淺析焊接工藝過程中存在的問題及焊接解決方法

程剛

摘 要：焊接作為鋼結構的一種主要連接方法，在我國建筑鋼結構建設中發(fā)揮更加重要的作用。在各種鋼結構的建設中，必不可少的自然是鋼的焊接技術。因此焊接水平的提高是實現(xiàn)鋼結構技術快速發(fā)展和確保建筑鋼結構施工質量的關鍵。

關鍵詞：焊接質量;影響因素;焊接工藝;

一、影響焊接質量的主要因素

1、操作人員因素。焊接工作的操作人員主要就是焊工及焊接設備的操作人員。各種不同的焊接方法對焊工的依賴程度不同，手工操作占支配地位的手弧焊接，焊工操作技能的水平和謹慎認真的態(tài)度對焊接質量至關重要。即使埋弧自動焊，焊接規(guī)范的調整和施焊也離不開人的操作。由于焊工質量意識差、操作粗心大意，不遵守焊接工藝規(guī)程，操作技能差等都可能影響焊接質量。

2、機器設備因素。機器設備這一因素對焊接來說就是各種焊接設備。焊接設備的性能，它的穩(wěn)定性與可靠性對焊接質量會產(chǎn)生一定影響，特別是結構復雜、機械化、自動化高的設備，由于對它的依賴性更高，因此要求它有更好、更穩(wěn)定的性能。在壓力容器質量體系中，要求建立包括焊接設備在內(nèi)的各種在用設備的定期檢查制度。

3、材料因素。焊接使用的材料包括各種被焊材料，也包括各種焊接材料、還有與產(chǎn)品配合使用的各種外購或外協(xié)加工的零部件。焊接生產(chǎn)中使用這些材料的質量是保證焊接產(chǎn)品質量的基礎和前提。從全面質量管理的觀點出發(fā)，為了保證焊接質量，從生產(chǎn)過程的起始階段，即投料之前就要把好材料關。

4、工藝方法因素。焊接質量對工藝方法的依賴性較強，其影響主要來自兩個方面：一方面是工藝制訂的合理性;另一方面是執(zhí)行工藝的嚴肅性。某一產(chǎn)品或某種材料的焊接工藝的制定，首先要進行焊接工藝評定，然后根據(jù)評定合格的工藝評定報告和圖樣技術要求制訂焊接工藝規(guī)程、編制焊接工藝說明書或焊接工藝卡。這些以書面形式表達的各種工藝參數(shù)是指導施焊時的依據(jù)，它是模擬生產(chǎn)條件所作的試驗和長期積累的經(jīng)驗以及產(chǎn)品的具體技術要求而編制出來的，是保證焊接質量的基礎。

5、環(huán)境因素。在特定環(huán)境下，焊接質量對環(huán)境的依賴性也是很大的。因為焊接操作常常在室外露天進行，必然受到外界自然條件，如溫度、濕度、風力及雨雪天氣的影響，在其它因素一定的情況下，有可能單純因環(huán)境因素造成焊接質量問題。環(huán)境因素的控制措施比較簡單，當環(huán)境條件不符合規(guī)定要求時，如風力較大或雨雪天氣可暫時停止焊接工作或采取有效防護措施后再進行焊接，過低的氣溫可對工件適當預熱等。

二、焊接質量影響因素的解決方法

（1）工件在焊接之前必須進行工件表面清理，以保證各接頭焊接質量穩(wěn)定。（2）使用電流實時監(jiān)控功能，隨時掌握工作過程中的電流變化情況，并采用恒電流工作方式來保證焊接質量穩(wěn)定。（3）使用電流遞增控制功能，在焊機點夠一定數(shù)量的焊點之后，通水電纜的使用性能會逐漸下降，電流階梯上升功能可以補償焊接電流的變化，使通水電纜的性能充分發(fā)揮出來。（4）對于無法進行實時監(jiān)控的情況，可以使用大電流測試儀定期對焊接電流進行檢測和調整，以保證設備的最佳焊接狀態(tài)。

三、焊接工藝過程中存在的問題及焊接解決方法

1、熱裂紋。熱裂紋可發(fā)生在焊縫區(qū)或熱影響區(qū)，沿焊縫長度方向分布。熱裂紋的微觀特征是沿晶界開裂，所以又稱晶間裂紋。因熱裂紋在高溫下形成，所以有氧化色彩，焊后立即可見。熱裂紋產(chǎn)生的主要原因是焊縫金屬的晶界上存在低熔點共晶體（含硫、磷、銅等雜質），接頭中存在拉應力。主要解決措施為選用適宜的焊接材料，嚴格控制有害雜質碳、硫、磷的含量。Fe和FeS易形成低熔點共晶，其熔點為988℃，很容易產(chǎn)生熱裂紋。嚴格控制焊縫截面形狀，避免突高，扁平圓弧過渡?？s小結晶溫度范圍，改善焊縫組織，細化焊縫晶粒，提高塑性減少偏析。確定合理的焊接工藝參數(shù)，減緩焊縫的冷卻速度，以減小焊接應力。如采用小線能量，焊前預熱，合理的焊縫布置等。

