淺析水工金屬結(jié)構(gòu)焊接及檢測(cè)要求

□王 磊 韓德宇

金屬結(jié)構(gòu)作為水利工程施工中重要的施工內(nèi)容，直接影響著工程的整體質(zhì)量。水工金屬結(jié)構(gòu)工作環(huán)境濕度大，有的甚至長(zhǎng)期浸泡水中，所以金屬結(jié)構(gòu)的質(zhì)量控制尤為重要，而焊接貫穿于金屬結(jié)構(gòu)的整個(gè)制作過程，焊接質(zhì)量直接影響著金屬結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量，焊接材料的選取、焊接技術(shù)方法的應(yīng)用、焊接檢測(cè)則是控制焊接質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

1.水工金屬結(jié)構(gòu)焊接

1.1 焊接材料

在水利工程金屬結(jié)構(gòu)焊接時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)內(nèi)容。一是根據(jù)不同類型的焊接材料來確定其具體的焊接方法和工藝參數(shù)：常見水工金屬結(jié)構(gòu)的母材一般為Q235 或是Q345 等系列鋼材，屬于低碳鋼材質(zhì)，低碳鋼的特點(diǎn)是焊接接頭塑性和沖擊性良好；采用焊條焊接時(shí)，大多使用E43 系列的焊條，不需預(yù)熱、層間溫度和后熱（冬季嚴(yán)寒時(shí)需要預(yù)熱），焊接性優(yōu)良；采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊接時(shí)，可使用實(shí)芯焊絲或是藥芯焊絲，藥芯焊絲焊接飛濺少、焊縫成型好，但價(jià)格比實(shí)心焊絲高；采用埋弧焊焊接時(shí)，一般選用實(shí)芯焊絲。二是結(jié)合實(shí)際情況合理地選擇合適的焊接設(shè)備、工具以及人員。三是嚴(yán)格控制焊接過程中所采用到各種原材料的數(shù)量與質(zhì)量。四是加強(qiáng)對(duì)焊接材料的檢驗(yàn)工作。除此之外，技術(shù)部門要進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)交底，使每一位焊接技術(shù)人員都能夠掌握并熟練地應(yīng)用焊接材料，只有這樣才能有效保證水利工程金屬結(jié)構(gòu)焊縫質(zhì)量和效果。

1.2 焊接方法

水工金屬結(jié)構(gòu)常見焊接方法：手工電弧焊、氣體保護(hù)電弧焊、埋弧焊等。

1.2.1 手工電弧焊

這種焊接方式主要是利用電弧對(duì)被加工材料進(jìn)行加熱處理，使其熔化后形成液態(tài)金屬液體并在壓力作用下將其壓實(shí)、冷卻凝固而成。這種焊接方法具有操作簡(jiǎn)單、效率高以及成本低廉等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是常常導(dǎo)致焊接過程中產(chǎn)生大量裂紋或氣孔現(xiàn)象，如果不采取有效措施防止焊接缺陷很難保證焊接質(zhì)量。在水利工程金屬結(jié)構(gòu)焊接中這種焊接方式已經(jīng)被埋弧焊、氣體保護(hù)焊等取代。

1.2.2 二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊

以二氧化碳?xì)鉃楸Ｗo(hù)氣體，進(jìn)行焊接的方法。（有時(shí)采用CO2+Ar 的混合氣體）。優(yōu)點(diǎn)是焊接成本低，只有埋弧焊、焊條電弧焊的40%～50%；生產(chǎn)效率高，是焊條電弧焊的1～4 倍；操作簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是焊接時(shí)抗風(fēng)能力差，適合室內(nèi)作業(yè)；飛濺較多。

1.2.3 埋弧焊

埋弧焊（含埋弧堆焊及電渣堆焊等）是一種電弧在焊劑層下燃燒進(jìn)行焊接的方法。該種焊接方式與其他焊接技術(shù)相比更具優(yōu)勢(shì)，它能夠有效避免因焊接時(shí)溫度過高而造成的變形，其焊接質(zhì)量穩(wěn)定、焊接生產(chǎn)效率高、無弧光及煙塵很少等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是對(duì)操作空間有一定的要求。

1.3 注意事項(xiàng)

焊接前，應(yīng)對(duì)坡口兩側(cè)50 mm 范圍內(nèi)雜物、氧化皮、銹痕等進(jìn)行徹底清理，涂刷防飛濺劑，便于清理飛濺物。焊接過程中嚴(yán)格控制焊接順序、焊接速度、電流大小、焊接溫度，注意坡口形式、坡口大小，注意控制焊接變形，確保符合規(guī)范要求；焊接完成后，應(yīng)對(duì)焊接表面進(jìn)行清理處理，及時(shí)進(jìn)行無損探傷檢測(cè)。

2.水工金屬結(jié)構(gòu)焊接檢測(cè)要求

2.1 焊接質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

水利工程金屬結(jié)構(gòu)的焊接一般按制造詳圖及相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行。對(duì)一、二類焊縫的焊接，焊接接頭的型式與尺寸要符合制造詳圖要求；當(dāng)制造詳圖沒有標(biāo)明時(shí)，按照《氣焊、焊條電弧焊、氣體保護(hù)焊和高能束焊的推薦坡口》(GB/T 985.1-2008)或《埋弧焊的推薦坡口》(GB/T 985.2-2008)執(zhí)行。

