《钢结构焊接规范 GB50661-2011》

1 总 则

2 术语和符号

2.1 术 语

2.2 符号

3 基本规定

注:本公式适用于非调质钢。

表3.0.1 钢结构工程焊接难度等级
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注:a 根据表中影响因素所处最难等级确定整体焊接难度;
       b 钢材分类应符合本规范表4.0.5的规定。

3.0.2 钢结构焊接工程设计、施工单位应具备与工程结构类型相应的资质。
3.0.3 承担钢结构焊接工程的施工单位应符合下列规定:
      1 具有相应的焊接质量管理体系和技术标准;
      2 具有相应资格的焊接技术人员、焊接检验人员、无损检测人员、焊工、焊接热处理人员;
      3 具有与所承担的焊接工程相适应的焊接设备、检验和试验设备;
      4 检验仪器、仪表应经计量检定、校准合格且在有效期内;
      5 对承担焊接难度等级为C级和D级的施工单位,应具有焊接工艺试验室。
3.0.4 钢结构焊接工程相关人员的资格应符合下列规定:
      1 焊接技术人员应接受过专门的焊接技术培训,且有一年以上焊接生产或施工实践经验;
      2 焊接技术负责人除应满足本条1款规定外,还应具有中级以上技术职称。承担焊接难度等级为C级和D级焊接工程的施工单位,其焊接技术负责人应具有高级技术职称;
      3 焊接检验人员应接受过专门的技术培训,有一定的焊接实践经验和技术水平,并具有检验人员上岗资格证;
      4 无损检测人员必须由专业机构考核合格,其资格证应在有效期内,并按考核合格项目及权限从事无损检测和审核工作。承担焊接难度等级为C级和D级焊接工程的无损检测审核人员应具备现行国家标准《无损检测人员资格鉴定与认证》GB/T 9445中的3级资格要求;
      5 焊工应按所从事钢结构的钢材种类、焊接节点形式、焊接方法、焊接位置等要求进行技术资格考试,并取得相应的资格证书,其施焊范围不得超越资格证书的规定;
      6 焊接热处理人员应具备相应的专业技术。用电加热设备加热时,其操作人员应经过专业培训。
3.0.5 钢结构焊接工程相关人员的职责应符合下列规定:
      1 焊接技术人员负责组织进行焊接工艺评定,编制焊接工艺方案及技术措施和焊接作业指导书或焊接工艺卡,处理施工过程中的焊接技术问题;
      2 焊接检验人员负责对焊接作业进行全过程的检查和控制,出具检查报告;
      3 无损检测人员应按设计文件或相应规范规定的探伤方法及标准,对受检部位进行探伤,出具检测报告;
      4 焊工应按照焊接工艺文件的要求施焊;
      5 焊接热处理人员应按照热处理作业指导书及相应的操作规程进行作业。
3.0.6 钢结构焊接工程相关人员的安全、健康及作业环境应遵守国家现行安全健康相关标准的规定。

4 材 料


4.0.6 T形、十字形、角接接头,当其翼缘板厚度不小于40mm时,设计宜采用对厚度方向性能有要求的钢板。钢材的厚度方向性能级别应根据工程的结构类型、节点形式及板厚和受力状态等情况按现行国家标准《厚度方向性能钢板》GB/T 5313的有关规定进行选择。

4.0.7 焊条应符合现行国家标准《碳钢焊条》GB/T 5117、《低合金钢焊条》GB/T 5118的有关规定。

4.0.8 焊丝应符合现行国家标准《熔化焊用钢丝》GB/T 14957、《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》GB/T 8110及《碳钢药芯焊丝》GB/T 10045、《低合金钢药芯焊丝》GB/T 17493的有关规定。

4.0.9 埋弧焊用焊丝和焊剂应符合现行国家标准《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》GB/T 5293、《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》GB/T 12470的有关规定。

4.0.10 气体保护焊使用的氩气应符合现行国家标准《氩》GB/T 4842的有关规定,其纯度不应低于99.95%。

4.0.11 气体保护焊使用的二氧化碳应符合现行行业标准《焊接用二氧化碳》HG/T 2537的有关规定。焊接难度为C、D级和特殊钢结构工程中主要构件的重要焊接节点,采用的二氧化碳质量应符合该标准中优等品的要求。

4.0.12 栓钉焊使用的栓钉及焊接瓷环应符合现行国家标准《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》GB/T 10433的有关规定。

5 焊接连接构造设计

5.1 一般规定

5.2 焊缝坡口形式和尺寸


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5.2.2 焊接接头坡口形式、尺寸及标记方法应符合本规范附录A的规定。


5.3 焊缝计算厚度


5.3.2 部分焊透对接焊缝及对接与角接组合焊缝,其焊缝计算厚度he(图5.3.2)应根据不同的焊接方法、坡口形式及尺寸、焊接位置对坡口深度h进行折减,并应符合表5.3.2的规定。
    V形坡口α≥60°及U、J形坡口,当坡口尺寸符合本规范表A.0.5~表A.0.7的规定时,焊缝计算厚度he应为坡口深度h。

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表5.3.2 部分焊透的对接焊缝及对接与角接组合的焊缝计算厚度
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5.3.3 搭接角焊缝及直角角焊缝计算厚度he(图5.3.3)应按下列公式计算(塞焊和槽焊焊缝计算厚度he可按角焊缝的计算方法确定):
1 当间隙b≤1.5时:

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2 当间隙1.5<b≤5时:

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5.3.4 斜角角焊缝计算厚度he,应根据两面角ψ按下列公式计算:
1 ψ=60°~135°[图5.3.4(a)、(b)、(c) ]:
当间隙b、b1或b2≤1.5时:

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当间隙1.5<b、b1或b2≤5时:

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式中ψ——两面角,(°);
hf——焊脚尺寸,mm;
b、b1或b2——焊缝坡口根部间隙,mm。

2 30°≤ψ<60°[图5.3.4(d)]:
将公式(5.3.4-1)和公式(5.3.4-2)所计算的焊缝计算厚度he减去折减值z,不同焊接条件的折减值z应符合表5.3.4的规定。
3 ψ<30°:必须进行焊接工艺评定,确定焊缝计算厚度。

