汪丹杰

（中國葛洲壩集團第一工程有限公司，湖北 宜昌 443002）

水電工程金屬結構焊接質(zhì)量控制研究

汪丹杰

（中國葛洲壩集團第一工程有限公司，湖北 宜昌 443002）

在水電工程的永久金屬結構安裝施工過程中，最為關鍵的施工工序、同時也是最不好處理的施工工序就是對金屬結構進行焊接。在對水電工程的金屬結構進行焊接時，水電工程金屬結構的焊接質(zhì)量會受到很多因素的影響。而水電工程金屬結構的焊接質(zhì)量不僅體現(xiàn)了水電施工企業(yè)的施工水平，更為重要的是它還直接關系到水電工程能否安全經(jīng)濟的運行。因此，水電施工企業(yè)要清楚的知道影響水電工程金屬結構焊接質(zhì)量的主要因素，并采取相應的措施來加強金屬結構的焊接質(zhì)量，從而有效地提高金屬結構的焊接質(zhì)量，以確保水電工程安全穩(wěn)定的運行。本文首先簡單的介紹了影響水電工程金屬結構焊接質(zhì)量的主要因素，接著從水電工程金屬結構焊前、焊中和焊后三個階段進行質(zhì)量控制，以供相關人士參考。

金屬結構焊接；影響因素；質(zhì)量控制

前言

在水電站永久金屬結構安裝施工過程中，一道極為關鍵的工序就是金屬結構的焊接工序，因為金屬結構焊接質(zhì)量的好壞決定著設備能否安全的運行。特別是水電工程在進行金屬結構的焊接時，會受到很多不確定因素的影響，這會嚴重影響金屬結構的焊接質(zhì)量。從目前水電工程所發(fā)生的金屬結構的質(zhì)量事故來看，絕大多數(shù)都是因為金屬結構現(xiàn)場施工焊接質(zhì)量沒有得到有效地控制造成。因此，如何保證水工永久金屬結構的現(xiàn)場安裝焊接質(zhì)量，是每一個建筑施工企業(yè)面臨的課題，同時也是企業(yè)的施工技術、管理水平的具體體現(xiàn)。

1 影響水電工程金屬結構焊接質(zhì)量的主要因素

影響金屬結構焊接質(zhì)量的因素很多，如施工作業(yè)人員的技能水平、焊接設備的選擇、母材焊接部位的處理、焊材的選擇、施工方法、施工環(huán)境等等，主要歸納有以下幾點：

1.1 施工人員的因素

人類社會的任何生產(chǎn)活動都離不開人的作為。在金屬結構焊接施工中，各種不同的焊接方法對人的依賴程度不同，對以手工焊為主的焊件，電焊工的技術水平、工作態(tài)度對金屬結構的焊接質(zhì)量起著至關重要的作用；即使是自動化焊接設備也需要人來操作，如果操作人員粗心大意、不按規(guī)程操作也會給焊接質(zhì)量帶來隱患。

1.2 施工設備的因素

在水電工程金屬結構焊接的施工過程中，各種焊接設備的性能、穩(wěn)定性與可靠性直接影響著焊接質(zhì)量。而且金屬結構的焊接質(zhì)量對結構復雜、自動化程度高的設備非常依賴。

1.3 材料的因素

在水電工程金屬結構焊接的施工過程中，母材的采購、保管、焊接部位的處理、特別是對焊材的選擇、使用條件是否滿足規(guī)范和設計要求，都會影響焊接質(zhì)量。因此，水電工程的施工企業(yè)在進行母材及焊接材料采購時，一定要嚴格地要求采購部門必須按照技術部門提出的標準進行采購。因為母材和焊接材料的自身質(zhì)量是保證焊接產(chǎn)品質(zhì)量的基礎和前提。

