劉云杰

（身份證號：130627197610042296）

淺析焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量控制

劉云杰

（身份證號：130627197610042296）

本文介紹了焊接工藝、焊接順序、焊接變形、焊接設(shè)備的選用，并對焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量控制進(jìn)行了重點(diǎn)分析。

焊接；變形；質(zhì)量；控制

1 焊接工藝的選用與焊接變形問題

焊接工藝采用的恰當(dāng)與否，與焊接質(zhì)量緊密相關(guān)，它不僅包含焊接電流大小、焊條型號的選用，還包含合理的焊接順序、合理的焊接方法、焊接線能量的大小，這些都可以控制和減小拘束應(yīng)力，都能有效降低產(chǎn)生裂紋的傾向。

焊接應(yīng)力和變形，不僅可使焊接產(chǎn)品的質(zhì)量下降，使下一道工序無法順利進(jìn)行，嚴(yán)重時還會使焊件報廢或造成事故，因此要盡量把焊接應(yīng)力和變形降到最低。具體可通過以下幾種方式得到解決：

1.1 防止焊接變形

1.1.1 正確選擇裝焊順序

焊接結(jié)構(gòu)變形的大小與其本身的剛性大小是成反比的，而焊接結(jié)構(gòu)的剛性是在裝配與焊接過程中逐漸加大的，結(jié)構(gòu)整體的剛性總是比零部件的剛性大，故在焊接鋼構(gòu)件時，應(yīng)盡可能先裝配成整體后再焊接。

如工字梁或H型鋼的拼接，即可采取先裝配后焊接的工序，裝成工字梁或H形鋼后其剛性較強(qiáng)，焊后四條焊縫的縱向收縮一致，故其彎曲變形較小。

1.1.2 正確選擇焊接順序和焊接方向

一般先焊的焊縫易使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形，因結(jié)構(gòu)的剛性隨著焊接的進(jìn)行而加強(qiáng)，而先焊的焊縫結(jié)構(gòu)剛性較小，易產(chǎn)生變形。

1.1.3 剛性固定法

鋼板對接焊時，因焊縫收縮不一，易出現(xiàn)角變形或接口錯位，通常采用加“馬”來控制焊后變形。

筒體和底板對接焊接時易出現(xiàn)錯位，也可采取此法來處理。云南銅業(yè)股份有限公司的5000t酸庫，其直徑為φ25000×25mm，其筒體和底板在組裝時，為了預(yù)防通長焊縫的過大變形，在施焊前點(diǎn)焊了一些楔鐵，對其相鄰未焊的長邊，也通過適當(dāng)點(diǎn)焊幾個楔形鐵控制其變形。

1.1.4 反變形法

反變形法是在焊接前將焊件預(yù)制一個反變形，使這個變形與焊后變形恰恰相反、大小相等，從而達(dá)到抵消焊接變形的目的。

1.2 防止焊接應(yīng)力

焊接過程是一個不均勻加熱和冷卻的過程，冷卻后不僅使焊件產(chǎn)生了變形，而且在焊件內(nèi)部存在一定的焊接應(yīng)力，這對可焊性差的金屬或剛性較大的結(jié)構(gòu)，會導(dǎo)致其產(chǎn)生裂紋，使其安全使用系數(shù)降低。

1.2.1 選擇合理的焊接順序

如大型容器的底板由許多鋼板拼接而成，可分為縱向、橫向焊縫。焊接時應(yīng)讓焊縫自由收縮，減小結(jié)構(gòu)在焊接時的約束力，從而減小焊接應(yīng)力。

底板的鋪設(shè)主要是保證底板的幾何形狀及尺寸符合要求，為此要認(rèn)真選擇排版方式和確定焊接順序。底板的排版方式通常有條字形排版、丁字形排版、人字形排版和“分塊”排版四種形式。人字形排版“分塊”排版可避免局部焊縫過于集中，使收縮較為均勻。罐底中輻板宜采用人字形排版法。直徑放大80～100mm。邊緣采用弓形板排版，直徑放大約80mm。