表5.3.4 30°≤ψ≤60°时的焊缝计算厚度折减值z
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5.3.5 圆钢与平板、圆钢与圆钢之间的焊缝计算厚度he应按下列公式计算:
1 圆钢与平板连接[图5.3.5(a)]:
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2 圆钢与圆钢连接[图5.3.5(b)]:

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式中φ1——大圆钢直径,mm;
       φ2——小圆钢直径,mm;
       α——焊缝表面至两个圆钢公切线的间距,mm。

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5.3.6 圆管、矩形管T、Y、K形相贯节点的焊缝计算厚度he,应根据局部两面角Ψ的大小,按相贯节点趾部、侧部、跟部各区和局部细节计算取值(图5.3.6-1、图5.3.6-2),且应符合下列规定:

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1 管材相贯节点全焊透焊缝各区的形式及尺寸细节应符合图5.3.6-3的要求,焊缝坡口尺寸及计算厚度宜符合表5.3.6-1的规定;
2 管材台阶状相贯节点部分焊透焊缝各区坡口形式与尺寸细节应符合图5.3.6-4(a)的要求;矩形管材想配的相贯节点部分焊透焊缝各区坡口形式与尺寸细节应符合图5.3.6-4(b)的要求。焊缝计算厚度的折减值z应符合本规范表5.3.4的规定;

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符合图5.3.6-4(b)的要求。焊接计算厚度的折减值 z应符合本规范表5.3.4的规定;
3 管材相贯节点各区细节应符合图5.3.6-5的要求,角焊缝的焊缝计算厚度he应符合表5.3.6-2的规定。

表5.3.6-1 圆管T、K、Y形相贯节点全焊透焊缝坡口尺寸及焊缝计算厚度
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注:坡口角度a<30°时应进行工艺评定;由打底焊道保证坡口底部必要的宽度b'
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5.4 组焊构件焊接节点

5.4.3 搭接接头角焊缝的尺寸及布置应符合下列规定:
      1 传递轴向力的部件,其搭接接头最小搭接长度应为较薄件厚度的5倍,且不应小于25mm(图5.4.3-1),并应施焊纵向或横向双角焊缝;

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      2 只采用纵向角焊缝连接型钢杆件端部时,型钢杆件的宽度W不应大于200mm(图5.4.3-2),当宽度W大于200mm时,应加横向角焊或中间塞焊;型钢杆件每一侧纵向角焊缝的长度L不应小于W;

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      3 型钢杆件搭接接头采用围焊时,在转角处应连续施焊。杆件端部搭接角焊缝作绕焊时,绕焊长度不应小于焊脚尺寸的2倍,并应连续施焊;
      4 搭接焊缝沿母材棱边的最大焊脚尺寸,当板厚不大于6mm时,应为母材厚度,当板厚大于6mm时,应为母材厚度减去1mm~2mm(图5.4.3-3);

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      5 用搭接焊缝传递荷载的套管接头可只焊一条角焊缝,其管材搭接长度L不应小于5(t1+t2),且不应小于25mm。搭接焊缝焊脚尺寸应符合设计要求(图5.4.3-4)。

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5.4.4 不同厚度及宽度的材料对接时,应作平缓过渡,并应符合下列规定:
      1 不同厚度的板材或管材对接接头受拉时,其允许厚度差值(t1-t2)应符合表5.4.4的规定。当厚度差值(t1-t2)超过表5.4.4的规定时应将焊缝焊成斜坡状,其坡度最大允许值应为1:2.5,或将较厚板的一面或两面及管材的内壁或外壁在焊前加工成斜坡,其坡度最大允许值应为1:2.5(图5.4.4)。

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      2 不同宽度的板材对接时,应根据施工条件采用热切割、机械加工或砂轮打磨的方法使之平缓过渡,其连接处最大允许坡度值应为1:2.5[图5.4.4(e)]。

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5.5 防止板材产生层状撕裂的节点、选材和工艺措施


      2 在角接接头中,宜采用对称坡口或偏向于侧板的坡口[图5.5.1-1(b)];
      3 宜采用双面坡口对称焊接代替单面坡口非对称焊接[图5.5.1-1(c)];
      4 在T形或角接接头中,板厚方向承受焊接拉应力的板材端头宜伸出接头焊缝区[图5.5.1-1(d)];
      5 在T形、十字形接头中,宜采用铸钢或锻钢过渡段,并宜以对接接头取代T形、十字形接头[图5.5.1-1(e)、图5.5.1-1(f)];
      6 宜改变厚板接头受力方向,以降低厚度方向的应力(图5.5.1-2);

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      7 承受静荷载的节点,在满足接头强度计算要求的条件下,宜用部分焊透的对接与角接组合焊缝代替全焊透坡口焊缝(图5.5.1-3)。

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5.5.2 焊接结构中母材厚度方向上需承受较大焊接收缩应力时,应选用具有较好厚度方向性能的钢材。

5.5.3 T形接头、十字接头、角接接头宜采用下列焊接工艺和措施:
      1 在满足接头强度要求的条件下,宜选用具有较好熔敷金属塑性性能的焊接材料;应避免使用熔敷金属强度过高的焊接材料;
      2 宜采用低氢或超低氢焊接材料和焊接方法进行焊接;
      3 可采用塑性较好的焊接材料在坡口内翼缘板表面上先堆焊塑性过渡层;
      4 应采用合理的焊接顺序,减少接头的焊接拘束应力;十字接头的腹板厚度不同时,应先焊具有较大熔敷量和收缩量的接头;
      5 在不产生附加应力的前提下,宜提高接头的预热温度。

5.6 构件制作与工地安装焊接构造设计


      3 搭接接头上的角焊缝应避免在同一搭接接触面上相交(图5.6.1-3);

