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1 目视检验概述

对检验的认识经常被认为是生产过程之后的事情，比如机械零件加工成型到最终尺寸后，检验是否符合图纸和技术要求。同样，衣服经过裁剪、缝制、上纽扣等一系列工序完工成型后，再进行检验。通过这些例子可以看出，这些都是单件产品比较小的情况，检验工作一般是放在生产过程结束后再进行的。然而，建筑钢结构工程有自身的生产特点，一栋高层钢结构建筑动辄需要几万吨乃至十几万吨钢材，这些形状各异的钢材构件以焊接及栓接的方式连接成为整体，最终成为一栋栋拔地而起的高楼。近年来焊接技术的快速发展，已经逐步取代栓接成为钢结构建筑中最重要的连接方式。成千上万条焊缝质量对建筑的使用安全至关重要，因此，必须重视钢结构焊接过程中的每一条焊缝的过程检验，使其达到规范和标准要求。

经验告诉我们，对于焊接构件来说，焊接过程结束后的检验，即使增加无损检测，也不一定能完全保证满足工况使用的要求。而如果在焊接生产前就预先设定一系列的焊接目视检验程序，并在焊接生产中的具体阶段按计划执行这些目视检验措施，实践证明，即使在没有无损检测的条件下，也可以在很大程度上保证焊接产品达到预期的质量标准。

因为影响焊接质量的因素分布在整个焊接操作的各个阶段，尤其是焊接开始前的焊接质量影响因素更是重中之重。在大部分类似的情况下，如果合理安排目视检验的程序，许多重大的质量错误就可以在产生之初被发现，只需采取简单而经济的措施就可以及时纠正。

2 目视检验的特点

（a）任何检验规程都不会绝对保证焊接件的质量能够满足其所期望的标准，然而通过编制适当的检验计划，则可以获得更经济、更可靠的焊接产品。

（b）尽管目视检验能够有效地控制和判断焊接和焊接件的质量，但目视检验仅限于焊缝表面，而不能发现焊缝内部的缺陷。这一局限性可以通过在检验计划中增加过程检验得以弥补，从而在一定程度上保证焊接质量。

（c）要认识到无损检测只是对目视检验的有效补充，而不是代替。4 种用于焊缝质量无损检测的方法，每种都有各自的特点与不足。渗透和磁粉检测是表面检测技术，而后者仅适用于铁磁性材料；射线检测具有方向性要求，并使一定距离内的工作范围存在辐射危险；超声波检测技术只能检测板厚8 mm以上的焊缝，且需要光滑的表面及一定的空间距离。

3 目视检验程序

焊接目视检验根据执行时间可分为焊接前、焊接过程中和焊接后3 个时间阶段。目视检验能发现焊接过程中的焊接表面缺陷，能够有效反映焊接产品质量，是一种简单、经济的检测方法。但是要求执行焊接检验的人员应在金属制造、检验和测试方面经过必要的培训或有丰富的检验经验，并且能够胜任检验工作，焊接检验员必须全过程核实焊接制造和安装都符合合同文件的要求[1]。

3.1 焊接前检验

在焊接前，焊接检验员需要注意一些典型项目，主要包括查看图纸和规程、检查焊接工艺和操作资格、建立控制点、查看材质文件、查看母材、检查装配质量等。如果检验员详细检验了这些基本内容，可以避免在工程中出现难以处理的局面。

3.1.1 查看图纸和详细阅读操作规程

检验员须从图纸中获得重要的待检验信息。包括焊接细节要求、材料要求、详细尺寸、焊接过程检验要求等。

3.1.2 检查焊接工艺规程和焊工资格的评定

标准和规范中对于认证焊工的要求越来越严格，焊接检验师需要验证焊工、焊接操作工、定位焊工的资格能够满足焊接生产中的工艺要求，并要在整个焊接过程中不断考察焊工技能。检查焊工是否具备焊接产品所要求的资格证明，是否具有执行焊接工艺的能力，若发现焊工技能下降，则必须重新进行焊工资格评定，甚至重新培训。

焊接工艺规程（WPS）是根据相应的焊接工艺评定报告（PQR）编制的，其按规定的程序审批后方可使用。焊接工艺规程是焊工、检查人员和生产管理人员在焊接生产中必须遵循的重要工艺文件，内容涵盖了施焊时需要遵守的重要焊接参数和次要焊接参数[2]。检验员必须检查焊接工艺评定报告是否符合工程要求，以保证焊接工艺规程和焊工认证符合工程的技术要求。