針對第一節(jié)壁板立縫和罐底與壁板連接的內(nèi)外角焊縫焊后收縮的現(xiàn)象，在組對第一節(jié)壁板時，預(yù)先將直徑放大20～25mm，焊接后罐壁直徑才基本符合設(shè)計(jì)要求。為了減小罐壁與底板連接處T字焊縫的焊后收縮變形，在鋪設(shè)罐底邊板時，適當(dāng)加大對接縫的預(yù)留間隙，由原設(shè)計(jì)的外緣6mm加大到8mm，里緣由6mm加大到14mm。底圈板與底板焊接時，內(nèi)側(cè)焊縫應(yīng)焊成具有圓滑過渡的不等邊角焊縫。

底板中幅板的焊接順序是：先焊大十字的短縫，次焊8個小區(qū)塊的短縫，再焊長縫。焊短縫時，第一遍采用分步退焊法，第二遍為連續(xù)焊。焊長縫時，注意隔一條焊一條。第一遍采用由中心向外的分水退焊法，第二遍采用連續(xù)焊。底板邊緣板的焊接要等第一節(jié)壁板與罐底的連接T形縫焊完后才能進(jìn)行。在焊接T形縫時，所有邊緣板之間的對接縫點(diǎn)固焊處必須鏟開。

1.2.2 加熱減應(yīng)法

在補(bǔ)焊塑性較差、剛性較大的鑄鐵件和鑄鋼件時，可用此法。其原則是減小焊接部位和焊件上障礙焊接區(qū)自由收縮部位之間的溫差。在結(jié)構(gòu)的適當(dāng)部位進(jìn)行加熱，使其伸長。冷卻時，這兩個部位同時收縮，減小了焊接區(qū)的應(yīng)力，防止了裂紋的產(chǎn)生。

1.3 焊接設(shè)備的正確選用

對于剛構(gòu)件的焊接，其應(yīng)力和變形的大小，有時和焊接設(shè)備的選用也有直接關(guān)系。對于大多數(shù)結(jié)構(gòu)，多應(yīng)優(yōu)先選用埋弧自動焊、CO2氣體保護(hù)焊。特別是在規(guī)范要求變形較小時，根據(jù)工藝要求，多使用CO2氣體保護(hù)焊。

2 焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量控制

要使焊接結(jié)構(gòu)的危險系數(shù)降到最低，其質(zhì)量的控制，除正確選擇材料、正確選擇焊接工藝措施外，還應(yīng)該有一個嚴(yán)格的質(zhì)量控制體系，并嚴(yán)格按照質(zhì)量體系和國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范執(zhí)行。

（1）編制各項(xiàng)焊接質(zhì)量管理制度（或辦法）。如焊工培訓(xùn)考試和資格審查辦法；焊接工藝評定試驗(yàn)實(shí)施細(xì)則；焊接工藝編制和審批辦法；焊接材料驗(yàn)收保管烘干及領(lǐng)用發(fā)放制度；焊接設(shè)備管理制度；產(chǎn)品試板制作管理辦法；焊縫返修管理制度；焊接檢驗(yàn)制度等。

（2）配備焊接技術(shù)人員及焊接工人

焊接技術(shù)人員包括焊接檢驗(yàn)人員和焊接責(zé)任工程師，焊接檢驗(yàn)人員負(fù)責(zé)焊縫各項(xiàng)外觀檢查、無損探傷、理化試驗(yàn)等工作；焊接責(zé)任工程師全面負(fù)責(zé)焊接施工質(zhì)量。

焊接工人技術(shù)水平的高低直接影響產(chǎn)品的焊接質(zhì)量，因此必須認(rèn)真組織好焊工的培訓(xùn)及考試，不斷提高焊工的理論水平和實(shí)際操作技能，建立焊工質(zhì)量檔案，實(shí)行獎罰制度，鼓勵焊工提高操作水平。

3 結(jié)語

綜上所述，焊接結(jié)構(gòu)質(zhì)量的控制，既是選材、工藝措施嚴(yán)格把關(guān)的過程，也是組織管理嚴(yán)格實(shí)施的過程，這三方面的問題解決了，其質(zhì)量也就得到了控制。

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2015-7-20