1.4 焊接工藝、方法的因素

焊接施工前，沒有對不同牌號、厚度的母材做焊接工藝評定或者在焊接施工過程中沒有嚴格的按照焊接工藝評定中規(guī)定的對焊接部位的處理、焊接方法、施焊速度、焊接電流要求進行焊接作業(yè)，也會對焊接質(zhì)量產(chǎn)生影響；對大型水工鋼結構或者是焊縫較為集中的鋼結構進行焊接施工時，沒有做焊接工藝作業(yè)指導書或沒有按照作業(yè)指導書中規(guī)定的施工方法、焊接順序、技術要求等進行焊接施工，也是影響焊接質(zhì)量主要因素之一。

1.5 環(huán)境因素的影響

在水電工程金屬結構焊接的施工過程中，由于焊接操作常常在室外露天進行，所以金屬結構的焊接質(zhì)量在很大程度上會受到外界自然條件（如溫度、濕度、風力）的影響。同時，在水電工程的施工過程中，有很多的壓力鋼管在安裝焊接的時是在引水隧洞中狹小的空間內(nèi)進行，施工難度的增加也會對焊接質(zhì)量造成不利的影響。

2 焊前質(zhì)量控制

焊接施工前，應針對不同的焊接結構及施工邊界條件編制焊接工藝方案，對重要部位編制焊接工藝作業(yè)指導書，內(nèi)容應包括焊接方法、焊接環(huán)境要求、焊接順序、焊材的要求及使用條件、焊接電流的控制要求、焊接設備的選擇及配置、焊接質(zhì)量控制點、質(zhì)量檢驗點等，同時做好以下工作：

對參與焊接施工的作業(yè)人員做好技術交底工作，并加強質(zhì)量意識培訓。所有參加焊接施工的作業(yè)人員必須是通過職業(yè)技能培訓考試合格并獲得執(zhí)業(yè)資格證的專業(yè)技術工人；在水電工程金屬結構焊接的過程中，所用到的機械設備主要是焊機和焊工所用的工具。焊接過程中的機械設備對金屬結構焊接的質(zhì)量有著重要影響。因此，焊接施工現(xiàn)場所用的焊接設備要根據(jù)焊接母材的材質(zhì)、焊材的牌號及現(xiàn)場條件進行配置，結合工程的特點，配置的焊接設備要滿足性能可靠、操作方便。

3 焊接過程控制

水工鋼結構的安裝焊縫施工是形成最終產(chǎn)品的關鍵工序，應嚴格按照預先制定的施工工藝流程進行施工，并建立完善的質(zhì)量保證體系，做到事前有計劃、過程有措施、結果有評價。在水電工程金屬結構焊接的過程中，按工藝流程主要做好以下控制工作：

防止金屬結構構件的運輸變形，保證構件的拼裝尺寸。水工鋼結構在現(xiàn)場安裝施工時往往都是以單元部件最終在安裝部位組裝成整體，由于在組裝前單元件的剛度較差，在運輸過程中容易產(chǎn)生塑性變形，影響整體拼裝精度，也會給安裝焊縫的焊接質(zhì)量帶來不利影響，故在現(xiàn)場運輸過程中應對易發(fā)生變形部位采取支墊、支撐或其他保護措施；結構構件在拼裝完成后應進行整體尺寸校核，確認滿足設計要求后在結構的設計受力點或剛度較大部位進行點焊加固定型，重新復核構件的整體尺寸；復核構件的尺寸無誤后，清理焊縫，以保證焊縫的清潔度，然后根據(jù)焊接工藝作業(yè)指導書規(guī)定的順序進行焊接施工，為防止因焊接應力過大產(chǎn)生結構變形，應采取對稱分段焊接，以水工鋼閘門為例，應首先對主橫梁和縱梁進行焊接，然后對閘門面板進行焊接；在進行水工金屬結構焊接時，為防止對接焊縫的起點和終點焊縫質(zhì)量，應增設引弧板，施焊結束后將引弧板切割掉，用角磨機將切割部位打磨平整，在焊接的過程中，盡量避免強制裝配，對于交叉處的焊縫和方向急劇變化的焊縫處不要進行定位焊。

