淺析起重機(jī)械焊接質(zhì)量的控制策略

許利娟，王 皓，陳燕燕

（浙江省特種設(shè)備檢驗研究院，浙江杭州310020）

從起重機(jī)械的說明書來看，起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)中焊縫質(zhì)量的大小在整個起重機(jī)總質(zhì)量中達(dá)1%，可見起重機(jī)在制造過程中，焊接質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到起重機(jī)使用的安全性能。起重機(jī)制造過程中，焊接為主要工藝，工藝要求比較高，其焊接質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到起重機(jī)械的剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性。焊接過程中，優(yōu)質(zhì)的焊接工藝，可滿足設(shè)計要求，保證結(jié)構(gòu)的正常使用壽命。焊接接頭，既是結(jié)構(gòu)各元件間的聯(lián)接部分，又是傳遞和承受作用力的結(jié)構(gòu)整體的一部分。因而要求焊接接頭，具有一定的強(qiáng)度和塑性。如果焊接過程操作不按規(guī)程進(jìn)行，就很容易出現(xiàn)種種缺陷。一旦出現(xiàn)嚴(yán)重的焊接缺陷，就會增加焊材、板材、人力和電力的消耗等；而在使用過程中，這些缺陷中會引起嚴(yán)重的應(yīng)力集中，從而降低結(jié)構(gòu)的使用壽命。因此，應(yīng)進(jìn)行起重機(jī)焊接質(zhì)量控制，來排除人為的消極影響，發(fā)揮出人的積極作用，使焊接過程中的各項工作始終按規(guī)定要求進(jìn)行，確保焊接質(zhì)量符合設(shè)計要求，保證起重機(jī)的安全使用。

起重機(jī)械焊接質(zhì)量控制，主要是根據(jù)焊接工藝本身的特點和焊接標(biāo)準(zhǔn)，來制定焊接質(zhì)量方針，并促使焊接工作者嚴(yán)格實施的全部管理職能。焊接質(zhì)量控制，主要對起重機(jī)械制造的焊工資格、焊接工藝評定、焊接工藝文件、產(chǎn)品施焊管理、焊材管理、焊接設(shè)備和焊接檢驗及有關(guān)人員職責(zé)作出規(guī)定。

1 焊工資格及控制

焊接施工中，焊工是關(guān)鍵一環(huán)，焊工水平的高低，會直接影響到施焊接頭的質(zhì)量。而所有參與施工的焊工，都必須是經(jīng)過培訓(xùn)考核取得相應(yīng)資格的，在實際焊接過程中，要確定焊工所施焊的工件是否與所持有的合格項目一致。

2 焊接工藝評定

焊接工藝的評定，是編制焊接工藝文件的基礎(chǔ)。焊接工藝評定的目的，是驗證焊接工藝的正確性，并通過擬定正確的焊接工藝，來保證焊接質(zhì)量符合規(guī)定要求。

3 焊接工藝控制

要有好的焊接工藝，才能得到優(yōu)質(zhì)的焊接質(zhì)量。經(jīng)過焊接工藝評定得出焊接工藝數(shù)據(jù)，通過對焊接工藝進(jìn)行試驗，以驗證該工藝所施焊的焊接接頭是否滿足各項性能指標(biāo)。因此，對于經(jīng)過焊接工藝評定驗證合格的焊接工藝數(shù)據(jù)，在施焊時要嚴(yán)格遵守，不得隨意改變。

3.1 焊縫的布置

鋼板拼接，不允許有十字焊縫，其錯開距離不小于200 mm。焊接梁的翼緣板和腹板的對接焊縫，不宜處在同一截面上，其間距應(yīng)不小于200 mm；橫向加勁肋應(yīng)離開與其平行的腹板對接焊縫，其間距不小于腹板厚度的4倍。

3.2 焊縫的坡口形式

坡口形式，應(yīng)根據(jù)GBT985一1988《氣焊、手工電弧焊及氣體保護(hù)焊焊縫坡口的基本形式和尺寸》和GBT986一1988《埋弧焊焊縫坡口的基本形式和尺寸》的規(guī)定選用。在設(shè)計圖樣上應(yīng)注明特殊接頭。

3.3 對接焊縫

（1）主要受力構(gòu)件對接焊縫錯邊b。對接處鋼板名義厚度δ≤12 mm時，b≤（1/4）δ；δ＞12 mm時，b≤3 mm；

（2）主要承載結(jié)構(gòu)中，不等板厚或板寬的對接，均應(yīng)從一側(cè)或兩側(cè)作成不大于1∶4的過渡斜度。

3.4 貼角焊縫

（1）貼角焊縫的最小高度hw不應(yīng)小于表1的規(guī)定，但對于一般貼角焊縫，則不得大于較薄焊件厚度的2倍，但對于桿件邊緣的貼角焊縫，尚應(yīng)符合下列要求：在δ（被焊件的厚度）不大于6 mm時，hw不大于δ；在δ大于6 mm時，hw應(yīng)比δ小1～2 mm以上。

