前面我们聊过焊接工艺评定试件怎么下料、试样在试件上该怎么排布,而表 6.4.2,就是决定我们到底要取哪些试样、取多少件的核心依据。很多一线技术人员拿到评定任务,先对着取样图划线,等到试样加工完成准备送试,才发现试样种类、数量和规范表格对不上,整套试件直接作废。这张表格看着只是一行行数字,实际上把板、管、栓钉、相贯节点、十字接头等工程上主流焊接接头的试验要求全部划定,再加上下方七条注释,补充了豁免条件、取样边界、设备限制等实操细节,是焊接工艺评定试验清单的总纲领。

整张表格的逻辑非常清晰,横向罗列全部检验项目:无损探伤、全断面拉伸、常规拉伸、面弯、背弯、侧弯、30° 弯曲、冲击试样(焊缝中心、热影响区分开统计)、宏观酸蚀以及硬度试验;纵向按照母材形式、接头形式划分大类,同时加入试件厚度作为关键分界条件。所有试样数量都不是固定值,接头形式一变,要求立刻不同,不能用一套试样清单套用所有焊接工艺评定。
我们先从最常用的板、管对接接头说起,规范以 14 mm 板厚划出一条分界线,和前面板材对接取样图完全呼应。当试件厚度小于 14 mm,首先必须完成无损探伤;管材外径不大于 76 mm 的小圆管,可以采用全断面拉伸试样;常规拉伸试样取 2 件,同时配置面弯试样 2 件、背弯试样 2 件,不需要制取侧弯试样;如果设计要求冲击韧性,焊缝中心取 3 件冲击试样,热影响区同样取 3 件。而当试件厚度大于等于 14 mm,弯曲试样就发生变化,取消面弯、背弯,改为 4 件侧弯试样。道理也很简单,薄板依靠正反两面弯曲就能够考核焊缝表层塑性缺陷,厚板的潜在缺陷沿着板厚纵深分布,只有侧弯才能覆盖整个截面,这也是现场最容易记错的一条规则。同时这里还要留意注释 b,一旦圆管外径超过 76 mm,就不能再使用整管全截面拉伸,必须按照规范附图截取条状拉伸试样。
在钢结构管桁架、网架项目当中,T、K、Y 型相贯接头出现频率很高,这类接头和对接接头的试验体系完全不同。不管试件厚度是多少,首先都要做无损探伤,常规拉伸、弯曲试样一般不要求制取;检验重心落在宏观酸蚀试样上,板材 T 形接头取 2 件宏观试样,管材 T、K、Y 相贯接头则要求取 4 件。注释 f 进一步收紧要求,圆管相贯接头的宏观试样不能随意截取,要分别在接头趾部、侧面、根部各取一件;矩形管全焊透 T、K、Y 接头,宏观试样要在接头角部截取;而注释 g 专门补充斜 T 形接头,如果是锐角根部,要按照指定图样完成宏观酸蚀检验。不少管桁架项目的评定被打回,问题就是宏观取样位置不对,仅仅凑够数量,没有覆盖关键受力区域。
十字形接头分为板十字与管 - 管十字两个分支。板材十字接头任意厚度均要求无损探伤,配置 2 件拉伸试样,有冲击要求时焊缝中心、热影响区各取 3 件冲击试样,配套 2 件宏观酸蚀试样;管 - 管十字接头则以全断面拉伸为主,要求 2 件,不做弯曲和冲击,宏观酸蚀试样需要 4 件。注释 c 在这里给出缓冲说明:管 - 管以及管 - 球接头的全断面拉伸,受试验机夹头、载荷上限约束,如果设备能力达不到,就不能强行采用全截面试样,需要更换取样方案。管 - 球接头相对简洁,仅要求无损探伤与 2 件宏观酸蚀试样,不需要力学拉伸、弯曲与冲击试样。
栓钉焊接接头属于单独的体系,很多技术人员会习惯性套用对接接头的试样要求,进而出错。表格明确,当底板厚度≥12 mm 的栓钉评定,需要准备 5 件全断面拉伸试样,搭配 5 件 30° 弯曲试样,其余弯曲、冲击、宏观酸蚀项目都不做,评定的核心就是验证栓钉和底板连接部位的抗拉与抗弯性能。
表格下方的注释,是整套规范里的 “豁免开关”,也是监理、检测机构重点核查的内容。注释 a 写明,如果母材对应的产品标准本身没有提出某一项力学性能指标,对应的焊接接头试验可以免做;但是这项豁免不能由施工单位自行判定,必须溯源母材标准,不能随意删减试验项目。注释 d 是另外一个高频误区来源:冲击试验并不是所有评定的必选项,是否开展冲击试验、冲击的试验温度,完全按照设计选用钢材的要求确定。很多加工厂不管图纸要求,每一份评定都固定加工冲击试样,造成不必要浪费;反过来,图纸明确提出韧性要求,却漏取冲击试样,直接造成评定无效。注释 e 说明硬度试验属于可选项目,只有工程文件明确提出要求的时候,才需要增加硬度检测。
在实际工作当中,一定要记住先后顺序:先查表 6.4.2,确定本次评定需要哪些试样、每件取多少,再翻阅对应的取样图纸,在试件上划定取样区域,预留舍弃段与备用试样,最后再进行切割加工。如果顺序颠倒,先切割取样再核对表格,非常容易出现试样缺项、数量不足的情况。同时这份表格必须和前面 6.4 章节试件制备要求联动,试件厚度的覆盖范围、母材焊材、坡口都满足规范之后,表格规定的试样清单才有意义。
说到底,表 6.4.2 并不是一串冰冷的数字,它是无数钢结构工程事故、试验验证之后沉淀下来的一套检验底线。对接、相贯、十字、栓钉,不同接头受力模式不一样,潜在失效位置各不相同,规范据此设置差异化的检验组合。看懂表格,吃透七条注释,避开厚板弯曲、相贯节点取样、冲击试验豁免这些高频陷阱,才能保证焊接工艺评定的试验清单合规,出具的评定报告能够顺利通过验收,真正为现场焊接施工提供可靠依据。