輸電線路鐵塔加工中的焊接技術分析

張錢斌

摘要：本文對輸電線路鐵塔在加工過程中由于焊接技術存在缺陷導致的各項問題進行了總結與分析，并且深入探討了缺陷的形成因素，然后在理論知識與工作實踐經驗結合的基礎之上提出了相應的質量控制措施，希望能夠從根本上提高我國輸電線路鐵塔當前的焊接質量。

關鍵詞：輸電線路;鐵塔加工;焊接技術

一、輸電線路鐵塔的主要焊接缺陷

焊接是指一種通過加熱、加壓及其組合將工件永久結合成一個整體的施工技術，采用這種連接技術形成的接頭具有由焊縫金屬、熱熔區(qū)和熱影響區(qū)三個部分組成，被統(tǒng)稱為焊接接頭。不同類型的鐵塔的焊接件也會有所不同，例如角鋼輸電鐵塔的主要焊接件就是塔座、連接板和掛線板、掛線角鐵等，而四柱鋼管塔的主要焊接件則是管與法蘭的連接、塔座或管與“U”型插板的連接等。輸電線路鐵塔的主要焊接接頭形式應采用“T”型焊縫，但由于焊接工人技術水平和焊接環(huán)境、焊接材料的不同，部分焊接接頭在焊接過程中可能會產生一定程度的各種類型的缺陷。

（一）焊接裂紋

焊接裂紋是指焊縫內部在焊接完成后的冷卻過程中出現的一種局部開裂現象，主要可以分為熱焊縫和冷焊縫兩種缺陷形式。焊接裂紋的危害較大，可能會導致出現裂紋的構件發(fā)生斷裂，因此在加工輸電線路的過程中必須通過實施嚴格的質量控制措施來避免焊接裂紋的出現。

（二）咬邊

咬邊是一種在焊接過程中產生的接縫缺陷，主要發(fā)生在焊趾母材部位的邊沿，主要缺陷形式是溝槽和凹陷。如果咬邊過深可能會嚴重影響到焊道的力學性能，導致構件的有效承載面積較少，并且將應力集中到咬邊處，導致焊接接頭的強度發(fā)生明顯下降，在低合金高強鋼的焊接接頭上表現得尤為明顯。

（三）夾渣

在焊接處存在非金屬夾雜物或固體顆粒，對焊件的連接強度、抗沖擊性能和冷彎性能等造成不利影響的焊接缺陷就是夾渣。層間夾渣是最常見的夾渣缺陷之一，對焊縫力學性能影響最大、危害最集中的夾渣形式是尖銳型夾渣。

（三）未焊透、未熔合

未焊透現象通常發(fā)生在單面焊縫的根部，產生的原因是母材金屬未熔化導致焊縫金屬沒能進入焊接接頭的根部。未熔合現象是由于焊道和母材坡口及上層焊道與下層焊道之間在焊接過程中未完全熔化結合導致的一種面積型缺陷，這類缺陷會減小焊縫的承載面積，在垂直于應力方向的未熔合焊縫中最為明顯，同時應力還會發(fā)生明顯的集中現象，從而造成僅次于焊縫裂紋的嚴重危害。

（五）氣孔

氣孔分布在焊縫金屬的內部和表面上，形成的原因是焊接過程中焊接熔池內的氣體未能在熔池凝固之前及時逸出。氣孔大致可以分為密集氣孔、球形氣孔、條形氣孔和柱狀氣孔，當性狀和分布沒有一定的定數。氣孔對構件的危害沒有焊縫裂紋和未熔合焊縫嚴重，但會降低焊縫的致密性和連接強度。

二、導致焊縫缺陷的主要因素

輸電線路鐵塔的焊接過程會受到多方因素的共同影響，導致焊接質量達不到質量目標的要求，并在返工返修或報廢重做的過程中給施工單位的施工進度和經濟效益造成損失。在焊接施工之前，施工單位應充分考慮各項影響因素，保證焊接質量。

（一）環(huán)境因素

影響焊接質量的環(huán)境因素可以根據焊接環(huán)境特點分為理化環(huán)境和勞動環(huán)境，包括直接影響焊接接頭質量、焊接設備性能、焊接材料性能、焊接工藝參數，從而對焊接質量造成直接影響的理化環(huán)境因素，以及對焊接操作人員身體健康、勞動保護、安全衛(wèi)生、心理活動造成直接影響，從而間接影響到焊接質量的勞動環(huán)境因素。