2.2 焊縫分類

在水利工程金屬結(jié)構(gòu)中，最常見的就是鋼制閘門，以鋼制閘門為例，說明水利金屬結(jié)構(gòu)焊縫分類要求。根據(jù)《水利水電工程鋼閘門制造、安裝及驗(yàn)收規(guī)范》（GB/T 14173-2008），鋼制閘門焊縫一般分為3 類。

一類焊縫：

閘門主梁、邊梁、臂柱的腹板及翼緣板的對(duì)接焊縫。

閘門及攔污柵吊耳板、拉桿的對(duì)接焊縫。

閘門主梁腹板與邊梁腹板連接的組合焊縫（對(duì)接焊縫與角焊縫）或角焊縫；主梁翼緣板與邊梁翼緣板連接的對(duì)接焊縫。

轉(zhuǎn)向吊桿的組合焊縫或角焊縫。

人字閘門端柱隔板與主梁腹板及端板的組合焊縫。

二類焊縫：

閘門面板的對(duì)接焊縫。

攔污柵主梁和邊梁的腹板及翼緣板的對(duì)接焊縫。

閘門主梁、邊梁、支臂的緣板與腹板的組合焊縫或角焊縫。

閘門吊耳板與門葉的組合焊縫或角焊縫。

主梁、邊梁與門葉面板相連接的組合焊縫或角焊縫。

支臂與連接板的組合焊縫或角焊縫。

三類焊縫：

不屬于一、二類焊縫的其他焊縫都為三類焊縫。

2.3 檢測(cè)方法

2.3.1 外觀質(zhì)量檢查

觀察焊縫表面是否存在咬邊、燒穿、未焊透及裂紋等缺陷，焊縫是否連續(xù)飽滿,無間斷，相鄰焊道之間是否有重疊區(qū)域，焊縫及其附近飛濺物是否清理干凈等等，并檢查焊縫外形尺寸是否符合要求。

2.3.2 內(nèi)部缺陷檢測(cè)

水利工程金屬結(jié)構(gòu)焊縫內(nèi)部質(zhì)量檢測(cè)一般選用射線或超聲波檢測(cè)，焊縫表面檢測(cè)選用滲透檢測(cè)或磁粉檢測(cè)。

超聲波檢測(cè)技術(shù)，超聲波檢測(cè)是利用超聲波能在金屬內(nèi)部傳播，并在遇到兩種介質(zhì)的界面時(shí)會(huì)發(fā)生反射和折射的原理來檢驗(yàn)焊縫內(nèi)部缺陷。

磁粉檢測(cè)技術(shù)，磁粉檢測(cè)是將焊件在強(qiáng)磁場(chǎng)中磁化，使磁力線通過焊縫，遇到焊縫表面或接近表面處的缺陷時(shí)，產(chǎn)生漏磁而吸引撒在焊縫表面的磁性氧化鐵粉。根據(jù)鐵粉被吸附的痕跡就能判斷缺陷的位置和大小。

射線檢測(cè)技術(shù)，當(dāng)射線透過被檢驗(yàn)的焊縫時(shí)，如有缺陷，在焊縫背面的底片上感光較強(qiáng)，底片沖洗后，會(huì)在缺陷部位顯示出黑色斑點(diǎn)或條紋，以此判斷缺陷的位置和大小。

在實(shí)際工作中,我們應(yīng)該根據(jù)圖紙和規(guī)范要求選擇合適的檢測(cè)方法來進(jìn)行檢測(cè),盡可能地避免出現(xiàn)漏檢現(xiàn)象，確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，保證焊接質(zhì)量。

2.4 檢測(cè)要求

根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，對(duì)于一二類焊縫都要進(jìn)行無損檢測(cè)，而且檢測(cè)人員要有相應(yīng)的資質(zhì)證書和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),以確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，滿足圖紙和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。我們無論采取何種檢測(cè)手段，目的都在于保證金屬結(jié)構(gòu)焊縫質(zhì)量達(dá)到相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

3.結(jié)語

綜上所述，影響焊接質(zhì)量的因素很多，要達(dá)到高水平的焊接質(zhì)量必須注意以下幾點(diǎn)：一是要嚴(yán)格控制材料的選擇以及使用，根據(jù)不同類型的焊接材料來確定其具體的焊接方法和工藝參數(shù)；二是要結(jié)合實(shí)際情況選擇合適的焊接設(shè)備，做好焊接工藝設(shè)計(jì)，使整個(gè)焊接過程規(guī)范合理；三是對(duì)焊接中容易出現(xiàn)內(nèi)外質(zhì)量缺陷的地方加以關(guān)注，制定出相應(yīng)的預(yù)防措施；四是定期組織技能培訓(xùn)和競(jìng)賽，提高焊接人員的操作水平和綜合素質(zhì)；五是進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)交底，使焊接技術(shù)人員都能夠掌握并熟練應(yīng)用焊接材料。只有這樣才能有效保證水利工程金屬結(jié)構(gòu)焊縫質(zhì)量和效果?！?/p>