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      4 要求焊缝与母材等强和承受动荷载的对接接头,其纵横两方向的对接焊缝,宜采用T形交叉;交叉点的距离不宜小于200mm,且拼接料的长度和宽度不宜小于300mm(图5.6.1-4);如有特殊要求,施工图应注明焊缝的位置;
      5 角焊缝作纵向连接的部件,如在局部荷载作用区采用一定长度的对接与角接组合焊缝来传递荷载,在此长度以外坡口深度应逐步过渡至零,且过渡长度不应小于坡口深度的4倍;
      6 焊接箱形组合梁、柱的纵向焊缝,宜采用全焊透或部分焊透的对接焊缝(图5.6.1-5);要求全焊透时,应采用衬垫单面焊[图5.6.1-5(b)];

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      7 只承受静荷载的焊接组合H形梁、柱的纵向连接焊缝,当腹板厚度大于25mm时,宜采用全焊透焊缝或部分焊透焊缝[图5.6.1-6(b)、(c)];
      8 箱形柱与隔板的焊接,应采用全焊透焊缝[图5.6.1-7(a)];对无法进行电弧焊焊接的焊缝,宜采用电渣焊焊接,且焊缝宜对称布置[图5.6.1-7(b)];
      9 钢管混凝土组合柱的纵向和横向焊缝,应采用双面或单面全焊透接头形式(高频焊除外),纵向焊缝焊接接头形式见图5.6.1-8;
      10 管-球结构中,对由两个半球焊接而成的空心球,采用不加肋和加肋两种形式时,其构造见图5.6.1-9。

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5.6.2 工地安装焊接节点形式应符合下列规定:
      1 H形框架柱安装拼接接头宜采用高强度螺栓和焊接组合节点或全焊接节点[图5.6.2-1(a)、图5.6.2-1(b)]。采用高强度螺栓和焊接组合节点时,腹板应采用高强度螺栓连接,翼缘板应采用单V形坡口加衬垫全焊透焊缝连接[图5.6.2-1(c)]。采用全焊接节点时,翼缘板应采用单V形坡口加衬垫全焊透焊缝,腹板宜采用K形坡口双面部分焊透焊缝,反面不应清根;设计要求腹板全焊透时,如腹板厚度不大于20mm,宜采用单V形坡口加衬垫焊接[图5.6.2-1(d)],如腹板厚度大于20mm,宜采用K形坡口,应反面清根后焊接[图5.6.2-1(e)];

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      2 钢管及箱形框架柱安装拼接应采用全焊接头,并应根据设计要求采用全焊透焊缝或部分焊透焊缝。全焊透焊缝坡口形式应采用单V形坡口加衬垫,见图5.6.2-2;

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      3 桁架或框架梁中,焊接组合H形、T形或箱形钢粱的安装拼接采用全焊连接时,翼缘板与腹板拼接截面形式见图5.6.2-3,工地安装纵焊缝焊接质量要求应与两侧工厂制作焊缝质量要求相同;
      4 框架柱与梁刚性连接时,应采用下列连接节点形式:
        1)柱上有悬臂梁时,梁的腹板与悬臂梁腹板宜采用高强度螺栓连接;梁翼缘板与悬臂梁翼缘板的连接宜采用V形坡口加衬垫单面全焊透焊缝[图5.6.2-4(a)],也可采用双面焊全焊透焊缝;
        2)柱上无悬臂梁时,梁的腹板与柱上已焊好的承剪板宜采用高强度螺栓连接,梁翼缘板与柱身的连接应采用单边V形坡口加衬垫单面全焊透焊缝[图5.6.2-4(b)];
        3)梁与H形柱弱轴方向刚性连接时,梁的腹板与柱的纵筋板宜采用高强度螺栓连接;梁翼缘板与柱横隔板的连接应采用V形坡口加衬垫单面全焊透焊缝[图5.6.2-4(c)];
      5 管材与空心球工地安装焊接节点应采用下列形式:
        1)钢管内壁加套管作为单面焊接坡口的衬垫时,坡口角度、根部间隙及焊缝加强应符合图5.6.2-5(b)的要求;

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        2)钢管内壁不用套管时,宜将管端加工成30°~60°折线形坡口,预装配后应根据间隙尺寸要求,进行管端二次加工[图5.6.2-5(c)];要求全焊透时,应进行焊接工艺评定试验和接头的宏观切片检验以确认坡口尺寸和焊接工艺参数。

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      6 管-管连接的工地安装焊接节点形式应符合下列要求:
        1)管-管对接:在壁厚不大于6mm时,可采用I形坡口加衬垫单面全焊透焊缝[图5.6.2-6(a)];在壁厚大于6mm时,可采用V形坡口加衬垫单面全焊透焊缝[图5.6.2-6(b)];
        2)管-管T、Y、K形相贯接头:应按本规范第5.3.6条的要求在节点各区分别采用全焊透焊缝和部分焊透焊缝,其坡口形式及尺寸应符合本规范图5.3.6-3、图5.3.6-4的要求;设计要求采用角焊缝时,其坡口形式及尺寸应符合本规范图5.3.6-5的要求。

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5.7 承受动载与抗震的焊接构造设计


      2 严禁采用焊脚尺寸小于5mm的角焊缝;
      3 严禁采用断续坡口焊缝和断续角焊缝;
      4 对接与角接组合焊缝和T形接头的全焊透坡口焊缝应采用角焊缝加强,加强焊脚尺寸应不小于接头较薄件厚度的1/2,但最大值不得超过10mm;
      5 承受动载需经疲劳验算的接头,当拉应力与焊缝轴线垂直时,严禁采用部分焊透对接焊缝、背面不清根的无衬垫焊缝;
      6 除横焊位置以外,不宜采用L形和J形坡口;
      7 不同板厚的对接接头承受动载时,应按本规范第5.4.4条的规定做成平缓过渡。

5.7.3 承受动载构件的组焊节点形式应符合下列规定:
      1 有对称横截面的部件组合节点,应以构件轴线对称布置焊缝,当应力分布不对称时应作相应调整;
      2 用多个部件组叠成构件时,应沿构件纵向采用连续焊缝连接;
      3 承受动载荷需经疲劳验算的桁架,其弦杆和腹杆与节点板的搭接焊缝应采用围焊,杆件焊缝间距不应小于50mm。节点板连接形式应符合图5.7.3-1的要求;

