焊接質(zhì)量控制和管理在機(jī)械制造中的應(yīng)用

高險峰

（福建福船一帆新能源裝備制造有限公司，福建 漳州 363211）

機(jī)械制造整體開始向著高質(zhì)量、大型化及高精度方向發(fā)展，而作為其中十分關(guān)鍵的一項環(huán)節(jié)，焊接質(zhì)量控制面臨更高要求。同時，機(jī)械制造與使用過程經(jīng)常出現(xiàn)故障和問題的原因之一就是焊接質(zhì)量控制不當(dāng)引起的。為此，極有必要對其中的焊接工藝技術(shù)和影響焊接質(zhì)量的具體因素進(jìn)行分析，以找到控制和管理焊接質(zhì)量的有效措施。

1 焊接質(zhì)量管控的必要性

焊接即是指應(yīng)用高溫、加熱和高壓的形式，對金屬以及熱塑性的材料實施連接的工藝措施[1]。受到科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的影響，焊接工藝也變得更為完善，目前已經(jīng)產(chǎn)生了激光、電弧、超聲波等多類形式。不僅可以被應(yīng)用在工廠生產(chǎn)加工當(dāng)中，還可以應(yīng)用在零部件維修中，但實際操作時主要受環(huán)境以及工藝等因素的限制和影響。

當(dāng)前機(jī)械制作當(dāng)中的焊接工藝被視為特殊過程。因此焊接質(zhì)量本身的穩(wěn)定性對于產(chǎn)品性能、質(zhì)量等十分重要。然而影響其質(zhì)量的因素十分繁多，并貫穿整個制造過程始終。一旦焊接結(jié)束，形成焊縫，這時進(jìn)行缺陷修復(fù)就會需要耗費(fèi)大量人力、物力和財力，成本十分高昂，如果修復(fù)不成功，則可能會直接導(dǎo)致產(chǎn)品報廢，造成更大的損失。倘若能夠給其操作制定出一套完整高效的質(zhì)量控制和管理措施，則能全面提升產(chǎn)品質(zhì)量，減少成本發(fā)生，提升企業(yè)自身的競爭實力。這樣看來，焊接質(zhì)量管控極為關(guān)鍵和必要。只有在機(jī)械制造當(dāng)中，對其質(zhì)量管控加強(qiáng)重視，并應(yīng)用高效化的措施加以控制和處理，才能從根本上減少質(zhì)量問題產(chǎn)生。

2 影響焊接質(zhì)量的主要因素

2.1 人員因素

實際焊接時，不同焊接方式給操作人員提出的要求也不盡相同，而操作者的專業(yè)技能和工作態(tài)度都會給最終焊接質(zhì)量帶來直接影響。當(dāng)前，工業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)基本實現(xiàn)了自動化，但部分參數(shù)調(diào)節(jié)還需要人工操作，具體的焊接方向控制也要人員掌握。所以操作者自身必須具備良好的質(zhì)量意識，能完全熟練和細(xì)心操作，嚴(yán)格遵守焊接流程，以提升焊接質(zhì)量。

2.2 材料因素

焊接過程中需要使用大量原材料，因此材料本身質(zhì)量就會給最終產(chǎn)品質(zhì)量帶來影響。從質(zhì)量管理角度來看，要想真正保證焊接質(zhì)量，就必須從源頭著手加強(qiáng)材料質(zhì)量控制。

2.3 焊接流程因素

焊接流程即是給整個焊接過程制定一個對應(yīng)的固定形式，不管是哪道工序出現(xiàn)問題，都會給最終質(zhì)量帶來影響。因此只有真正從根源報上保證焊接程序的標(biāo)準(zhǔn)性，才能實現(xiàn)質(zhì)量控制。

3 焊接質(zhì)量控制和管理

3.1 準(zhǔn)備管控

一是材料質(zhì)量管控。實際焊接時，一旦材料出現(xiàn)問題，質(zhì)量自然無法得到保證，因此所有涉及的原材料都必須實施質(zhì)量管控，其中焊絲、焊條、母材、襯墊等都必須有專門的質(zhì)量證明文件，必要的時候可以進(jìn)行再次檢驗[2]。實際應(yīng)用時，應(yīng)重點(diǎn)對上實物進(jìn)行核查與檢驗，只要發(fā)現(xiàn)材料質(zhì)量與要求不一致，例如腫脹、藥皮裂開、鍍層剝離等，則禁止應(yīng)用到產(chǎn)品線當(dāng)中。

