当结构的母材和焊接材料选定以后,就要确定焊缝的质量等级。选择合适的质量等级是非常重要的,不恰当地提高焊缝的质量等级将提高工程造价。
鉴于现有的焊接技术尚无法避免焊接过程中焊接缺陷的产生,因此必须采取一定措施将焊接缺陷控制在允许的范围内。实践证明,通过制定焊接缺陷质量要求标准进行约束是一种有效的手段。在《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205)中就将焊缝质量等级分为一、二、三3个等级。如果经过检查,焊接缺陷不超过所要求的级别的各项规定,则焊接过程中焊接缺陷就得到了控制。
对于建筑钢结构,焊缝质量要达到一级标准是很困难的。特别是在采用手工电弧焊且剖口较深时,一般的焊工很难做到。在实际工程中,除了大跨度重级工作制吊车梁的下翼缘对接,以及大跨度钢桥的受拉构件的对接这种对质量要求很高的焊缝要求一级焊缝以外,其他场合很少用到一级,一般都要求二级。
对于角焊缝,除了在要求熔透的情况(如对于轮压较大的吊车梁的上翼缘和腹板连接的角焊缝),其质量等级要求二级外,其他场合一般都用三级。
在《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205)中,3个质量等级对于焊缝的内部缺陷检验、外观质量标准及检验方法都作了明确的规定:设计要求全焊透的一、二级焊缝应采用超声波探伤进行内部缺陷的检验。焊缝内部缺陷分级及探伤方法应符合国家现行标准《钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级法》(GB11345)的规定,对于一、二级焊缝的探伤结果应符合表1的规定。
在CB11345中检验等级分为A、B、C3个级别,评定等级分为I、II、III、Ⅳ4个级别。所谓检验等级就是检验方法(有的设计手册把焊缝质量等级和检验等级混为一谈,出现“一级焊缝应符合检验等级中的B级”这样明显的错误)。焊缝中缺陷的位置、形状和方向直接影响缺陷的声反射信号强度。由于缺陷存在的任意性,因此超声波探测焊缝的方向愈多,波束垂直于缺陷平面的概率愈大,则缺陷的检出率也愈高。根据探测方向(取决于探头角度、探伤侧、探伤面及探头移动角度等)的多少,分为A、B、C3个级别,它体现了检验的完善程度,按A、B、C逐级提高,其检验工作的难度系数也逐级提高(A为1,B为5-6,C为10~12)。各级别探伤面、探伤侧、探头角度及探测方法等在GB11345中都有明确的规定。对于建筑钢结构以及压力容器,目前我国超声波探伤的检验等级都采用B级。当检验方法(即检验等级)确定以后,根据用该种方法检测出焊缝中缺陷的情况,对其结果进行等级分类,就是所谓的评定等级。对于焊缝宏观质量控制,缺陷的尺寸超过1mm才有实际意义。CB11345根据缺陷的长度按表2中的规定予以评级。表2中的12、8/3等均为超声波探伤仪测出的缺陷尺寸。