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      4 实腹吊车梁横向加劲板与翼缘板之间的焊缝应避免与吊车粱纵向主焊缝交叉。其焊接节点构造宜采用图5.7.3-2的形式。

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5.7.4 抗震结构框架柱与梁的刚性连接节点焊接时,应符合下列规定:
      1 梁的翼缘板与柱之间的对接与角接组合焊缝的加强焊脚尺寸应不小于翼缘板厚的1/4,但最大值不得超过10mm;
      2 梁的下翼缘板与柱之间宜采用L或J形坡口无衬垫单面全焊透焊缝,并应在反面清根后封底焊成平缓过渡形状;采用L形坡口加衬垫单面全焊透焊缝时,焊接完成后应去除全部长度的衬垫及引弧板、引出板,打磨清除未熔合或夹渣等缺陷后,再封底焊成平缓过渡形状。

5.7.5 柱连接焊缝引弧板、引出板、衬垫应符合下列规定:
      1 引弧板、引出板、衬垫均应去除;
      2 去除时应沿柱-梁交接拐角处切割成圆弧过渡,且切割表面不得有大于1mm的缺棱;
      3 下翼缘衬垫沿长度去除后必须打磨清理接头背面焊缝的焊渣等缺欠,并应焊补至焊缝平缓过渡。

5.7.6 梁柱连接处梁腹板的过焊孔应符合下列规定:
      1 腹板上的过焊孔宜在腹板-翼缘板组合纵焊缝焊接完成后切除引弧板、引出板时一起加工,且应保证加工的过焊孔圆滑过渡;
      2 下翼缘处腹板过焊孔高度应为腹板厚度且不应小于20mm,过焊孔边缘与下翼缘板相交处与柱-梁翼缘焊缝熔合线间距应大于10mm。腹板-翼缘板组合纵焊缝不应绕过过焊孔处的腹板厚度围焊;
      3 腹板厚度大于40mm时,过焊孔热切割应预热65℃以上,必要时可将切割表面磨光后进行磁粉或渗透探伤;
      4 不应采用堆焊方法封堵过焊孔。

6 焊接工艺评定

6.1 一般规定


6.1.8 焊接工艺评定结果不合格时,可在原焊件上就不合格项目重新加倍取样进行检验。如还不能达到合格标准,应分析原因,制订新的焊接工艺评定方案,按原步骤重新评定,直到合格为止。

6.1.9 除符合本规范第6.6节规定的免予评定条件外,对于焊接难度等级为A、B、C级的钢结构焊接工程,其焊接工艺评定有效期应为5年;对于焊接难度等级为D级的钢结构焊接工程应按工程项目进行焊接工艺评定。

6.1.10 焊接工艺评定文件包括焊接工艺评定报告、焊接工艺评定指导书、焊接工艺评定记录表、焊接工艺评定检验结果表及检验报告,应报相关单位审查备案。焊接工艺评定文件宜采用本规范附录B的格式。

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6.2 焊接工艺评定替代规则

      3 同类别钢材中轧制钢材与铸钢、耐候钢与非耐候钢的焊接工艺评定结果不得互相替代,控轧控冷(TMCP)钢、调质钢与其他供货状态的钢材焊接工艺评定结果不得互相替代;
      4 国内与国外钢材的焊接工艺评定结果不得互相替代。
6.2.3 接头形式变化时应重新评定,但十字形接头评定结果可替代T形接头评定结果,全焊透或部分焊透的T形或十字形接头对接与角接组合焊缝评定结果可替代角焊缝评定结果。
6.2.4 评定合格的试件厚度在工程中适用的厚度范围应符合表6.2.4的规定。

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6.2.5 评定合格的管材接头,壁厚的覆盖范围应符合本规范第6.2.4条的规定,直径的覆盖原则应符合下列规定:
      1 外径小于600mm的管材,其直径覆盖范围不应小于工艺评定试验管材的外径;
      2 外径不小于600mm的管材,其直径覆盖范围不应小于600mm。
6.2.6 板材对接与外径不小于600mm的相应位置管材对接的焊接工艺评定可互相替代。
6.2.7 除栓钉焊外,横焊位置评定结果可替代平焊位置,平焊位置评定结果不可替代横焊位置。立、仰焊接位置与其他焊接位置之间不可互相替代。
6.2.8 有衬垫与无衬垫的单面焊全焊透接头不可互相替代;有衬垫单面焊全焊透接头和反面清根的双面焊全焊透接头可互相替代;不同材质的衬垫不可互相替代。
6.2.9 当栓钉材质不变时,栓钉焊被焊钢材应符合下列替代规则:
      1 Ⅲ、Ⅳ类钢材的栓钉焊接工艺评定试验可替代Ⅰ、Ⅱ类钢材的焊接工艺评定试验;
      2 Ⅰ、Ⅱ类钢材的栓钉焊接工艺评定试验可互相替代;
      3 Ⅲ、Ⅳ类钢材的栓钉焊接工艺评定试验不可互相替代。

6.3 重新进行工艺评定的规定

6.4 试件和检验试样的制备


表6.4.2 检验试样种类和数量³
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注:a 当相应标准对母材某项力学性能无要求时,可免做焊接接头的该项力学性能试验;
       b 管材对接全截面拉伸试样适用于外径不大于76mm的圆管对接试件,当管径超过该规定时,应按图6.4.1-6或图6.4.1-7截取拉伸试件;
       c 管-管、管-球接头全截面拉伸试样适用的管径和壁厚由试验机的能力决定;
       d 是否进行冲击试验以及条件按设计选用钢材的要求确定;
       e 硬度试验根据工程实际情况确定是否需要进行;
       f 圆管T、K、Y形和十字形相贯接头试件的宏观酸蚀试样应在接头的趾部、侧面及跟部各取一件;矩形管接头全焊透T、K、Y形接头试件的宏观酸蚀试样应在接头的角部各取一个,详见图6.4.1-14;
g 斜T形接头(锐角根部)按图6.4.1-3进行宏观酸蚀检验。