二是工藝質(zhì)量管控。具體應(yīng)該依照機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計的實際要求選用適合的焊接手段，同時對接頭、環(huán)境、方法等展開詳細(xì)的工藝評定。如有必要，還應(yīng)該制作專門的試件或者試用產(chǎn)品實施模擬驗證，從整體上形成一套合理性的制造工藝，并針對其實施差異性的管理措施。

三是設(shè)備質(zhì)量管控。焊接設(shè)備直接影響最終的焊接質(zhì)量、作業(yè)人員安全和焊接效率。為此在實際作業(yè)之前必須保證設(shè)備狀態(tài)的正?；?，并檢查外觀、儀表、運(yùn)動節(jié)點(diǎn)、線纜等是否存在異常。同時建立完善的設(shè)備維修和保養(yǎng)制度，全面落實執(zhí)行，使設(shè)備功能可以充分發(fā)揮出穩(wěn)定功效。

四是人員資質(zhì)管控。所有進(jìn)入現(xiàn)場的技術(shù)人員，必須有操作資格，無證人員禁止在參與現(xiàn)場焊接，以確保焊接質(zhì)量。另外，為使焊接質(zhì)量得到持續(xù)性強(qiáng)化，還應(yīng)組織人員定期參與培訓(xùn)活動，充分掌握焊接技巧，把學(xué)習(xí)到的各項基礎(chǔ)理論知識以及各項經(jīng)驗應(yīng)用到焊接實踐之中，從而提升焊接質(zhì)量。

3.2 過程管控

過程管控其本質(zhì)就是全面管理控制焊接過程中的所有環(huán)節(jié)，減少客觀因素、人為因素等給焊接質(zhì)量帶來的不良影響。

一是要重點(diǎn)確保焊接操作所用工藝都和設(shè)計要求、規(guī)范制度等相符合，所有焊接位置都要詳細(xì)記錄下來，滿足相關(guān)工藝標(biāo)準(zhǔn)與要求，減少焊接質(zhì)量問題，只要發(fā)現(xiàn)異常，立即根據(jù)記錄內(nèi)容找到原因和解決辦法，減少不良影響給整體質(zhì)量帶來損害[3]。

二是落實試板焊接。具體應(yīng)通過使用試板實施初步測試全面考量焊接工藝要求和制造設(shè)計要求，當(dāng)前測試通過之后，再應(yīng)用到實踐之中。

三是對焊接接頭缺陷加強(qiáng)處理。在應(yīng)用無損檢測發(fā)現(xiàn)接頭缺陷之后，應(yīng)馬上分析具體的引發(fā)因素，制定出詳細(xì)的返修方案。一般同一部位的返修次數(shù)不能大于三次，最后一次進(jìn)行返修時必須經(jīng)由質(zhì)量總監(jiān)進(jìn)行批準(zhǔn)，并把具體的返修情況全部計入質(zhì)量檔案當(dāng)中。各類不同缺陷，必須對工藝影響因素進(jìn)行詳細(xì)分析，制定出有效的預(yù)防措施，減少同類問題再次出現(xiàn)。整體上應(yīng)該以控制為核心，盡可能降低返修次數(shù)。

四是選用適合的焊接技術(shù)。在金屬焊接當(dāng)中，最常見的方法多達(dá)數(shù)十種，但主要有壓焊、熔焊和釬焊三類。壓焊即是在加壓條件之下，使固件在固態(tài)中進(jìn)行原子間結(jié)合。最常見的就是電阻對焊，即在電流通過工件的連接端時，電阻上升，溫度變高，直至加熱到塑性狀態(tài)時，通過軸向壓力使其連接為一體。熔焊則是焊接時將工件接口加熱到熔化狀態(tài)，不進(jìn)行加壓就能直接進(jìn)行焊接。實際應(yīng)用時，熱源會把兩個待焊的工件接口迅速加熱熔化，并形成熔池，同時跟隨熱源不斷往前移動，直至冷卻之后就會形成連續(xù)焊接，使工件之間被連接在一起[4]。整個操作過程，一旦熔池和大氣相互接觸，大氣里的氧就會氧化金屬和相關(guān)合金元素。釬焊則是應(yīng)用熔點(diǎn)低于工件的金屬材料作為釬料，把兩者都完全加熱到超過釬料熔點(diǎn)但不超過工件熔點(diǎn)時，再應(yīng)用液態(tài)釬料將工件完全潤濕，對接口間隙實施填充，和工件達(dá)到原子擴(kuò)散的效果，最終達(dá)到焊接目的。實際在選擇具體技術(shù)的時候必須要根據(jù)產(chǎn)品的具體需求確定。

