焊缝余高（英文名称：reinforcement; excess weld metal）,是焊接工艺中形成的金属凸起部分，其作用具有双重性。一方面，余高通过保温和缓冷作用促进焊缝晶粒细化，减少焊接应力，同时收集气孔等焊接缺陷；另一方面，过高的余高会导致焊趾处几何突变，引发应力集中和疲劳裂纹扩展，试验表明有余高的设备疲劳寿命比打磨处理设备缩短2.0-2.5倍。中国国家标准GB150和JGJ18-2012《钢筋焊接及验收规程》对余高的允许范围作出明确规定，要求钢筋电弧焊焊缝余高应平缓过渡，搭接焊余高需满足主筋直径0.3倍厚度要求。国外规范更强调通过打磨提升防腐性能，重要设备建议削平余高至母材平齐以提高接头强度。

一、焊缝余高定义与作用

焊缝余高是指焊缝表面超出母材表面的高度，具体定义为焊缝表面两焊趾连线上的金属高度‌。余高具有双重作用：

1.积极作用‌：在焊接过程中起保温和缓冷作用，促进焊缝晶粒细化，减少焊接应力，同时能收集气孔等焊接缺陷‌。对于多层焊，后焊焊道对前一焊道起到保温、缓冷与回火作用，余高相当于对最外层焊道提供了保护‌。

2.负面影响‌：过高的余高会导致焊趾处几何突变，引发应力集中和疲劳裂纹扩展。试验表明有余高的设备疲劳寿命比打磨处理设备缩短2.0-2.5倍‌。余高区域存在显著的焊接残余应力梯度，其峰值应力可达材料屈服强度的1.2倍‌。

焊缝余高的存在会对焊接结构产生一定的影响，主要表现在以下几个方面：

1.减小焊缝有效截面积：焊缝余高会使焊缝的有效截面积减小，从而降低焊接接头的强度。在承受交变载荷的情况下，接头的疲劳强度会明显降低。

2.影响美观度：在外观要求较高的产品中，焊缝余高会严重影响产品的美观度，降低产品的质量和市场竞争力。

3.应力集中：焊缝余高的存在会导致应力集中现象的产生，特别是在焊趾部位，会大大增加裂纹产生的可能性。

4.液体泄漏：对于密封性要求较高的焊接结构，焊缝余高可能会导致液体泄漏，从而影响结构的安全性和可靠性。

5.电化学腐蚀：在某些腐蚀环境下，焊缝余高可能会成为腐蚀的热点，导致焊接结构的腐蚀加速。

二、焊缝余高标准要求

1.通用标准要求

‌GB150标准‌规定：

动载荷结构‌：承受动载荷的焊接接头(如桥梁、机械部件)，焊缝余高值应趋于零值，甚至要求打磨平滑‌。

不同焊接方法要求

三、焊缝余高控制方法

1.工艺参数控制

焊接线能量调整‌：

检查焊接线能量是否合适,一般用焊接接头的酸蚀样来检查。一是检查内外焊缝的重合量的程度，二是检查焊道腰部的宽窄。

线能量大，不仅仅是熔深大,而且焊缝余高也大，如不开坡口或U形槽,焊缝余高就更大。这是因为焊接线能量越大，单位时间内熔化的焊丝必然增加。

‌焊丝选择‌

焊头位置调整‌：

特殊控制技术

四、影响焊缝余高的关键因素

1.焊接参数因素

2.其他影响因素

五、不同行业的特殊要求

压力容器

桥梁钢结构

建筑钢结构

六、焊缝余高检测方法

为了确保焊接质量，需要对焊缝余高进行检测。常用的焊缝余高检测方法包括：

1.目视检测：目视检测是最常用的焊缝余高检测方法之一。通过观察焊缝表面的颜色、质地、大小等特征，可以初步判断焊缝余高的存在及其大小。目视检测需要一定的经验和技术水平。

2.接触检测：接触检测是指通过触摸焊缝表面，感受其平滑度和凸起程度来判断焊缝余高的大小。这种方法需要一定的经验和手感。

3.仪器检测：仪器检测包括一些专用的测量仪器，如激光测距仪、超声波测厚仪等，可以精确地测量焊缝余高的高度和大小。这种方法需要一定的设备和经验。

4.无损检测：无损检测是指在不破坏焊接结构的情况下进行检测的方法，如射线探伤、超声波探伤等。这些方法可以检测出焊缝余高的存在及其大小，同时还可以检测出其他潜在的缺陷。这种方法需要一定的设备和经验。

焊缝余高的存在对超声波探伤有影响,有助于我们选择合适的探头,掌握区分非缺陷波的方法,提高缺陷定位的准确性。在工作中，对于要求比较高的焊缝，根据实际需要也可将余高磨平、直接在焊缝上进行检测。

常用检测工具

检测技术分类

七、工程实践建议

为了控制焊缝余高的产生，具体可以采取以下措施：

1.优化焊接工艺：根据实际情况选择合适的焊接电流、电弧电压、焊接速度等参数，以减小焊缝余高的产生。同时，注意保持稳定的焊接速度和焊条摆动幅度，以保持熔池金属的流动稳定性。

2.操作技巧：操作人员应经过严格的培训，掌握正确的操作技巧，避免因操作不当导致焊缝余高的产生。例如，注意保持稳定的起弧和收弧动作，避免在焊缝起始和结束处产生过高的小段凸起。

3.预热和层间温度控制：对于一些高碳钢等材料，进行预热和层间温度控制可以减小材料在焊接过程中的应力应变，从而减小焊缝余高的产生。

4.合理选择焊接材料：选择合适的焊接材料可以减小熔池金属的收缩率，从而减小焊缝余高的产生。

5.刚性固定：对于一些易于产生焊缝余高的部位，可以采用刚性固定方法，如夹具、支撑等来限制金属的移动，从而控制焊缝余高的形成。

九、焊缝余高的修复

对于已经形成的焊缝余高，可以根据实际情况采取以下修复方法：

1.打磨修复：对于一些较小且凸起不严重的焊缝余高，可以采用砂轮、砂纸等进行打磨修复。这种方法简单易行，但要注意不要过度打磨导致母材损伤。

2.补焊修复：对于一些较大且凸起严重的焊缝余高，可以采用补焊方法进行修复。首先将凸起部分清除干净，然后重新进行焊接。补焊时要注意选择合适的填充材料和焊接工艺参数，以保证修复质量。

通过综合应用上述控制方法和标准要求，可有效保证焊缝质量，避免因余高不当导致的应力集中、疲劳寿命降低等问题。焊接结构的疲劳强度，在很大程度上取决于构件应力集中情况。如果焊接构件有应力集中，在受到循环载荷条件下，焊接结构普遍会出现严重的断裂破坏。焊缝几何尺寸及焊接过程中产生的各种缺陷是产生应力集中的主要原因。

对于光滑焊件，焊接缺陷是影响疲劳强度的主要原因，对于有余高焊件，余高的高度是影响疲劳强度的主要原因，实际应变测量和有限元计算都表明，焊趾部位是应力集中区，应力集中的强度和余高间有线性关系。

焊缝余高的要求和处理办法是确保焊接质量的重要措施之一，通过合理控制焊接参数、优化焊接工艺、控制焊接速度、选择合适的焊接材料，并定期检测和修正焊缝余高，可以有效地减小焊缝余高，确保焊接件的使用性能和安全性。