吳尚兵

（寧夏特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)院，寧夏 銀川 750001）

游樂設(shè)施是指供人們進(jìn)行娛樂和休閑的各種設(shè)施，如過山車、旋轉(zhuǎn)木馬、碰碰車等。游樂設(shè)施的安全問題主要與設(shè)計(jì)、制造、安裝、維護(hù)等方面有關(guān)。而在游樂設(shè)施的制造過程中，焊接是不可或缺的一項(xiàng)工藝。然而，由于焊接質(zhì)量的影響，焊接缺陷是導(dǎo)致游樂設(shè)施出現(xiàn)安全問題的主要原因之一。因此，如何有效地檢測(cè)和預(yù)防游樂設(shè)施焊接缺陷成為一個(gè)迫切需要解決的問題。

1 游樂設(shè)施焊接缺陷的類型、成因與影響

1.1 氣孔

由于氣體被困在焊縫中形成孔洞。氣孔的形成原因很多，常見的原因包括焊接材料表面或內(nèi)部含有水分或油污等物質(zhì)，或者焊接過程中熔池中氣體排放不及時(shí)導(dǎo)致氣泡形成。這些原因會(huì)導(dǎo)致焊接區(qū)域的氣體被捕獲在焊縫中，從而形成氣孔。例如，在游樂設(shè)施焊接中，如果焊工使用了未經(jīng)處理的材料，這些材料表面或內(nèi)部可能含有水分或油污等物質(zhì)。當(dāng)焊接過程中發(fā)生熔化和蒸發(fā)時(shí)，這些水分或油污會(huì)產(chǎn)生氣體，導(dǎo)致氣泡形成并困在焊縫中，形成氣孔。此外，焊接過程中熔池中的氣體排放不及時(shí)也會(huì)導(dǎo)致氣泡形成并產(chǎn)生氣孔。如果游樂設(shè)施焊接中出現(xiàn)氣孔，將導(dǎo)致焊接強(qiáng)度下降，從而影響設(shè)備的安全性。

1.2 夾渣

夾渣是一種常見的焊接缺陷，通常是由于焊接材料表面或內(nèi)部含有雜質(zhì)，焊接過程中不完全熔化的金屬，以及焊接材料在熔融狀態(tài)下與空氣中的氧化物和碳化物反應(yīng)形成的氧化物、碳化物和金屬渣等所致。這些夾雜物會(huì)被困在焊縫中，并且會(huì)影響焊縫的強(qiáng)度和密封性能，容易引起裂紋和脆性斷裂，從而影響游樂設(shè)施的安全性和可靠性。例如，在游樂設(shè)施焊接過程中，由于焊接材料表面或內(nèi)部含有雜質(zhì)，這些雜質(zhì)可能是銹蝕、油污、塵土或其他物質(zhì)，這些雜質(zhì)在焊接過程中會(huì)被困在焊縫中，形成夾渣。如果焊接過程中不及時(shí)清理這些夾雜物，將導(dǎo)致焊縫的強(qiáng)度和密封性能降低，從而影響游樂設(shè)施的安全性和使用壽命。

1.3 未熔合

未熔合是焊接過程中常見的一種缺陷，主要是由于焊絲或電弧沒有完全熔化而形成。未熔合會(huì)導(dǎo)致焊縫的強(qiáng)度降低，同時(shí)也會(huì)影響焊縫的密封性能，從而影響游樂設(shè)施的使用壽命和運(yùn)營效果。首先，焊接參數(shù)不合理可能會(huì)導(dǎo)致未熔合。例如，焊接電流過小、焊接速度過快、焊絲直徑不匹配等都會(huì)導(dǎo)致焊絲或電弧無法充分熔化，從而產(chǎn)生未熔合缺陷。其次，焊接材料表面或內(nèi)部存在氧化物或其他污染物也會(huì)導(dǎo)致未熔合。例如，焊接材料表面存在油污或氧化物等污染物，會(huì)使焊接過程中的熔池不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致未熔合缺陷。再次，焊接過程中的外界因素也可能導(dǎo)致未熔合。例如，焊接過程中風(fēng)速過大、環(huán)境溫度過低、材料表面存在脫脂劑等因素都會(huì)影響熔池的穩(wěn)定性，從而導(dǎo)致未熔合的產(chǎn)生。

