
连接的检验,不能只知道「要检查」,还要知道它会在哪里坏。焊接、螺栓、铆接的失效模式完全不同,检验的重点也就不同。抓错重点,检查再多也拦不住事故。
这篇讲三种连接的破坏方式,以及对应的检验动作。
一、焊接:从裂纹开始,从根部开始
焊缝的失效,绝大多数起源于缺陷,而缺陷分两类:
1、几何缺陷。未熔合、未焊透、咬边、焊瘤、错边。这类缺陷造成应力集中,是疲劳裂纹的起点。
2、冶金缺陷。气孔、夹渣、氢致裂纹。氢致裂纹最危险——它不在焊完立刻出现,而是几小时甚至几天后开裂,所以探伤要等 24 小时(厚板 36 小时)。
| 失效模式 | 起因 | 检验手段 |
| 未熔合 | 电流小、速度快、坡口有锈 | 超声波探伤(最敏感) |
| 根部未焊透 | 钝边过厚、间隙小 | 超声波 + 射线 |
| 氢致延迟裂纹 | 焊材受潮、预热不足、冷却过快 | 24 小时后探伤 + 外观复查 |
| 咬边 | 电流过大、运条角度不对 | 外观 + 焊缝量规 |
| 层状撕裂 | 厚板 Z 向性能不足、约束强 | 超声波(沿厚度方向) |
检验重点:一级焊缝 100% 探伤,二级 20% 且不少于 200mm。报告的构件编号必须能与实物对应,否则抽检等于随机。
二、高强螺栓:两条传力路径,两种失效
摩擦型:靠板间摩擦传力。失效是「滑移」——板之间错动,荷载重新分布。滑移属于延性破坏,有预警,但如果滑移量大,连接就失去了刚度。
失效原因:预拉力不足(未终拧、扭矩系数不符)、摩擦面污染(漆、油、锈)、板间有间隙。
承压型:靠栓杆抗剪与孔壁承压。失效是「栓杆剪断」或「孔壁承压破坏」。承载力高,但变形大,且不能用于动力荷载。
| 检验项 | 方法 | 合格标准 |
| 扭矩系数 | 按批复验 | 0.110–0.150 |
| 终拧扭矩 | 扭矩扳手抽检 | ±10% 设计值 |
| 终拧标记 | 目视 | 全部有标记,颜色区分班组 |
| 摩擦面 | 目视 + 抗滑移系数试验 | 无漆无油无厚锈,系数达设计值 |
| 板叠间隙 | 塞尺 | 接触面 ≥75%,边缘缝 ≤0.8mm |
三、铆接:老工艺,仍在服役
铆接靠铆钉镦粗后夹紧板件,传力方式与摩擦型螺栓类似。失效模式是铆钉剪断、钉孔承压、铆钉头脱落。
检验手段:锤击法(敲击铆钉,听声音判断是否松动)、目视(钉头是否偏心、有无裂纹)。老结构改造时,铆接节点的检查重点是锈蚀与松动——铆钉松动后,水汽进入板缝,锈蚀从内部开始。
改造注意:铆接结构不宜直接改为焊接。铆接钢材的含碳量偏高(老规范),焊接易产生冷裂纹,需做焊接性评定。
四、三种连接的对比
| 对比项 | 焊接 | 高强螺栓 | 铆接 |
| 刚度 | 峰值 | 摩擦型接近焊接 | 较大 |
| 疲劳性能 | 好(无缺陷时) | 好 | 好 |
| 失效预警 | 差(脆性断裂) | 好(滑移) | 较好 |
| 可拆性 | 不可拆 | 可拆 | 不可拆 |
| 现场适应性 | 受天气影响 | 全天候 | 噪声大、工艺老 |
五、检验的组织方式
1、先外观,后无损。外观不合格的焊缝不必浪费探伤费用,直接返修。外观检查要覆盖全部焊缝,不能抽检。
2、先资料,后实体。查焊工资格、焊材烘焙记录、扭矩系数报告。资料不全,实体检查的结论也站不住。
3、先关键,后一般。一级焊缝、主要受力节点、动力荷载部位优先。检验资源有限时,按重要性排序。
4、留存影像。每个检验批留带位置标识的照片,注明构件编号与检验人。将来出问题,这是唯一能回溯的证据。
六、三个被低估的失效原因
1、板叠间隙过大。接触面不密贴,摩擦型连接的摩擦力大幅下降。规范要求接触面不小于 75%,边缘缝不大于 0.8mm。这一项用塞尺一量就知道,但常被跳过。
2、螺栓重复使用。拧过一次的螺栓螺纹已塑性变形,扭矩系数改变,二次使用无法保证预拉力。拆下来的必须报废。
3、焊接顺序错误。不对称施焊造成构件侧弯,安装后整榀框架垂直度超差。这不是连接本身的失效,但后果一样——结构受力偏离计算模型。
埃菲尔钢结构的连接按类型分别控制:焊缝按等级探伤、螺栓按批复验扭矩系数、摩擦面遮蔽出厂,检验记录与构件编号对应。需要加工或检验配合,可打 0311-85523085。
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