      2 对接接头检验试样的加工应符合下列要求:
        1)拉伸试样的加工应符合现行国家标准《焊接接头拉伸试验方法》GB/T 2651的有关规定;根据试验机能力可采用全截面拉伸试样或沿厚度方向分层取样;分层取样时试样厚度应覆盖焊接试件的全厚度;应按试验机的能力和要求加工;

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        2)弯曲试样的加工应符合现行国家标准《焊接接头弯曲试验方法》GB/T 2653的有关规定;焊缝余高或衬垫应采用机械方法去除至与母材齐平,试样受拉面应保留母材原轧制表面;当板厚大于40mm时可分片切取,试样厚度应覆盖焊接试件的全厚度;
        3)冲击试样的加工应符合现行国家标准《焊接接头冲击试验方法》GB/T 2650的有关规定;其取样位置单面焊时应位于焊缝正面,双面焊时应位于后焊面,与母材原表面的距离不应大于2mm;热影响区冲击试样缺口加工位置应符合图6.4.2-1的要求,不同牌号钢材焊接时其接头热影响区冲击试样应取自对冲击性能要求较低的一侧;不同焊接方法组合的焊接接头,冲击试样的取样应能覆盖所有焊接方法焊接的部位(分层取样);

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        4)宏观酸蚀试样的加工应符合图6.4.2-2的要求。每块试样应取一个面进行检验,不得将同一切口的两个侧面作为两个检验面。

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      3 T形角接接头宏观酸蚀试样的加工应符合图6.4.2-3的要求。

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      4 十字形接头检验试样的加工应符合下列要求:
        1)接头拉伸试样的加工应符合图6.4.2-4的要求;
        2)接头冲击试样的加工应符合图6.4.2-5的要求;
        3)接头宏观酸蚀试样的加工应符合图6.4.2-6的要求,检验面的选取应符合本条第2款第4项的规定。
      5 斜T形角接接头、管-球接头、管-管相贯接头的宏观酸蚀试样的加工宜符合图6.4.2-2的要求,检验面的选取应符合本条第2款第4项的规定。

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      6 采用热切割取样时,应根据热切割工艺和试件厚度预留加工余量,确保试样性能不受热切割的影响。

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6.5 试件和试样的试验与检验


6.5.2 试件的无损检测应在外观检验合格后进行,无损检测方法应根据设计要求确定。射线探伤应符合现行国家标准《金属熔化焊焊接接头射线照相》GB/T 3323的有关规定,焊缝质量不低于BⅡ级;超声波探伤应符合现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB 11345的有关规定,焊缝质量不低于BⅡ级。
6.5.3 试样的力学性能、硬度及宏观酸蚀试验方法应符合下列规定:
      1 拉伸试验方法应符合下列规定:
        1)对接接头拉伸试验应符合现行国家标准《焊接接头拉伸试验方法》GB/T 2651的有关规定;
        2)栓钉焊接头拉伸试验应符合图6.5.3-1的要求。
      2 弯曲试验方法应符合下列规定:
        1)对接接头弯曲试验应符合现行国家标准《焊接接头弯曲试验方法》GB/T 2653的有关规定,弯心直径为4δ(δ为弯曲试样厚度),弯曲角度为180°;面弯、背弯时试样厚度应为试件全厚度(δ<14mm);侧弯时试样厚度δ=10mm,试件厚度不大于40mm时,试样宽度应为试件的全厚度,试件厚度大于40mm时,可按20mm~40mm分层取样;
        2)栓钉焊接头弯曲试验应符合图6.5.3-2的要求。

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      3 冲击试验应符合现行国家标准《焊接接头冲击试验方法》GB/T 2650的有关规定。
      4 宏观酸蚀试验应符合现行国家标准《钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法》GB 226的有关规定。
      5 硬度试验应符合现行国家标准《焊接接头硬度试验方法》GB/T 2654的有关规定;采用维氏硬度HV10,硬度测点分布应符合图6.5.3-3~图6.5.3-5的要求,焊接接头各区域硬度测点为3点,其中部分焊透对接与角接组合焊缝在焊缝区和热影响区测点可为2点,若热影响区狭窄不能并排分布时,该区域测点可平行于焊缝熔合线排列。

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6.5.4 试样检验合格标准应符合下列规定:
      1 接头拉伸试验应符合下列规定:
        1)接头母材为同钢号时,每个试样的抗拉强度不应小于该母材标准中相应规格规定的下限值;对接接头母材为两种钢号组合时,每个试样的抗拉强度不应小于两种母材标准中相应规格规定下限值的较低者;厚板分片取样时,可取平均值;
        2)栓钉焊接头拉伸时,当拉伸试样的抗拉荷载大于或等于栓钉焊接端力学性能规定的最小抗拉荷载时,则无论断裂发生于何处,均为合格。
      2 接头弯曲试验应符合下列规定:
        1)对接接头弯曲试验:试样弯至180°后应符合下列规定:
        各试样任何方向裂纹及其他缺欠单个长度不应大于3mm;
        各试样任何方向不大于3mm的裂纹及其他缺欠的总长不应大于7mm;
        四个试样各种缺欠总长不应大于24mm;
        2)栓钉焊接头弯曲试验:试样弯曲至30°后焊接部位无裂纹。
      3 冲击试验应符合下列规定:
        焊缝中心及热影响区粗晶区各三个试样的冲击功平均值应分别达到母材标准规定或设计要求的最低值,并允许一个试样低于以上规定值,但不得低于规定值的70%。
      4 宏观酸蚀试验应符合下列规定:
        试样接头焊缝及热影响区表面不应有肉眼可见的裂纹、未熔合等缺陷,并应测定根部焊透情况及焊脚尺寸、两侧焊脚尺寸差、焊缝余高等。
      5 硬度试验应符合下列规定:
        Ⅰ类钢材焊缝及母材热影响区维氏硬度值不得超过HV280,Ⅱ类钢材焊缝及母材热影响区维氏硬度值不得超过HV350,Ⅲ、Ⅳ类钢材焊缝及热影响区硬度应根据工程要求进行评定。