圖1 未熔合

1.4 焊縫裂紋

焊縫裂紋的形成原因比較復(fù)雜。一方面，焊接過程中由于應(yīng)力集中或冷卻速度過快等原因，會(huì)導(dǎo)致焊接金屬受到拉伸或收縮等應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋。另一方面，焊接金屬的成分、熔化度、形狀等因素也會(huì)影響焊縫的質(zhì)量，進(jìn)而引起焊縫裂紋。此外，焊接操作人員的技術(shù)水平和操作方法也會(huì)影響焊接質(zhì)量，進(jìn)而引起焊縫裂紋的形成。舉例來說，焊接管道時(shí)，焊縫裂紋常常是由于管道內(nèi)部殘留的雜物和氧化物等導(dǎo)致的。這些雜物和氧化物會(huì)導(dǎo)致管道內(nèi)部應(yīng)力集中，從而引起焊接過程中的應(yīng)力集中和裂紋的形成。此外，如果焊接時(shí)操作不當(dāng)，如焊接速度過快或焊接電流不穩(wěn)定等，也會(huì)引起焊縫裂紋。

1.5 錯(cuò)邊

錯(cuò)邊其主要原因是焊接前準(zhǔn)備不足或者焊接過程中控制不當(dāng)。例如，在焊接兩個(gè)金屬板時(shí)，如果兩個(gè)板不平行或者焊縫兩側(cè)的金屬不對(duì)齊，則會(huì)導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生錯(cuò)邊缺陷。此外，焊接時(shí)使用不合適的焊接參數(shù)或者焊接設(shè)備也可能導(dǎo)致錯(cuò)邊缺陷的出現(xiàn)。對(duì)于游樂設(shè)施這樣的大型結(jié)構(gòu)物而言，錯(cuò)邊缺陷的后果可能更加嚴(yán)重。因?yàn)殄e(cuò)邊會(huì)導(dǎo)致焊縫處的應(yīng)力集中，從而增加焊縫的脆性斷裂風(fēng)險(xiǎn)。在游樂設(shè)施運(yùn)營過程中，由于震動(dòng)和振動(dòng)等因素的作用，焊縫可能會(huì)產(chǎn)生額外的應(yīng)力，導(dǎo)致焊縫處的錯(cuò)邊缺陷加劇。

2 游樂設(shè)施焊接缺陷的檢測(cè)方法

2.1 可視檢測(cè)

可視檢測(cè)是一種簡單、快捷的焊接檢測(cè)方法，可以通過肉眼觀察焊縫表面的缺陷情況，例如，焊縫瘤、孔洞、氣孔等。通常情況下，可視檢測(cè)是通過對(duì)焊縫進(jìn)行目測(cè)、放大鏡觀察和照相等方法進(jìn)行的。在實(shí)施可視檢測(cè)時(shí)，需要對(duì)焊縫進(jìn)行清潔和去除表面氧化層的處理，以保證觀察效果。檢測(cè)時(shí)，要充分利用光線、借助放大鏡等工具，對(duì)焊縫的各個(gè)部位進(jìn)行仔細(xì)觀察。對(duì)于觀察難度較大或者無法直接觀察到的部位，還需要借助輔助工具進(jìn)行觀察，例如，照相、顯微鏡等。同時(shí)，可視檢測(cè)還需要針對(duì)不同的焊接要求，確定焊縫的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，以保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。例如，在游樂設(shè)施的焊接質(zhì)量檢測(cè)中，可視檢測(cè)是非常重要的一種檢測(cè)方法。焊接過程中產(chǎn)生的各種缺陷，例如，氣孔、夾渣、未熔合、焊縫裂紋等，都可以通過可視檢測(cè)進(jìn)行發(fā)現(xiàn)。通過對(duì)焊縫進(jìn)行仔細(xì)的觀察和評(píng)估，可以有效地提高焊接質(zhì)量，確保游樂設(shè)施的安全運(yùn)行。

2.2 渦流檢測(cè)

渦流檢測(cè)是一種通過交流電磁場(chǎng)感應(yīng)金屬材料內(nèi)部缺陷的檢測(cè)方法。在渦流檢測(cè)中，檢測(cè)人員將檢測(cè)線圈放在焊縫表面上，當(dāng)線圈通電時(shí)，會(huì)在焊縫內(nèi)部產(chǎn)生渦流，從而引起感應(yīng)電磁場(chǎng)。檢測(cè)人員通過檢測(cè)感應(yīng)電磁場(chǎng)的變化，判斷焊縫中是否存在缺陷。渦流檢測(cè)具有非接觸、高精度、高效率等優(yōu)點(diǎn)，能夠檢測(cè)出微小的焊接缺陷，如裂紋、氣孔、夾渣等，并且不會(huì)對(duì)焊接材料產(chǎn)生影響。渦流檢測(cè)的實(shí)施需要專業(yè)的檢測(cè)設(shè)備和經(jīng)驗(yàn)豐富的檢測(cè)人員進(jìn)行操作，同時(shí)，需要根據(jù)不同的焊接工藝和材料選擇合適的檢測(cè)參數(shù)。渦流檢測(cè)適用于各種金屬材料的焊接缺陷檢測(cè)，如鋁合金、鋼材、鎳合金等。在游樂設(shè)施的制造過程中，渦流檢測(cè)可以用于焊接接頭、焊縫等部位的缺陷檢測(cè)，保證游樂設(shè)施的安全和可靠性。