（二）人的因素

操作者、檢查者、試驗者是鐵塔加工的操作和管理工作主體，他們的的質量意識、技能熟練程度、身體素質等都屬于人的因素。與此同時，處于生產主體地位的人的因素也是導致焊接施工產生缺陷的主要因素。

（三）設備因素

在焊接施工與質量檢測過程中應用到的焊接、烘干、無損探傷和試驗設備都屬于設備因素的范疇，焊接施工的質量會受到儀器儀表性能精度和維護水平的直接影響。設備的磨損和老化會導致性能和精度不斷下降，從而降低焊接的質量。

三、焊接質量控制措施

鐵塔的組立和構件的受力情況主要取決于塔座和管與法蘭的組裝與焊接質量，焊接接頭的質量對輸電線路鐵塔的加工質量具有重要影響。為了保證鐵塔焊接接頭的質量，施工單位需應對焊接施工之前的準備階段、焊接過程和焊接質量的檢查過程實施嚴格控制。

（一）施工準備階段的質量控制措施

1、編制焊接計劃

在施工準備階段，施工單位應當通過編制焊接計劃的方式對焊接的質量控制目標做出明確規(guī)定，并在計劃中體現并落實企業(yè)內部質量管理體系文件中與焊接工作有關的質量控制組織機構、質保體系、質量責任制等，完成質量控制點的設置工作，為質量培訓、技術交底和焊接質量檢驗計劃的執(zhí)行制定明確的規(guī)范性文件。

2、對坡口進行預加工、預處理

對坡口進行預加工時，在現場條件允許的情況下應盡量采用熱加工的方式，如離子弧壓或氧乙炔等。預加工完成后的坡口及其兩側不少于20mm的母材范圍內，應對表面的氧化皮層、油污、熔渣，以及其他可能對接頭質量產生影響的表面層進行處理，并對凹凸不平處進行打磨，直至表面平整。

3、定位和組裝

坡口預加工、預處理完成并檢查合格后應進入組裝施工階段，組裝時應保持間隙均勻一致。由于不合適的坡口形式、組裝間隙和鈍邊大小可能會導致焊接接頭出現內凹、焊瘤、未焊頭等焊接缺陷，為了保證接頭背面的質量和焊接的整體質量，在正式焊接之前應首先進行定位焊。

（二）焊接過程中的質量控制

1、焊接環(huán)境的質量控制

焊接環(huán)境的質量控制應嚴格執(zhí)行《建筑鋼結構焊接技術規(guī)范》中的有關要求。

2、控制焊接材料的質量

在采購焊接材料的過程中應嚴格按照設計文件的要求確定焊接材料的規(guī)格和型號，并按照《焊接材料質量管理規(guī)程》中的相關條款對焊接材料從采購、驗收、入庫、保管、發(fā)放直至回收的全過程實施管理。

3、焊接現場的質量控制

為了確保焊接施工的技術和工藝能夠符合焊接作業(yè)指導書中的有關規(guī)定，應在焊接現場安排專業(yè)技術人員對焊接過程中的工藝參數、焊接材料和組裝定位等進行檢查，對坡口、尺寸和組裝要求進行一一確認。施工過程中必須對焊接工藝的相關要求進行嚴格執(zhí)行，通過現場質檢人員的強化監(jiān)督為焊接質量提供可靠保障。

（三）焊接質量檢查

在實施無損探傷之前，首先應依據《鋼結構焊縫外觀尺寸》和《鋼結構工程驗收規(guī)范》中的相關規(guī)定，采用標準樣板、量規(guī)、硬度計算方式等對所有焊縫的外觀質量實施檢驗，并及時做好檢驗記錄。無損探傷的操作人員應經專業(yè)培訓并考試合格后持證上崗，焊機接口應在焊接完成24小時并經外觀質量檢測合格后進行無損探傷，按照設計文件中的要求和有關規(guī)范、標準確定無損探傷的檢測方法與檢測比例。

結束語：通過總結和分析輸電線路鐵塔的焊接主要缺陷及其成因，對鐵塔加工中的焊接施工提出了一些建議，希望能夠減少和消除在焊接施工中產生的缺陷問題，提高輸電線路鐵塔的整體質量，為我國輸電線路建設做出積極貢獻。

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