五是加強(qiáng)表面防護(hù)。即在外觀質(zhì)量控制當(dāng)中，要使用正確的防護(hù)措施，將涂料、涂裝和管理措施落實到位，使用具有防護(hù)效果的涂層，以具體流程為準(zhǔn)進(jìn)行防護(hù)措施，確保外觀質(zhì)量。同時能根據(jù)防護(hù)情況，適當(dāng)對涂裝工藝進(jìn)行改進(jìn)，使面漆和底漆融合起來，改善外觀狀況。

六是加強(qiáng)焊接環(huán)境控制。一般需要重點(diǎn)進(jìn)行送風(fēng)排煙控制。送風(fēng)當(dāng)中主要以自然和機(jī)械兩類形式。對于自然通風(fēng)效果不好的室內(nèi)，應(yīng)著重應(yīng)用機(jī)械通風(fēng)法，同時以區(qū)域大小為準(zhǔn)選用全面和局部兩類模式。但由于全面通風(fēng)成本高，難以馬上將局部區(qū)域中的煙霧濃度降低，效果不理想，所以除了大型焊接車間，其他使用局部方式為宜。而局部是暫時把焊接區(qū)域的有害物質(zhì)吹走，雖然能對作業(yè)區(qū)域起到良好的稀釋效果，但可能會給整個車間帶來影響，但其仍然是當(dāng)下通風(fēng)措施之中效果比較好、成本較低的，目前應(yīng)用范圍較廣。

3.3 質(zhì)檢管控

焊接結(jié)束之后，還需根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量的相關(guān)要求實施全面化的質(zhì)量檢測：

一是對焊接位置實施仔細(xì)的外觀檢查，包含了具體的焊接尺寸、焊縫質(zhì)量等，確保其完全與設(shè)計圖紙、工藝文件的具體要求相符合。對于焊縫外觀而言，應(yīng)確保其形狀、尺寸完全合格，同時表面產(chǎn)生的裂紋、氣孔、弧坑以及咬邊等缺陷都不得超過標(biāo)準(zhǔn)等級要求。

二是對焊縫實施無損檢測。具體主要應(yīng)用超聲波探傷、磁粉探傷、滲透探傷和射線探傷等模式，依照設(shè)計圖示和工藝文件要求選用適合的方法，確保能最高效經(jīng)濟(jì)的達(dá)到探傷要求。

三是對焊接部件實施壓力試驗。很多焊接部件在機(jī)械實際使用過程中往往會承受一定壓力，必須對其展開有效測試。通常都是使用專門的壓力測試裝置，漸漸升高壓力，達(dá)到額定試驗壓力標(biāo)準(zhǔn)。整個過程中，壓力必須保持基本的穩(wěn)定狀態(tài)，焊縫不能產(chǎn)生異常，當(dāng)試驗結(jié)束之后需緩緩降壓，堅決不能出現(xiàn)馬上卸壓的現(xiàn)象，以此盡可能降低試驗過程中給焊接部件帶來的不良影響，確保試驗產(chǎn)品本身的質(zhì)量安全。

4 結(jié)語

當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)基本上實現(xiàn)了焊接自動化，不僅能有效減少人工成本投入，提升生產(chǎn)效率，還能優(yōu)化作業(yè)空間條件，提升焊接質(zhì)量。實際進(jìn)行質(zhì)量管控時，必須加強(qiáng)重視，認(rèn)識到焊接的重要性，同時建立專門的管理體系，從焊接流程著手，加強(qiáng)各環(huán)節(jié)管控和人員培訓(xùn)，以使焊接操作能夠達(dá)到機(jī)械制造要求。