2.3 超聲波檢測(cè)

超聲波檢測(cè)是一種利用超聲波在物體內(nèi)部傳播和反射的原理進(jìn)行檢測(cè)的方法。具體實(shí)施方法為，將超聲波傳感器放置在焊縫表面，通過向焊縫中發(fā)送超聲波并接收反射波來檢測(cè)焊縫內(nèi)部的缺陷情況。當(dāng)超聲波在焊縫中遇到缺陷時(shí)，會(huì)發(fā)生反射或散射，形成檢測(cè)信號(hào)，并通過信號(hào)處理技術(shù)分析得出焊縫內(nèi)部缺陷的位置、大小和形態(tài)等信息。超聲波檢測(cè)具有無損檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，不會(huì)對(duì)被測(cè)物體產(chǎn)生破壞。同時(shí)，超聲波檢測(cè)的結(jié)果具有較高的準(zhǔn)確性和可靠性，能夠檢測(cè)出較小和深層次的焊接缺陷。此外，超聲波檢測(cè)設(shè)備靈活、操作簡便，適用于各種材料和形狀的焊縫檢測(cè)。

2.4 X 射線檢測(cè)

X 射線檢測(cè)是一種利用X 射線對(duì)物體進(jìn)行無損檢測(cè)的方法，可以檢測(cè)出焊縫內(nèi)部的缺陷情況，例如，氣孔、夾雜物、裂紋等。X 射線檢測(cè)能夠檢測(cè)出各種形狀和大小的缺陷，具有高度的精度和準(zhǔn)確性，特別適用于焊縫內(nèi)部缺陷的檢測(cè)。X 射線檢測(cè)設(shè)備通常由X 射線發(fā)生器、檢測(cè)器、控制系統(tǒng)等組成。在實(shí)施檢測(cè)時(shí)，首先，需要將焊縫放置在X 射線發(fā)生器和檢測(cè)器之間，發(fā)生器會(huì)向焊縫發(fā)射X 射線，經(jīng)過焊縫后被檢測(cè)器接收。接收的信號(hào)會(huì)被傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)進(jìn)行處理，從而得出焊縫內(nèi)部的缺陷情況。X 射線檢測(cè)需要專業(yè)設(shè)備和人員進(jìn)行操作，并且對(duì)環(huán)境有一定的輻射污染，因此需要遵守嚴(yán)格的安全規(guī)定。

3 游樂設(shè)施焊接缺陷的修復(fù)方法

3.1 局部修復(fù)

局部修復(fù)通常適用于一些焊接缺陷不大、影響不嚴(yán)重的情況。首先，需要通過焊接檢測(cè)方法確定焊接缺陷的類型、大小、形狀和深度等參數(shù)，以便確定修復(fù)方案和選擇合適的修復(fù)材料。然后，選擇符合標(biāo)準(zhǔn)的焊接材料，并按照標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)焊接材料進(jìn)行烘烤和保溫處理。對(duì)焊接缺陷進(jìn)行局部加工和處理，例如，磨削、切割、打磨等，使焊接缺陷的邊緣光滑、清晰，以便進(jìn)行焊接。進(jìn)行局部修復(fù)焊接時(shí)，需要注意控制焊接溫度和焊接速度，避免出現(xiàn)新的焊接缺陷。焊接完成后，需要對(duì)焊縫進(jìn)行后續(xù)處理，例如，研磨、打磨等。最后，進(jìn)行再次檢測(cè)，確保焊接缺陷被徹底修復(fù)，并且符合要求。如果檢測(cè)結(jié)果不符合要求，需要重新進(jìn)行修復(fù)，直到檢測(cè)結(jié)果合格。

3.2 重焊修復(fù)