6.6 免予焊接工艺评定

      2 免予评定的母材和焊缝金属组合应符合表6.6.2-2的规定,钢材厚度不应大于40mm,质量等级应为A、B级。

表6.6.2-2 免予评定的母材的匹配的焊缝金属要求
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    3 免予评定的最低预热、道间温度应符合表6.6.2-3的规定:

表6.6.2-3 免予评定的钢材最低预热、道间温度
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注:1 接头形式为坡口对接,一般拘束度;
       2 SMAW、GMAW、FCAW-G热输入给为15kJ/cm~25kJ/cm;SAW-S热输入给为15 kJ/cm~45 kJ/cm;
       3 采用低氢型焊材时,熔敷金属扩散氢(甘油法)含量应符合下列规定:
          焊条E4315、E4316不应大于8mL/100g;
          焊条E5015、E5016不应大于6mL/100g;
           药芯焊丝不应大于6mL/100g。
      4 焊接接头板厚不同时,应按最大板厚确定预热温度;焊接接头材质不同时,应按高强度,高碳当量的钢材确定预热温度;
      5 环境温度不应低于0℃。

4 焊缝尺寸应符合设计要求,最小焊脚尺寸应符合本规范表5.4.2的规定;最大单道焊焊缝尺寸应符合本规范表7.10.4的规定。
5 焊接工艺参数应符合下列规定:
        1)免予评定的焊接工艺参数应符合表6.6.2-4的规定;
        2)要求完全焊透的焊缝,单面焊时应加衬垫,双面焊时应清根;
        3)焊条电弧焊焊接时焊道最大宽度不应超过焊条标称直径的4倍,实心焊丝气体保护焊、药芯焊丝气体保护焊焊接时焊道最大宽度不应超过20mm;
        4)导电嘴与工件距离:埋弧自动焊40mm±10mm;气体保护焊20mm±7mm;
        5)保护气种类:二氧化碳;富氩气体,混合比例为氩气80%+二氧化碳20%;
        6)保护气流量:20L/min~50L/min。
      6 免予评定的各类焊接节点构造形式、焊接坡口的形式和尺寸必须符合本规范第5章的要求,并应符合下列规定:
        1)斜角角焊缝两面角ψ>30°;
        2)管材相贯接头局部两面角ψ>30°。
      7 免予评定的结构荷载特性应为静载。
      8 焊丝直径不符合表6.6.2-4的规定时,不得免予评定。
      9 当焊接工艺参数按表6.6.2-4、表6.6.2-5的规定值变化范围超过本规范第6.3节的规定时,不得免予评定。

表6.6.2-4 各种焊接方法免予评定的焊接工艺参数范围
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注:表中参数为平、横焊位置。立焊电流应比平、横焊减小10%~15%。

表6.6.2-5 拉弧式栓钉焊免予评定的焊接工艺参数范围
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6.6.3 免予焊接工艺评定的钢材表面及坡口处理、焊接材料储存及烘干、引弧板及引出板、焊后处理、焊接环境、焊工资格等要求应符合本规范的规定。

7 焊接工艺

7.1 母材准备


7.2 焊接材料要求


7.3 焊接接头的装配要求

7.3.2 接头间隙中严禁填塞焊条头、铁块等杂物。

7.3.3 坡口组装间隙偏差超过表7.3.1规定但不大于较薄板厚度2倍或20mm两值中较小值时,可在坡口单侧或两侧堆焊。

7.3.4 对接接头的错边量不应超过本规范表8.2.2的规定。当不等厚部件对接接头的错边量超过3mm时,较厚部件应按不大于1:2.5坡度平缓过渡。

7.3.5 采用角焊缝及部分焊透焊缝连接的T形接头,两部件应密贴,根部间隙不应超过5mm;当间隙超过5mm时,应在待焊板端表面堆焊并修磨平整使其间隙符合要求。

7.3.6 T形接头的角焊缝连接部件的根部间隙大于1.5mm且小于5mm时,角焊缝的焊脚尺寸应按根部间隙值予以增加。

7.3.7 对于搭接接头及塞焊、槽焊以及钢衬垫与母材间的连接接头,接触面之间的间隙不应超过1.5mm。

7.4 定 位 焊

7.5 焊接环境

7.6 预热和道间温度控制

7.6.3 电渣焊和气电立焊在环境温度为0℃以上施焊时可不进行预热;但板厚大于60mm时,宜对引弧区域的母材预热且预热温度不应低于50℃。

7.6.4 焊接过程中,最低道间温度不应低于预热温度;静载结构焊接时,最大道间温度不宜超过250℃;需进行疲劳验算的动荷载结构和调质钢焊接时,最大道间温度不宜超过230℃。

7.6.5 预热及道间温度控制应符合下列规定:
      1 焊前预热及道间温度的保持宜采用电加热法、火焰加热法,并应采用专用的测温仪器测量;
      2 预热的加热区域应在焊缝坡口两侧,宽度应大于焊件施焊处板厚的1.5倍,且不应小于100mm;预热温度宜在焊件受热面的背面测量,测量点应在离电弧经过前的焊接点各方向不小于75mm处;当采用火焰加热器预热时正面测温应在火焰离开后进行。

7.6.6 Ⅲ、Ⅳ类钢材及调质钢的预热温度、道间温度的确定,应符合钢厂提供的指导性参数要求。

7.7 焊后消氢热处理

7.8 焊后消应力处理

7.9 引弧板、引出板和衬垫

7.10 焊接工艺技术要求

7.10.5 多层焊时应连续施焊,每一焊道焊接完成后应及时清理焊渣及表面飞溅物,遇有中断施焊的情况,应采取适当的保温措施,必要时应进行后热处理,再次焊接时重新预热温度应高于初始预热温度。

7.10.6 塞焊和槽焊可采用焊条电弧焊、气体保护电弧焊及药芯焊丝自保护焊等焊接方法。平焊时,应分层焊接,每层熔渣冷却凝固后必须清除再重新焊接;立焊和仰焊时,每道焊缝焊完后,应待熔渣冷却并清除再施焊后续焊道。