表1 貼角焊縫的最小高度hw的規(guī)定

（2）被焊件的厚度小于4 mm時，焊縫的最小高度等于被焊件厚度。

（3）受動載荷的主要承載結(jié)構(gòu)，貼角焊縫的表面應(yīng)呈凹弧形或直線形。焊縫直角邊的比例，對側(cè)焊縫為1∶1，對端焊縫為1∶1.5（長邊順作用力方向）。

4 產(chǎn)品施焊控制

產(chǎn)品施焊控制，要明確焊接過程質(zhì)量控制和持證焊工執(zhí)行產(chǎn)品焊接工藝的基本要求。包括焊工選派、焊前準(zhǔn)備、焊材領(lǐng)用、施焊環(huán)境、產(chǎn)品焊接試板監(jiān)檢確認(rèn)、施焊記錄、焊工鋼印的標(biāo)識、焊接質(zhì)量檢驗，以及焊接超標(biāo)缺陷的返修及重新檢驗的要求和現(xiàn)場修改設(shè)計圖樣或焊接工藝的手續(xù)等。

5 焊接材料及控制

要想焊出合格的焊接接頭，就要用合格的焊接材料（包括母材及焊接填充材料），因此對施焊用的焊接材料進(jìn)行控制，是十分必要的。對所用的焊接材料證明文件，要齊全有效，標(biāo)識應(yīng)清晰可辨，外觀質(zhì)量應(yīng)合格。

6 焊接設(shè)備及控制

起重機(jī)械焊接過程中，電焊機(jī)是必備的設(shè)備，焊接的完成要靠電焊機(jī)來實現(xiàn)。在焊接工藝參數(shù)中，電流是一個極重要的參數(shù)，因此電焊機(jī)必須要準(zhǔn)確顯示焊接電流。對電焊機(jī)的控制要點，就在于電焊機(jī)顯示的電流，要與實際電流的偏差不超標(biāo)，通常電焊機(jī)電流、電壓顯示裝置，要經(jīng)過檢定合格后才可使用。

7 施焊環(huán)境及控制

焊接過程中環(huán)境條件，對焊接質(zhì)量是有影響的，主要表現(xiàn)在以下方面：

7.1 環(huán)境溫度對焊接過程的影響

當(dāng)環(huán)境溫度過低時，會使焊縫熔池金屬冷卻過快，改變金相組織，從而對力學(xué)性能造成不利影響。一般要求環(huán)境溫度不低于零下20℃。

7.2 濕度對焊接過程的影響

環(huán)境濕度過大，空氣中的水份就有可能進(jìn)入熔池，形成氫氣孔等缺陷。一般要求環(huán)境相對濕度不大于90%。

7.3 雨、雪的影響

在下雨、下雪時，露天作業(yè)不允許施焊，如若采取了防護(hù)措施，且環(huán)境相對濕度不大于90%時，才可以施焊。

7.4 焊接前、焊接過程及控制

在上述條件滿足的同時，焊前還要注意以下方面：

（1）焊工要充分了解掌握焊接工藝，保證每一個焊工對要進(jìn)行的操作明白無誤。

（2）對坡口及兩側(cè)清理情況要按要求，坡口表面不得裂紋、分層、夾渣等缺陷；施焊前應(yīng)將坡口表面的氧化物、油污、熔渣及其他有害雜質(zhì)清除干凈，清除范圍（離坡口邊緣）不得少于20 mm。

（3）焊接填充材料。焊條按要求進(jìn)行烘干后，現(xiàn)場放入合格的保溫筒中；焊絲按要求擦拭干凈。

7.5 其他注意事項

在電焊工正式施焊的過程中，影響焊接質(zhì)量的因素除了電焊工的技術(shù)水平外，還應(yīng)注意：

（1）電焊工不得隨意更改工藝參數(shù)。對于電流大小、電源極性、是否擺動焊條、保護(hù)氣體流量大小、焊接速度等，都應(yīng)該與焊接工藝數(shù)據(jù)一致，不得隨意更改。

（2）層間清渣要徹底，接頭部位修磨的質(zhì)量要好。

7.6 焊后檢驗及控制

焊接后的各種檢驗，對于保證起重機(jī)械焊接質(zhì)量是有意義的。如果上述各要素都得到有效的控制，其焊接質(zhì)量應(yīng)該很是優(yōu)秀的，焊后檢驗的各種手段就僅僅是驗證而已，如果上述各要素沒有得到很好的控制，焊后檢驗就是焊接質(zhì)量的最后保障。

8 結(jié)束語

綜上所述，起重機(jī)械在焊接過程中，應(yīng)加強(qiáng)焊接質(zhì)量控制，從而保證起重機(jī)械產(chǎn)品的焊接質(zhì)量，提高起重機(jī)械產(chǎn)品的安全性能。

[1]陳祝年.焊接工程師手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

[2]王金諾，張質(zhì)文.起重機(jī)設(shè)計手冊[M].北京：中國鐵道出版社，2001.

[3]林茂松，程文明.焊接結(jié)構(gòu)件疲勞可靠度的計算[J].起重運輸機(jī)械，2000，（3）:22-23.

[4]李亞江，等.焊接質(zhì)量控制與檢驗[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.