，只要该焊脚尺寸及焊缝厚度达到要求即可满足传力要求。另外，如启闭机吊耳板连接的焊缝，其在动载荷或静载荷下承受拉力，设计规定为二类角焊缝，但目前我国尚未制定角焊缝内部缺陷的质量等级评定标准，该焊缝要进行无损探伤便失去了意义。闸门制作标准DL／T 5018-2004中把结构构件的某些T型接头的组合焊缝规定为角焊缝，如果设计人员在设计图样中不加以详图表示，就会造成制作者的误解。闸门制作标准DIJT 5018—2004中4.4．9条规定：板材的组合焊缝，如设计无特殊焊透要求，腹板与翼缘板的允许未焊透深度不应大于板厚的25％，最大不超过4mm。这里所说的组合焊缝是指单面开坡口、背面无法清根(由于闸门结构型式的限制)的组合焊缝，这类焊缝只要未焊透深度不超标则不作为缺陷评定。但对于单面开坡口、背面清根的组合焊缝，则应视为设计有特殊要求，即焊缝不允许未焊透，如果存在未焊透，则应作为缺陷评定。如果设计文件要求结构构件的组合焊缝按二类焊缝并达到GB1 1345—89BⅡ合格要求，这时，就应当作全焊透的组合焊缝处理，而不能按照DL／T 5018-2004中4．4．9条规定制作。值得注意的是，GB 1l345—89中l0．4．2．3规定：为探测腹板和翼缘板问未焊透或翼缘板侧焊缝下的层状撕裂缺陷，可采用直探头或斜探头在翼缘板外侧探伤或采用折射角45。探头在翼缘板内侧作一次反射法探伤。对于因闸门结构型式而不便于施工的组合焊缝角焊缝是否可以应用等强理论，在进行强度复核后对焊缝外观尺寸提出技术要求，结合探伤结果综合评定(如闸门主梁与边梁腹板T型组合焊缝)，敬请业内人士给予批评指正。
四、结束语
根据焊缝受力重要程度及传力形式对焊缝进行分类，是我国水利水电系统闸门制造业已经形成的规范化习惯，如果能将焊缝类别和焊缝形式两者结合起来，提出焊缝内部缺陷的探伤要求，或在设计时附以详图说明具体技术要求，就会减少设计要求与质量检验的矛盾，降低产品制作成本及施工难度。此外，建议尽快制定重要的角焊缝内部缺陷探伤方法和等级评定标准。按照GB3323-87和GB11345—89两个标准的适用范围，只有确定闸门中属于全焊透的对接焊缝或组合焊缝才能执行GB3323-87和GB11345-89标准。所以说，焊缝内部缺陷的探伤及等级评定应结合焊缝类别和焊缝形式确定，并不是遇到一类或二类焊缝就必须要求进行内部缺陷的探伤，并按全焊透的焊缝进行等级评定。因为在闸门中焊缝的分类除了表示焊缝受力的重要程度外，还有对焊缝外观质量的要求。本文提及的闸门焊缝分类与检测的一些建议，仅是个人的想法，若有不足之处，敬请业内人士给予批评指正。