7.10.7 在调质钢上严禁采用塞焊和槽焊焊缝。

7.11 焊接变形的控制

7.12 返 修 焊

7.13 焊件矫正

7.14 焊缝清根

7.15 临时焊缝

7.16 引弧和熄弧

7.17 电渣焊和气电立焊


表7.17.5 电渣焊I形坡口间隙与板厚关系
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7.17.6 电渣焊焊接过程中,可采用填加焊剂和改变焊接电压的方法,调整渣池深度和宽度。

7.17.7 焊接过程中出现电弧中断或焊缝中间存在缺陷,可钻孔清除已焊焊缝,重新进行焊接。必要时应刨开面板采用其他焊接方法进行局部焊补,返修后应重新按检测要求进行无损检测。

8 焊接检验

8.1 一般规定


8.1.8 抽样检验应按下列规定进行结果判定:
      1 抽样检验的焊缝数不合格率小于2%时,该批验收合格;
      2 抽样检验的焊缝数不合格率大于5%时,该批验收不合格;
      3 除本条第5款情况外抽样检验的焊缝数不合格率为2%~5%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一处,在所有抽检焊缝中不合格率不大于3%时,该批验收合格,大于3%时,该批验收不合格;
      4 批量验收不合格时,应对该批余下的全部焊缝进行检验;
      5 检验发现1处裂纹缺陷时,应加倍抽查,在加倍抽检焊缝中未再检查出裂纹缺陷时,该批验收合格;检验发现多于1处裂纹缺陷或加倍抽查又发现裂纹缺陷时,该批验收不合格,应对该批余下焊缝的全数进行检查。


8.1.9 所有检出的不合格焊接部位应按本规范第7.11节的规定予以返修至检查合格。

8.2 承受静荷载结构焊接质量的检验

8.2.2 焊缝外观尺寸应符合下列规定:
      1 对接与角接组合焊缝(图8.2.2),加强角焊缝尺寸hk不应小于t/4且不应大于10mm,其允许偏差应为hk +0.40。对于加强焊角尺寸hk大于8.0mm的角焊缝其局部焊脚尺寸允许低于设计要求值1.0mm,但总长度不得超过焊缝长度的10%;焊接H形梁腹板与翼缘板的焊缝两端在其两倍翼缘板宽度范围内,焊缝的焊脚尺寸不得低于设计要求值;焊缝余高应符合本规范表8.2.4的要求。

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      2 对接焊缝与角焊缝余高及错边允许偏差应符合表8.2.2的规定。

表8.2.2 焊缝余高和错边允许偏差(mm)
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8.2.3 无损检测的基本要求应符合下列规定:
      1 无损检测应在外观检测合格后进行。Ⅲ、Ⅳ类钢材及焊接难度等级为C、D级时,应以焊接完成24h后无损检测结果作为验收依据;钢材标称屈服强度不小于690MPa或供货状态为调质状态时,应以焊接完成48h后无损检测结果作为验收依据。
      2 设计要求全焊透的焊缝,其内部缺欠的检测应符合下列规定:
        1)一级焊缝应进行100%的检测,其合格等级不应低于本规范第8.2.4条中B级检验的Ⅱ级要求;
        2)二级焊缝应进行抽检,抽检比例不应小于20%,其合格等级不应低于本规范第8.2.4条中B级检测的Ⅲ级要求。
      3 三级焊缝应根据设计要求进行相关的检测。

8.2.4 超声波检测应符合下列规定:
      1 检验灵敏度应符合表8.2.4-1的规定;

表8.2.4-1 距离-波幅曲线
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      2 缺欠等级评定应符合表8.2.4-2的规定;

表8.2.4-2 超声波检测缺欠等级评定
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      3 当检测板厚在3.5mm~8mm范围时,其超声波检测的技术参数应按现行行业标准《钢结构超声波探伤及质量分级法》JG/T 203执行;
      4 焊接球节点网架、螺栓球节点网架及圆管T、K、Y节点焊缝的超声波探伤方法及缺陷分级应符合现行行业标准《钢结构超声波探伤及质量分级法》JG/T 203的有关规定;
      5 箱形构件隔板电渣焊焊缝无损检测,除应符合本规范第8.2.3条的相关规定外,还应按本规范附录C进行焊缝焊透宽度、焊缝偏移检测;
      6 对超声波检测结果有疑义时,可采用射线检测验证;
      7 下列情况之一宜在焊前用超声波检测T形、十字形、角接接头坡口处的翼缘板,或在焊后进行翼缘板的层状撕裂检测:
        1)发现钢板有夹层缺欠;
        2)翼缘板、腹板厚度不小于20mm的非厚度方向性能钢板;
        3)腹板厚度大于翼缘板厚度且垂直于该翼缘板厚度方向的工作应力较大。
      8 超声波检测设备及工艺要求应符合现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB/T 11345的有关规定。

8.2.5 射线检测应符合现行国家标准《金属熔化焊焊接接头射线照相》GB/T 3323的有关规定,射线照厢的炙量等级不应低于B级的要求,一级焊缝评定合格等级不应低于Ⅱ级的要求,二级焊缝评定合格等级不应低于Ⅲ级的要求。

8.2.6 表面检测应符合下列规定:
      1 下列情况之一应进行表面检测:
        1)设计文件要求进行表面检测;
        2)外观检测发现裂纹时,应对该批中同类焊缝进行100%的表面检测;
        3)外观检测怀疑有裂纹缺陷时,应对怀疑的部位进行表面检测;
        4)检测人员认为有必要时。
      2 铁磁性材料应采用磁粉检测表面缺欠。不能使用磁粉检测时,应采用渗透检测。

8.2.7 磁粉检测应符合现行行业标准《无损检测 焊缝磁粉检测》JB/T 6061的有关规定,合格标准应符合本规范第8.2.1条、第8.2.2条中外观检测的有关规定。

8.2.8 渗透检测应符合现行行业标准《无损检测 焊缝渗透检测》JB/T 6062的有关规定,合格标准应符合本规范第8.2.1条、第8.2.2条中外观检测的有关规定。

8.3 需疲劳验算结构的焊缝质量检验

注:a 主要角焊缝是指主要杆件的盖板与腹板的连接焊缝;
       b 手工焊角焊缝全长的10%允许hf-1.0+3.0.