3.1 水電工程金屬結構焊接質(zhì)量控制幾點要求

為保證焊縫焊接質(zhì)量，施焊前，操作人員應在焊接試板上試焊，從而調(diào)整好焊接的參數(shù)，使焊接工作順利完成。其次，為了預防內(nèi)焊瘤的產(chǎn)生，在施焊的過程中，要對焊接的速度、電流強度進行嚴格的控制，對于溫度過高的熔池，一定要進行停弧降溫；對于焊縫較為集中的部件，如壓力鋼管岔管的焊接，應先進行拼裝點焊成型后，進行對稱分段焊接，同時為防止焊接應力過大產(chǎn)生結構變形，可在焊接過程中對焊縫進行錘擊來消除焊接應力；露天焊接施工應在恒溫情況下進行焊接，如焊接環(huán)境溫差較大，應對焊縫進行保溫措施，防止焊縫因溫差原因產(chǎn)生收縮變形，杜絕在雨天進行焊接施工；對于板厚超過30mm的壓力鋼管進行對接施焊時，應采用紅外線或者電加熱板在焊縫處預熱后進行焊接，焊接完成后做好保溫措施，防止焊縫應力過大產(chǎn)生裂紋；如采用低氫型焊材作為填充材料時，應對焊材進行烘烤，并在保溫盒中保溫；在國際施工項目中，由于項目屬地國材料市場的原因，往往會出現(xiàn)已知母材和未知母材進行焊接，應對這兩種材質(zhì)焊接質(zhì)量控制應先做焊縫試件進行物理試驗來驗證其可焊性能。

3.2 焊接檢驗

焊接完成后，需要對工程進行質(zhì)量檢查。焊接質(zhì)量的檢驗方法分為外觀檢查、超聲波探傷檢驗和射線檢驗3種。對于一級焊縫需經(jīng)外觀檢查、超聲波探傷、X射線檢驗都合格；對于二級焊縫需外觀檢查、超聲波探傷合格；對于三級焊縫只需外觀檢查合格即可。

4 焊后質(zhì)量控制

在焊接的過程中，由于種種原因容易造成焊接缺陷的產(chǎn)生，當焊縫內(nèi)部質(zhì)量合格僅有表面缺陷時，可對這些缺陷進行補焊，若焊縫經(jīng)無損探傷檢驗發(fā)現(xiàn)內(nèi)部出現(xiàn)夾渣，氣泡或裂紋時，就必須對不合格焊縫進行清除重新焊接，并在進行返修的過程中，要對焊縫的質(zhì)量進行嚴格的控制。

在對焊縫進行返修時，焊縫打磨的長度一定要適當，一般打磨的總長度應為返修時的長度再加上50mm左右，并在返修的過程中要形成船形的圓滑過渡;對于焊縫打磨的深度，不得低于缺陷深度的1.5mm，但是對于根部缺陷的焊縫，一定不能將其打透；對于不合格焊縫的清理通常用碳弧刨將不合格焊縫刨除；指對焊接產(chǎn)品的檢驗、驗收和對質(zhì)量偏差的糾正。

從理論上分析，計劃預控所制定的方案越周密，水電工程金屬結構的焊接質(zhì)量就會越高。但客觀上，相當部分的工程因為會不可避免的出現(xiàn)一些難以預料的影響因素，使得其難達到。因此，水電工程的施工企業(yè)必須清楚的知道這些影響因素，讓施工人員在施工的過程中，盡可能的避免這些影響因素，從而提高水電工程金屬結構的焊接質(zhì)量。

5 結語

隨著國內(nèi)水電市場的萎縮，水電工程建筑企業(yè)相互之間的競爭愈來愈激烈，只有通過不斷地技術進步，管理水平提高的企業(yè)才能在激烈的市場競爭中得到發(fā)展，水電工程的金屬結構焊接施工水平的高低也是水電工程建筑企業(yè)綜合實力的一部分，這就需要水電工程建筑企業(yè)加強金屬結構的施工管理、從而提高水電工程金屬結構的施工水平，以保證水電工程建筑企業(yè)在激烈的市場競爭中立于不敗之地。

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