3.1.3 建立停止点

在焊接开始前，在某些需要检查和判断的控制点上应建立停止点。必须通过焊接检验师对这些重要控制点的检验后，才能继续后续的工作，以避免检验工作面被覆盖。

3.1.4 检验母材和构件

检验母材材质是否符合图纸设计要求，避免材料错用。在厚板焊接及存在形或十字接头的地方，应检查是否存在不能接受的缺陷，如母材的分层和焊缝的裂纹等。

3.1.5 检查焊接接头的准备和装配

焊接接头的装配，是能否获得高质量焊缝的关键。焊前主要检查的装配项目有：坡口角度、根部间隙、接头对中、衬垫、引弧板的安装、接头清洁、定位焊及预热（需要的情况）。所有这些因素，都会对焊缝的质量有直接的影响，如果装配质量达不到规范和图纸的要求，必须在焊接开始前予以纠正。有时候，在检查过程中发现的偏差，虽然在焊接技术规范要求之内，但在复检时要给予特别的关注。比如在T形接头的角焊缝焊接时，发现根部间隙很大，当间隙超过5 mm时，则应在待焊板端表面堆焊并修磨平整，使其间隙符合要求。当根部间隙大于1.5 mm且小于5 mm时，角焊缝的焊角尺寸应按根部间隙值予以增加。焊接检验员在检查焊角尺寸时，就要特别关注相应增加的根部间隙值，以确保有效焊接尺寸，从而避免因焊缝有效尺寸减小而导致的承载力不足引发的事故[3]。

3.2 焊接中检查

在焊接执行阶段，要特别注意检查预热温度和层间温度、检查焊接工艺规程执行的一致性、检查打底焊道质量、检查焊道焊层的布置和焊接清根情况。

焊接检验员必须确认焊接规范、合同文件对焊前预热和层间温度的控制要求。在焊接时，沿焊缝所有方向上，在距焊接点不小于板厚的长度，且不小于75 mm处进行温度的测量。必须按照规定的温度，保持预热温度和随后的所有道间温度。对于厚板焊接尤为重要，必须保证整个焊接接头范围内温度的内外均匀通透，以减小焊接应力和变形的不均匀性。

另一个重点检查的是焊接工艺规程参数的执行情况是否符合工艺评定。包括焊接材料、送丝速度、接头坡口设计、电流特性、极性、焊接电压、焊接电流和其他需要确认的焊接参数，这些通过焊接工艺评定验证优化后的焊接参数组合，可以使得焊缝及母材的热影响区的热输入符合要求，因为过大的热输入，可能导致焊缝及热影响区晶粒粗大、塑性韧性降低、接头强度降低、焊接接头耐腐蚀性能降低等问题，难以保证焊接产品中的热影响区和焊缝的化学成分、金属组织和力学性能满足使用要求；当热输入过小时，可能导致焊接区产生裂纹、焊接接头成型不良、焊接缺陷率高等问题[4]。

评估焊缝质量，最好的做法是对每一道焊缝都进行检查。大多数焊接缺陷的产生都和根部打底焊道的质量有关，因此对根部焊道的彻底检查有利于问题的及时发现和纠正，避免厚板焊接完毕才通过无损检测发现超标缺陷后造成的大量返修工作，既影响焊缝和附近母材的力学性能，又影响工作效率和增加成本。对中间填充层的检查有利于加强焊道的清理工作，避免最终焊缝的夹渣、气孔、未焊透及未融合等缺陷而产生的附加返工。对于双面焊反面清根的焊接情况，第二面的接头根部清理是最关键的，采用碳弧气刨去除焊渣和其他不规则情况后，应检查碳弧气刨产生的表面渗碳层是否打磨干净，避免残余碳熔入焊缝金属中，导致过多的淬硬组织马氏体而引发焊缝冷裂纹，以保证所有的妨碍焊接质量的不连续物被有效去除，并且清根后的坡口槽面的形状适合后续焊接质量的保证。

3.3 焊接后检查

焊接后检查主要包括确认焊缝的尺寸、检查焊缝表面情况及一些随后的相关要求。

焊缝表面质量检查主要是确认焊缝形状轮廓是否满足规范要求，是否有焊接飞溅和电弧击伤的存在，是否符合规范和技术条件要求的焊接缺陷的尺寸和数量的限制。通过焊缝表面的检验，可以发现大多数的表面缺陷，包括气孔、未融合、接头未焊透、表面未填满、焊瘤、裂纹、金属和非金属夹杂物。这些缺陷都是应力集中源，它们的存在会诱使其他缺陷的产生和扩展。因此，只要发现这些缺陷，都应及时修复。

焊缝尺寸主要检查焊缝有效尺寸、长度和位置是否符合图纸要求，包括焊缝宽度、余高及是否整条焊缝连续填充等，尺寸检查需要借助有不同功能的焊缝量规和仪器，以控制焊缝尺寸精度避免过分超过或小于图纸要求。

完成外观检测后，目视检验还应根据规范和技术条件要求，检验或见证焊后热处理、无损检验等其他要求。

4 结语

焊接目视检验，整个过程持续时间较长，涉及的检验项目多，很大一部分检验内容要穿插进行，因此，在检验之前编制检验计划，组织相关人员协调配合，并在实施阶段严格执行，充分发挥焊接目视检验技术在项目施工过程中的质量控制作用，在提高生产量和生产效率的同时，使焊接技术及产品质量保持在理想水平之上，将焊接产品质量事故降至最低，保证产品全部质量特性的考核指标满足相应标准、规范、合同或第三方的有关规定。毕竟预防错误的成本通常比纠正错误的成本要少得多。只有强化焊接质量管理，才能建造出高质量的钢结构焊接工程，不仅可以向用户提供满足使用要求的焊接产品，而且可以推动企业的技术进步，进而使企业获得高的收益和回报，不断提升企业的竞争优势。