特殊工序作業(yè)參數(shù)的確認與試驗方法

侯濤

摘要：本文通過焊接過程的試驗，確認焊接參數(shù)是否能滿足焊接的技術(shù)要求，并進行試驗確認，展現(xiàn)特殊工序控制參數(shù)的校核過程，同時可以通過此過程的了解特殊工序在進行特殊控制參數(shù)時的方法。

關(guān)鍵詞：特殊過程；焊接；參數(shù)；控制

在產(chǎn)品質(zhì)量要求日益嚴格的社會環(huán)境下，工程機械因為作業(yè)強度大，使用環(huán)境多變的情況下，對質(zhì)量的要求提出了很高的要求，在工程機械制造過程中，如何保障各工序質(zhì)量，就需要在實踐中摸索，其中特殊工序的質(zhì)量保證尤為重要，由于特殊工序是產(chǎn)品質(zhì)量不能通過后續(xù)的測量或監(jiān)控加以驗證的工序，或產(chǎn)品質(zhì)量需進行破壞性試驗或采取復(fù)雜昂貴方法才能測量或只能進行間接監(jiān)控的工序，該工序生產(chǎn)出的產(chǎn)品只有在產(chǎn)品使用或交付之后，不合格的質(zhì)量特性才能暴露出來的。

工程機械制造過程中典型的特殊工序有：焊接、熱處理、電鍍、涂漆、鑄造、鍛造等。要想保證特殊工序加工的產(chǎn)品質(zhì)量，因為不能完全依靠檢驗來驗證，需要進行連續(xù)的參數(shù)監(jiān)控，以確保過程質(zhì)量的穩(wěn)定。在ISO9001質(zhì)量管理體系標準7.5.2條款中作出了如下要求：“當生產(chǎn)和服務(wù)提供過程的輸出不能由后續(xù)的監(jiān)視或測量加以驗證時，組織應(yīng)對任何這樣的過程實施確認”。

現(xiàn)針對我公司生產(chǎn)過程中最常用的焊接工序為例，進行作業(yè)參數(shù)確認過程的介紹，確認方法及過程使用5M1E分析法，從造成產(chǎn)品質(zhì)量的波動的6個因素（人、機、料、法、環(huán)、測）入手。

在實驗前，應(yīng)確保焊接操作人員經(jīng)過培訓(xùn)、考核，并取得特種作業(yè)人員操作上崗證的專職人員；焊接設(shè)備能夠滿足焊接要求并正常使用，在日常的設(shè)備維護和保養(yǎng)時能得到定期檢測。

我公司的焊接多使用二氧化碳保護焊機，結(jié)構(gòu)件材質(zhì)為HG70高強度焊接結(jié)構(gòu)鋼（表1）。

第一步，制作焊接試驗樣件（圖1）若干，試驗樣件應(yīng)進行材料檢驗，（如無材質(zhì)檢驗?zāi)芰Φ?，要有材料生產(chǎn)廠家的質(zhì)量保證書。）并根據(jù)實際使用情況直接焊接或進行坡口處理。

第二部，焊材選擇焊絲采用1.2mm的ER76-1型焊絲（表2），保護焊氣體為混合氣（Ar+2%O₂）。

第四部，根據(jù)GB/T811中焊接規(guī)范和焊接電流和電壓的匹配公式（U=0.04I+16±2（V））選取了試驗焊接參數(shù)。

第五步，用正交實驗法制作正交表進行焊接參數(shù)組合，通過少數(shù)焊接樣件數(shù)量，找到較好的生產(chǎn)參數(shù)，以達到最好生產(chǎn)工藝效果。并對試驗進行整體設(shè)計、綜合比較、統(tǒng)計分析，實現(xiàn)的實驗過程中能夠在因素變化范圍內(nèi)均衡抽樣，使每次試驗都具有較強的代表性，保證了全面實驗的要求，從而能夠較好或更好的達到實驗的目的。

在樣件焊接完成后，先對樣件進行外觀檢驗，使用HJC40型焊接檢驗尺檢查焊角尺寸是否符合要求，目測外觀有無焊接缺陷，經(jīng)檢驗焊縫高度8～9之間，焊縫外觀較均勻，無明顯氣孔，裂紋等缺陷符合要求。

目前使用最普遍的是采用射線探傷，還有超聲波探傷和磁力探傷等焊縫無損檢測方法。射線探傷在使用不當?shù)那闆r下射線對人體產(chǎn)生傷害，磁力探傷無法檢測零件內(nèi)部的缺陷，而超聲波探傷儀利用壓電換能器件，通過瞬間電激發(fā)產(chǎn)生脈沖振動，借助于聲耦合介質(zhì)傳人金屬中形成超聲波，超聲波在傳播時遇到缺陷就會反射并返回到換能器，再把聲脈沖轉(zhuǎn)換成電脈沖，測量該信號的幅度及傳播時間就可評定工件中缺陷的位置及嚴重程度。超聲波比射線探傷靈敏度高，靈活方便，周期短、成本低、效率高、對人體無害，但顯示缺陷不直觀，對缺陷判斷不精確，受探傷人員經(jīng)驗和技術(shù)熟練程度影響較大?；谝陨显蛭夜灸壳笆褂玫氖浅暡ㄌ絺麅x。

檢驗人員用超聲波探傷儀對27個焊接樣件進行了檢驗，撿取其中的一個波形圖：

通過27份檢測報告可以看出焊縫達到《GB/T 11345-2013焊縫無損檢測超聲檢測技術(shù)、檢測等級和評定》要求的B級，內(nèi)部沒有能影響使用性能的嚴重焊接缺陷。

最后對焊接樣件按《GB/T228-2002拉伸試樣國家標準》進行加工制作焊接試驗樣本，并使用WAW-600D型微機控制電液伺服萬能試驗機進行材料拉伸試驗。

經(jīng)試驗，樣件全部達到要求機械性能指標，見下表。

通過以上過程，我們可以清楚地了解整個驗證過程，確保我們的焊接的參數(shù)能夠滿足工件焊接后的性能要求。