凌　凱（中煤第三建設(shè)集團(tuán)機(jī)電安裝工程有限責(zé)任公司，安徽宿州234000）

箱形井架焊接工藝與失效分析

凌凱（中煤第三建設(shè)集團(tuán)機(jī)電安裝工程有限責(zé)任公司，安徽宿州234000）

對(duì)于箱形井架來(lái)說(shuō)，屬于是常見(jiàn)的大型金屬的結(jié)構(gòu)焊接，隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展，箱形井架的焊接就開(kāi)始被廣泛的應(yīng)用在了各種煤礦等工程建設(shè)中，具有較多優(yōu)良的性質(zhì)，被越來(lái)越多的建設(shè)使用，現(xiàn)在這種比較大的金屬焊接的箱形井架結(jié)構(gòu)已經(jīng)是現(xiàn)在基本煤礦的主要結(jié)構(gòu)類(lèi)型，但是在實(shí)際的箱形井架中還存在著一些問(wèn)題，這些問(wèn)題大多都是由于焊接的工藝問(wèn)題以及箱形井架的焊接失效問(wèn)題，導(dǎo)致各種災(zāi)害事故頻繁發(fā)生，本文就對(duì)箱形井架焊接工藝與失效進(jìn)行詳細(xì)的分析。

箱形井架；焊接工藝；失效分析

1引言

箱形井架焊接工藝決定著金屬焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，但是在實(shí)際的煤礦建筑中，出現(xiàn)了很多的箱形井架焊接結(jié)構(gòu)失效的情況，導(dǎo)致各種災(zāi)害事件的發(fā)生，引起了廣泛的重視，本文就對(duì)箱形井架焊接工藝與失效進(jìn)行詳細(xì)的分析，找到箱形井架焊接工藝出現(xiàn)失誤的主要原因，從而研究有效的措施規(guī)避這種失誤現(xiàn)象的發(fā)生。

2導(dǎo)致箱形井架焊接失效的主要原因分析

箱形井架焊接失效是由多方面的原因造成的，根據(jù)比較大的金屬焊接的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)失效原因進(jìn)行分析與研究可以了解到主要的因素為：①導(dǎo)致箱形井架焊接工藝失效的主要原因就是大型金屬焊接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)失誤；②材料的質(zhì)量也是影響箱形井架焊接結(jié)構(gòu)出現(xiàn)失效的原因；③在進(jìn)行金屬結(jié)構(gòu)焊接的時(shí)候，由于基本的工藝水平，對(duì)相關(guān)流程的安裝與制作的水平都會(huì)影響到金屬結(jié)構(gòu)焊接的質(zhì)量，金屬焊接的注意要點(diǎn)有很多，而影響箱形井架焊接失效的主要原因就是焊接熱加工的工藝水平，箱形井架金屬結(jié)構(gòu)焊接失效主要表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)焊接出現(xiàn)裂縫，以及焊接的質(zhì)量缺陷等。金屬焊接是一個(gè)高溫作業(yè)的過(guò)程，是一個(gè)焊接金屬的熱力循環(huán)過(guò)程，這些都會(huì)對(duì)焊接的結(jié)構(gòu)造成不利的影響，導(dǎo)致變形等失效問(wèn)題頻繁發(fā)生，焊接的材料質(zhì)量不符合規(guī)定的性能要求也會(huì)導(dǎo)致焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量出現(xiàn)失效，一旦金屬焊接的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)失誤，就會(huì)導(dǎo)致箱形井架的結(jié)構(gòu)失效，從而引起各種安全事故的發(fā)生。

3箱形井架焊接工藝與失效分析研究

箱形井架焊接工藝與失效會(huì)對(duì)后來(lái)的建設(shè)帶來(lái)極大的災(zāi)害，所以如何預(yù)防這些事故的發(fā)生，避免箱形井架在結(jié)構(gòu)焊接時(shí)出現(xiàn)工藝以及材質(zhì)的失效導(dǎo)致箱形井架的失效，就要對(duì)箱形井架失效的主要產(chǎn)生根源進(jìn)行分析，研究主要作用影響因素。箱形井架焊接結(jié)構(gòu)失效主要有以下幾個(gè)原因造成：