重焊修復(fù)是一種復(fù)雜的維修方法，需要專業(yè)的技術(shù)人員和設(shè)備來實(shí)施。首先，確定焊接缺陷的類型、大小、形狀和深度等參數(shù)，以幫助選擇合適的修復(fù)方案和焊接材料。例如，在船舶維修中，常見的焊接缺陷包括裂紋、氣孔、夾渣等，需要通過檢測(cè)手段來確認(rèn)缺陷的位置和形狀。根據(jù)缺陷的性質(zhì)和位置，確定使用的焊接材料和工藝，例如，焊絲規(guī)格、預(yù)熱溫度和焊接電流等參數(shù)。其次，準(zhǔn)備符合標(biāo)準(zhǔn)的焊接材料和設(shè)備，并對(duì)焊接材料進(jìn)行烘烤和保溫處理。例如，在焊接高強(qiáng)度鋼時(shí)，需要使用符合標(biāo)準(zhǔn)的焊接材料，并進(jìn)行烘烤和保溫處理，以確保焊接質(zhì)量和焊接性能。然后，進(jìn)行焊接缺陷的清理和準(zhǔn)備工作，包括去除氧化皮、切除缺陷區(qū)域等。同時(shí)，需要控制焊接溫度和焊接速度，避免出現(xiàn)新的焊接缺陷，并在焊接過程中保持焊接區(qū)域干燥，避免受潮和污染。在進(jìn)行焊接時(shí)，需要根據(jù)焊接缺陷的位置和性質(zhì)選擇合適的焊接方法，例如，手工電弧焊、氣體保護(hù)焊等。同時(shí)，需要根據(jù)焊接材料和工藝要求，控制焊接溫度、焊接速度和焊接電流等參數(shù)，確保焊接質(zhì)量和焊接強(qiáng)度。焊接完成后，需要對(duì)焊縫進(jìn)行后續(xù)處理，如研磨、打磨等，并對(duì)焊接區(qū)域進(jìn)行清潔和防銹處理，以延長焊接部位的使用壽命。最后，需要進(jìn)行全面的焊接檢測(cè)，包括外觀檢測(cè)、尺寸檢測(cè)、材質(zhì)分析和無損檢測(cè)等多個(gè)方面，以確保焊接質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。如果檢測(cè)結(jié)果不符合要求，需要重新進(jìn)行修復(fù)，直到檢測(cè)結(jié)果合格。

3.3 更換修復(fù)

更換修復(fù)適用于存在嚴(yán)重焊接缺陷的部件無法通過修復(fù)恢復(fù)安全性的情況。例如，在過山車的焊接連接處發(fā)現(xiàn)了明顯的裂紋，且裂紋較長，無法進(jìn)行有效的修復(fù)，此時(shí)，就需要進(jìn)行更換修復(fù)。在實(shí)施更換修復(fù)時(shí)，需要通過焊接檢測(cè)方法確定部件的焊接缺陷嚴(yán)重程度和影響范圍，然后選擇符合標(biāo)準(zhǔn)的備件和配件進(jìn)行更換。在拆卸原有部件時(shí)，需要注意保存所有零件和附件以備將來需要使用。安裝新部件時(shí)，需要注意安裝位置和方式，并對(duì)更換部件進(jìn)行清潔和保養(yǎng)以延長使用壽命和保證設(shè)施的正常運(yùn)行。在更換部件后，需要進(jìn)行全面的焊接檢測(cè)和部件檢測(cè)，包括外觀檢測(cè)、尺寸檢測(cè)、材質(zhì)分析和無損檢測(cè)等多個(gè)方面，以確保設(shè)施的安全性和穩(wěn)定性。只有檢測(cè)結(jié)果符合要求，才能重新投入使用。因此，更換修復(fù)是一項(xiàng)重要的游樂設(shè)施維修工作，必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)操作，以保證游樂設(shè)施的安全性和穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

在游樂設(shè)施焊接缺陷分析與檢測(cè)的研究中，我們深入探討了游樂設(shè)施焊接缺陷的類型和成因，以及如何通過有效的檢測(cè)手段來及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決這些問題。通過對(duì)焊接工藝的優(yōu)化和完善，我們可以有效地提高游樂設(shè)施的安全性和穩(wěn)定性，為游客提供更加安全、舒適的游樂體驗(yàn)。同時(shí)，我們也認(rèn)識(shí)到了焊接工藝的重要性和必要性，需要加強(qiáng)對(duì)焊接工藝的研究和探索，為游樂設(shè)施的安全生產(chǎn)提供更加可靠的技術(shù)保障。