8.3.3 无损检测应符合下列规定:
      1 无损检测应在外观检查合格后进行。Ⅰ、Ⅱ类钢材及焊接难度等级为A、B级时,应以焊接完成24h后检测结果作为验收依据,Ⅲ、Ⅳ类钢材及焊接难度等级为C、D级时,应以焊接完成48h后的检查结果作为验收依据。
      2 板厚不大于30mm(不等厚对接时,按较薄板计)的对接焊缝除按本规范第8.3.4条的规定进行超声波检测外,还应采用射线检测抽检其接头数量的10%且不少于一个焊接接头。
      3 板厚大于30mm的对接焊缝除按本规范第8.3.4条的规定进行超声波检测外,还应增加接头数量的10%且不少于一个焊接接头,按检验等级为C级、质量等级为不低于一级的超声波检测,检测时焊缝余高应磨平,使用的探头折射角应有一个为45°,探伤范围应为焊缝两端各500mm。焊缝长度大于1500mm时,中部应加探500mm。当发现超标缺欠时应加倍检验。
      4 用射线和超声波两种方法检验同一条焊缝,必须达到各自的质量要求,该焊缝方可判定为合格。

8.3.4 超声波检测应符合下列规定:
      1 超声波检测设备和工艺要求应符合现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB/T 11345的有关规定。
      2 检测范围和检验等级应符合表8.3.4-1的规定。距离-波幅曲线及缺欠等级评定应符合表8.3.4-2、表8.3.4-3的规定。

表8.3.4-1 焊缝超声波检测范围和检验等级
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表8.3.4-2 超声波检测距离-波幅曲线灵敏度
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注:1 角焊缝超声波检测采用铁路钢桥制造专用柱孔标准试块或与其校准过的其他孔形试块;
       2 φ6、φ3、φ2表示纵波探伤的平底孔参考反射体尺寸。

表8.3.4-3 超声波检测缺欠等级评定
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注:1 母材板厚不同时,按较薄板评定;
       2 缺欠指示长度小于8mm时,按5mm计。

8.3.5 射线检测应符合现行国家标准《金属熔化焊焊接接头射线照相》GB/T 3323的有关规定,射线照相质量等级不应低于B级,焊缝内部质量等级不应低于Ⅱ级。

8.3.6 磁粉检测应符合现行行业标准《无损检测 焊缝磁粉检测》JB/T 6061的有关规定,合格标准应符合本规范第8.2.1条、第8.2.2条中外观检验的有关规定。

8.3.7 渗透检测应符合现行行业标准《无损检测 焊缝渗透检测》JB/T 6062的有关规定,合格标准应符合本规范第8.2.1条、第8.2.2条中外观检测的有关规定。

9 焊接补强与加固

式中σf——角焊缝按有效截面(he×lw)计算垂直于焊缝长度方向的名义应力;
      τf——角焊缝按有效截面(he×lw)计算沿长度方向的名义剪应力;
      η——焊缝强度折减系数,可按表9.0.11采用;
      fwf——角焊缝的抗剪强度设计值。

表9.0.11 精明强干强度折减系数η
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9.0.12 用于补强或加固的零件宜对称布置。加固焊缝宜对称布置,不宜密集、交叉,在高应力区和应力集中处,不宜布置加固焊缝。

9.0.13 用焊接方法补强铆接或普通螺栓接头时,补强焊缝应承担全部计算荷载。

9.0.14 摩擦型高强度螺栓连接的构件用焊接方法加固时,拴接、焊接两种连接形式计算承载力的比值应在1.0~1.5范围内。

附录A 钢结构焊接接头坡口形式、尺寸和标记方法

      2 单、双面焊接及衬垫种类代号应符合表A.0.1-2的规定。

表A.0.1-2 单、双面焊接及衬垫种类代号
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      3 坡口各部分尺寸代号应符合表A.0.1-3的规定。

表A.0.1-3 坡口各部分的尺寸代号
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4 焊接接头坡口形式和尺寸的标记应符合下列规定:

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    标记示例:焊条电弧焊、完全焊透、对接、Ⅰ形坡口、背面加钢衬垫的单面焊接接头表示为MC-BⅠ-Bsl。

A.0.2 焊条电弧焊全焊透坡口形式和尺寸宜符合表A.0.2的要求。


A.0.3 气体保护焊、自保护焊全焊透坡口形式和尺寸宜符合表A.0.3的要求。

A.0.4 埋弧焊全焊透坡口形式和尺寸宜符合表A.0.4要求。

A.0.5 焊条电弧焊部分焊透坡口形式和尺寸宜符合表A.0.5的要求。

A.0.6 气体保护焊、自保护焊部分焊透坡口形式和尺寸宜符合表A.0.6的要求。

A.0.7 埋弧焊部分焊透坡口形式和尺寸宜符合表A.0.7的要求。

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附录B 钢结构焊接工艺评定报告格式


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附录C 箱形柱(梁)内隔板电渣焊缝焊透宽度的测量


C.0.2 焊接前必须在面板外侧标记上焊接预定线,探伤时应以该预定线为基准线。

C.0.3 应把探头从焊缝一侧移动至另一侧,底波高度达到40%时的探头中心位置作为焊透宽度的边界点,两侧边界点间距即为焊透宽度。

C.0.4 缺陷指示长度的测定应符合下列规定:
      1 焊透指示宽度不足时,应按本规范第C.0.3条规定扫查求出的焊透指示宽度小于隔板尺寸的沿焊缝长度方向的范围作为缺陷指示长度;
      2 焊透宽度的边界点错移时,应将焊透宽度边界点向焊接预定线内侧沿焊缝长度方向错位超过3mm的范围作为缺陷指示长度;
      3 缺陷在焊缝长度方向的位置应以缺陷的起点表示。

本规范用词说明

引用标准名录

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