3.1金屬結(jié)構(gòu)焊接的裂縫與缺陷

導(dǎo)致箱形井架焊接失效的主要原因就是金屬結(jié)構(gòu)焊接的裂縫以及缺陷，而裂縫以及裂紋產(chǎn)生主要有以下幾個(gè)方面：①在金屬焊接的材質(zhì)中，由于某一段局部位置出現(xiàn)裂縫及缺陷；②在箱形井架結(jié)構(gòu)焊接的過(guò)程中，會(huì)造成結(jié)構(gòu)焊接失效的發(fā)生，比如金屬表面焊接的裂紋或者是缺陷；③箱形井架結(jié)構(gòu)會(huì)受到各種荷載交替變化的作用力，很容易由于壓縮與拉伸的因素導(dǎo)致裂縫的發(fā)生，在頻繁的作用力下，會(huì)導(dǎo)致箱形井架的失效。金屬焊接的材料在應(yīng)用過(guò)程中還會(huì)受到荷載的作用造成裂縫與裂紋。

3.2金屬結(jié)構(gòu)焊接的脆弱性質(zhì)

在金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接的過(guò)程中還會(huì)由于高溫與低溫的交替作用導(dǎo)致在結(jié)構(gòu)焊接處出現(xiàn)變化，會(huì)產(chǎn)生一些比較大顆粒的冶金組織，這樣就降低了金屬結(jié)構(gòu)焊接位置的強(qiáng)度變低，韌性也會(huì)不足，從而導(dǎo)致箱形井架的焊接結(jié)構(gòu)材質(zhì)變得比較脆弱。此外由于在金屬結(jié)構(gòu)焊接的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱循環(huán)，這也會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較大的變化，熱力效應(yīng)也會(huì)使材質(zhì)變得比較脆弱。

3.3金屬結(jié)構(gòu)焊接的內(nèi)應(yīng)力變化

箱形井架焊接還會(huì)受到內(nèi)應(yīng)力變化導(dǎo)致失效，主要為：①由于焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不符合要求，焊接結(jié)構(gòu)所使用的工藝不合理，在進(jìn)行箱形結(jié)構(gòu)的制作與安裝時(shí)，還會(huì)由于工藝的失誤造成強(qiáng)制性的使用，這些都會(huì)對(duì)箱形井架造成較大的集中應(yīng)力，或者是殘存的一些應(yīng)壓力，以及焊接結(jié)構(gòu)累積的應(yīng)壓力，這些內(nèi)應(yīng)力都會(huì)對(duì)金屬結(jié)構(gòu)的焊接造成極大的影響，引起箱形井架焊接失效；②如果沒(méi)有對(duì)箱形井架結(jié)構(gòu)焊接位置采取應(yīng)壓力消除的有效措施，就會(huì)使得結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)力超過(guò)材質(zhì)的最大強(qiáng)度范圍，從而導(dǎo)致箱形井架的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)失效以及斷裂。

4箱形井架焊接工藝與失效應(yīng)采取的措施分析

對(duì)于箱形井架焊接工藝與失效應(yīng)該采取的措施主要包括兩點(diǎn)：①應(yīng)對(duì)箱形井架焊接失效應(yīng)該采取的技術(shù)措施分析；②加強(qiáng)箱形井架生產(chǎn)管理以及焊接的表面質(zhì)量的具體措施。