2、冷裂紋。冷裂紋發(fā)生于碳鋼或合金鋼，高的含碳量和合金含量。冷裂紋具有延遲性質，主要是延遲裂紋。冷裂紋產(chǎn)生的主要原因是焊接接頭（焊縫和熱影響區(qū)及熔合區(qū)）的淬火傾向嚴重，產(chǎn)生淬火組織，導致接頭性能脆化。焊接接頭含氫量較高，并聚集在焊接缺陷處形成大量氫分子，造成非常大的局部壓力，使接頭脆化;磷含量過高同樣產(chǎn)生冷裂紋。存在較大的拉應力。因氫的擴散需要時間，所以冷裂紋在焊后需延遲一段時間才出現(xiàn)。由于是氫所誘發(fā)的，也叫氫致裂紋。防止冷裂紋的措施為選用堿性焊條或焊劑，減少焊縫金屬中氫的含量，提高焊縫金屬塑性。焊條焊劑要烘干，焊縫坡口及附近母材要去油、水、除銹，減少氫的來源。工件焊前預熱，焊后緩冷（大部分材料的溫度可查表），可降低焊后冷卻速度，避免產(chǎn)生淬硬組織，并可減少焊接殘余應力。采取減小焊接應力的工藝措施，如對稱焊，小線能量的多層多道焊等，焊后進行清除應力的退火處理。焊后立即進行去氫（后熱）處理，加熱到250℃，保溫2～6h，使焊縫金屬中的擴散氫逸出金屬表面。

3、氣孔產(chǎn)生的原因和預防措施。焊接部位不潔凈容易產(chǎn)生氣孔。因此，焊接部位要求在焊接前清除油污、鐵銹等臟物;使用低氫焊條焊接時要求更為嚴格。焊條和焊劑一定要嚴格按照規(guī)定的溫度進行烘焙和保溫。要求采取適宜的焊接規(guī)范，不要采用過大的焊接電流。注意控制母材及焊材的化學成分。焊接速度過快，焊接時操作不當，電弧拉得過長，使得有較多氣體溶入金屬溶液內(nèi)。焊波接頭氣孔，使用低氫焊條往往容易在焊縫接頭處出現(xiàn)表面和內(nèi)部氣孔。氣體保護焊時應調節(jié)氣體流量至適當值。

4、夾渣與夾雜。夾渣與夾雜的原因是坡口角度或焊接電流太小。焊件邊緣有氧割或碳弧氣刨熔渣，邊緣清理不凈，有殘留 氧化物鐵皮和碳化物等。酸性焊條時，由于電流小或運條不當形成糊渣。堿性焊條時，由于電弧過長或極性不正確也會造成夾渣。夾渣與夾雜的預防措施：清除焊道上的雜質、污物，尤其是焊接坡口要保持清潔干燥，控制鐵水與熔渣分離。按焊接工藝數(shù)據(jù)要求，選用合適的焊接電流和焊接速度，運條擺動要適當。多層焊時，加強焊接過程的層道清理，仔細觀察坡口兩側熔化情況，每一層都要認真清理焊渣。使用合適規(guī)格的焊條、選用適宜的坡口形式及尺寸。

5、提高焊工的操作技術水平。人作為控制焊接質量的重要因素，在焊接過程中起到關鍵作用。加強對焊接工人專業(yè)水平、職業(yè)素養(yǎng)的控制，具有重要意義。同時，需要做好人員的管理與監(jiān)督，需要建立健全完備的人事管理體系和機制，就能夠不斷促進人員管理工作，還能夠帶動焊接工作的有序進行。能夠通過人員管理工作使其樹立強烈的責任意識，將責任細化到每個人身上，就能夠節(jié)省管理時間和管理成本，對整個施工來說都有著很重要的意義。 在具體的人員技術管理方面需要具體的進行分析和實際管理工作，不能夠忽視這部分的內(nèi)容，首先，參與壓力管道受壓元件焊接的焊工，經(jīng)過基本的操作技能考試合格之后，持焊工合格證上崗;在合格證有效期內(nèi)從事焊接工作，避免無證上崗現(xiàn)象;其次，施工企業(yè)應該和焊工簽訂合法的勞動合同，由管工對管口組的質量負責，保障管口的表面質量，合理控制對口間隙、坡口尺寸、錯邊量等。另外，錯邊和未焊透缺陷的返修過程較為復雜，要求質檢員提高警示，嚴格把控質量關，避免發(fā)生大量不合格品，提高全體責任意識和質量意識。還需要樹立團隊意識，這樣能夠有效的建立團隊精神，對隊伍建設來說有著重要的意義，也能夠給工作上帶來一定的動力。在施工工程中建立健全團隊意識也是必要的，也是一直不斷強調的建設工作之一，由此可見，在團隊工作中，建立團隊意識也是很關鍵的，雖然不是直接作用于工程的施工中，卻也能夠產(chǎn)生巨大的影響力。

結束語

隨著工業(yè)化程度的提高，相應的工業(yè)設備在其產(chǎn)品結構、加工工藝及應用領域不斷更新與發(fā)展，對產(chǎn)品的加工質量要求不斷提高，對于焊接工藝及方法提出了更高的要求，因此，優(yōu)化焊接工藝及焊接方法，是焊接工業(yè)領域中不容忽視的組成部分。

參考文獻：

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