漫谈焊缝质量等级

市场上的商品都会有质量等级，例如一定得是合格品，有的细分为优等品、一等品、二等品等等。消费购物都要小心翼翼，提防假冒伪劣。
同样，钢结构焊缝也有质量等级之分（以下仅讨论内部质量），根据焊缝的外观、内部质量分为一级、二级和三级等三大类。但是，生活与工程的产品质量等级，其制定目的、实施方法却截然不同。
一、在社会生活中，商品质量等级是在生产过程中检查（全检或抽检）的结论。属于既成事实的质量分类和认定，不符合质量要求判定为次品或废品。
而钢结构焊缝依附在结构连接部位，并非通常意义上的产品。焊缝质量是在设计阶段确定的等级标准，施工中的质量目标。不符合要求不能一废了之，必须通过返工来消除超标缺陷。因此，可以概括为事前约定、过程控制、最终一定要达标。
二、社会生活中，商品的质量按合格标准确定各自等级。这种合格标准，又是依据缺陷的数量多少或严重程度来制定的。
但是，钢结构焊缝质量却通过划分不同检查范围来设定级别标准。例如：一级焊缝全数检查（100﹪探伤）；二级焊缝抽样检查（20﹪探伤）。
至于判定合格还是不合格的标准（超标缺陷的界定），无论一级焊缝或者二级焊缝却相差无几，前者ⅡB为 2δ/3 ，后者ⅢB为 3δ/4，其中：δ——板厚（缺陷的长度），
同时，根据板的厚薄，还需要分别以最小值和最大值来进行控制。
由此可见，钢结构焊缝并非采用合格标准来区分质量等级。换言之，合格标准在数值上相差无几，检查范围却大相径庭。并非不合常理，只是有其特殊性。
三、焊缝质量等级的分类原则
根据结构的承载类型、荷载特性、焊缝形式、工作环境、应力状态以及破坏后产生的危害程度等等，焊缝应该选用不同的质量等级，一味提高质量要求会造成不必要的浪费。
例如：在需要进行疲劳计算的构件中，凡对接焊缝均应焊透，其质量等级为： 作用力垂直于焊缝长度方向的对接焊缝，受拉为一级，受压为二级。作用力平行于焊缝长度方向的对接焊缝（不论拉压）均为二级。 三级焊缝不进行探伤，仅作外观检查。
还有特别情况，例如焊接球网架，虽然有受拉节点，以及受压、不受力节点，由于前者数量上少于后者之和，规范将全部球杆对接焊缝定为二级。这样，受拉球杆焊缝质量可能存在偏低风险，但是总体上满足质量控制要求。
四、焊接工作的特殊性
1、产品质量逐个检查需要耗费大量成本，抽样检查是根据数理统计原理,从交验批中抽取部分样品进行检查,并按照判断规则,推断整批产品的质量水平。具体对于焊缝质量，依据其等级要求，分别采用全检（100﹪）和抽检（20﹪）。
在二级焊缝中，虽然仅探伤20﹪，仍然遵循正态分布规律，缺陷全部集中在80﹪部位的几率微乎其微。
2、质量不能依靠检查来保证，强调从源头把好质量关。尤其焊接工序，很大程度上取决于个人的操作技能。电焊工无法自我控制焊接等级，只能全力以赴尽善尽美。建筑行业有几十个工种，唯独电焊工上岗资质被列入规范强制性条文（黑体字）。
五、新规定带来新问题
钢结构工程焊接内在质量主要依靠无损检测（探伤），一级焊缝100﹪探伤、二级焊缝20﹪探伤向来如此众所周知。
现在，情况有所变化，新颁布《钢结构焊接规范》GB50661-2011，其中增加需要疲劳验算结构的焊缝质量。意味着对于承受动力荷载的焊缝，不仅探伤范围扩大100﹪探伤，同时合格标准（缺陷等级）更为严格。另外，100﹪探伤不一定是一级焊缝（二级动载也要100﹪探伤）；二级焊缝不一定按20﹪探伤（动载必须100﹪探伤），这些都涉及到施工、检测要按新规定执行。
手工电弧焊






二氧化碳气体保护焊








埋弧焊









电渣焊（箱形柱内板焊接）


超声波探伤









附：
在《钢结构焊接规范》GB50661-2011中，对于第8.3条“需疲劳验算结构的焊缝质量检验”的不解与疑惑：
一、这部分内容直接引自《铁路钢桥制造规范》，由于分属不同行业，规范制定有所不同而带来混乱。
例如：建筑钢结构行业没有“二级角焊缝”之类表述。
例如：建筑钢结构规范中，焊缝探伤的缺欠等级由评定等级和检验等级组成（一级焊缝ⅡΒ，二级焊缝焊缝ⅢΒ）。而钢桥规范的缺欠等级则没有评定等级，仅采用一个检验等级Β，而是设定缺欠指示长度数值。
例如：两个规则合并执行，导致焊缝评定复杂化，焊缝质量类型竟然高达七种之多：
1、一级焊缝100﹪探伤，缺欠等级ⅡΒ；
2、一级对接焊缝100﹪探伤，单个缺欠等级t/4、多个缺欠（略）；
3、一级对接与组合焊缝100﹪探伤，单个缺欠等级t/3；
4、二级焊缝20﹪探伤，缺欠等级ⅢΒ；
5、二级焊缝100﹪探伤，缺欠等级t/2；多个缺欠（略）；
6、二级角焊缝100﹪探伤，缺欠等级t/2；
7、三级焊缝外观检查，不作探伤。
原本明了、清晰的规定变得繁琐、复杂，不利于现场实际操作（包括图纸标注）。
二、在建筑行业，存在循环交变应力主要是单层工业厂房。 但是，铁路钢桥与工业厂房在结构的重要性、国民经济中的地位、破坏后果的严重程度都大相径庭。提高后者焊缝质量标准，无异于杀鸡用牛刀，造成不必要的浪费。
三、 至于高层、超高层建筑存在风荷载作用效应，也可以在规范条文中，增加“同时执行《铁路钢桥制造规范》”的要求。反之照搬照抄具体标准数值，反倒破坏了建筑行业游戏规则的一贯性、完整性。
四、 规范应该具有广泛性指导意义 ， 现实中大部分承受静荷载的结构，需要进行疲劳验算的结构屈指可数。采取简单化处理显得过于生硬、随意。
以上理解仅个人一孔之见，正确的认识无疑需要经过多次反复和深化，求指教。