4.1應(yīng)對(duì)箱形井架焊接失效應(yīng)該采取的技術(shù)措施分析

箱形井架在焊接時(shí)應(yīng)該依據(jù)我國(guó)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，要設(shè)計(jì)好合理的結(jié)構(gòu)，選擇優(yōu)良的材質(zhì)，特別是韌性與強(qiáng)度比較高的材料，從而防止在焊接的過(guò)程中加大結(jié)構(gòu)的脆性，使得結(jié)構(gòu)斷裂失效；其次，在進(jìn)行金屬結(jié)構(gòu)焊接的時(shí)候，要科學(xué)合理的布置焊接的縫隙，避免出現(xiàn)焊接縫隙過(guò)于集中，要將相鄰的箱形井架結(jié)構(gòu)焊縫相隔一些距離；箱形井架的結(jié)構(gòu)在基本的截面布置上與厚度變化上都要慢慢的過(guò)渡，避免由于結(jié)構(gòu)焊接的不合理導(dǎo)致應(yīng)壓力的集中破壞；箱形井架結(jié)構(gòu)的主要焊接縫上不能再焊接其他的東西，避免應(yīng)壓力的高度集中飛結(jié)構(gòu)造成破壞；箱形井架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要控制在科學(xué)的范圍內(nèi)，進(jìn)行嚴(yán)格的核算，保證箱形井架結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性；在結(jié)構(gòu)焊接時(shí)盡量選擇相對(duì)的焊接，降低焊接接頭處的應(yīng)壓力；在箱形井架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中還要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，選擇最佳的方案與決策，保證箱形井架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性，降低應(yīng)壓力的集中，可以保證整體結(jié)構(gòu)的安全合理與可靠性。

箱形井架焊接工藝也是影響結(jié)構(gòu)質(zhì)量的主要因素之一，很多箱形井架結(jié)構(gòu)的失效都是由于焊接時(shí)所選用的工藝與方法的失誤，所以選擇科學(xué)合理的焊接工藝與手段，保證焊接工藝的質(zhì)量?jī)?yōu)良是降低箱形井架失效的主要措施，從而降低在焊接時(shí)存在的應(yīng)壓力，保證箱形井架焊接質(zhì)量。

我們?cè)谶M(jìn)行箱形井架焊接時(shí)，要把握好制作與安裝的工藝質(zhì)量，使用的材料要符合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，提高箱形井架結(jié)構(gòu)焊接的質(zhì)量水平，在金屬結(jié)構(gòu)焊接的時(shí)候要注意工藝的規(guī)范要求，并且在進(jìn)行箱形井架結(jié)構(gòu)焊接時(shí)，還要保證選用的材料都是相匹配的，控制好材料的材質(zhì)，是保證箱形井架結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量的重要基礎(chǔ)，我們要保證材料的質(zhì)量，避免出現(xiàn)較大的失效與缺陷問(wèn)題。在進(jìn)行箱形井架焊接工藝時(shí)，要按照規(guī)范的不周進(jìn)行，選擇合適的焊接方法，具體的流程，應(yīng)該焊接的層次數(shù)目，金屬結(jié)構(gòu)焊接時(shí)候的溫度以及電壓強(qiáng)度等；箱形井架焊接工藝與失效的主要原因就是應(yīng)壓力的集中造成結(jié)構(gòu)的斷裂，所以我們?cè)诤附訒r(shí)，要研究如何消除焊接的集中應(yīng)壓力，從而降低金屬焊接結(jié)構(gòu)的應(yīng)力，保證金屬結(jié)構(gòu)焊接的質(zhì)量。

4.2加強(qiáng)箱形井架生產(chǎn)管理以及焊接的表面質(zhì)量的具體措施

在箱形井架焊接時(shí)，我們還要注意表面焊接的質(zhì)量，要保證表面的均勻性，防止在金屬焊接的表面出現(xiàn)較大的不平整問(wèn)題，例如缺陷以及磨損，要在焊接的過(guò)程中及時(shí)的處理表面的問(wèn)題，提高箱形井架結(jié)構(gòu)表面焊接的質(zhì)量，降低應(yīng)力的殘余，要按照應(yīng)力變化的方向進(jìn)行焊接，還要保證金屬焊接表面的強(qiáng)度，必要時(shí)還要采取一定的手段加強(qiáng)表面的韌性與強(qiáng)度，降低表面的應(yīng)壓力，提高箱形井架表面結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

在進(jìn)行箱形井架焊接結(jié)構(gòu)的時(shí)候，還要注意生產(chǎn)管理，加強(qiáng)焊接人員的技術(shù)能力，加強(qiáng)生產(chǎn)相關(guān)的管理，可以有效的提高箱形井架的焊接質(zhì)量，降低失效的發(fā)生。

5結(jié)束語(yǔ)

總之，箱形井架焊接工藝與失效是有多方面的因素造成的，我們要找到具體的產(chǎn)生原因，從而采取有效的措施加大管理，保證箱形井架結(jié)構(gòu)焊接的質(zhì)量。

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