工程焊接質量控制之我見

王東鈺

摘要：隨著新技術、新材料、新設備、新工藝的不斷涌現，焊接作為一種主要連接方法，正發揮著重要的作用。而對焊接質量的要求也越來越高，本文僅就焊接質量控制的一些問題提出一些見解。

關鍵詞：工程 焊接質量控制

焊接是兩種或兩種以上同種或異種材料通過原子或分子之間的結合和擴散連接成一體的工藝過程. 促使原子和分子之間產生結合和擴散的方法是加熱或加壓,或同時加熱又加壓.而焊接質量是指焊接產品符合設計技術要求的程度。焊接質量不僅影響焊接產品的使用性能和壽命，更重要的是影響人身和財產安全，通常由產品的設計質量、加工質量、質量檢驗和焊后處理等環節來保證。

一、焊接質量控制的幾個環節

1、設計質量

焊接產品所選用的接頭類型及其計算強度應滿足實際的承載能力。焊接方法應適合構件的特點，經濟性好。焊接工藝過程應能盡量減少應力、變形和應力集中程度。生產勞動量和材料消耗應盡可能小，接頭設計時還要考慮探傷的方便。

2、加工質量

所采用的母材、焊絲、焊劑或焊條等焊接材料的性能應符合設計要求。焊機、輔助機具和檢測儀器的性能應良好。焊前，焊接材料應按規定烘干，工件的焊接坡口要符合要求并清除切割殘渣、龜裂和污物。

3、質量檢驗

質量檢驗貫穿在產品從設計到成品的整個過程中，必須確保質量檢驗過程中所用檢驗方法的合理性、檢驗儀器的可靠性和檢驗人員的技術水平。焊后的產品要運用各種檢驗方法檢查接頭的致密性、物理性能、力學性能、金相組織、化學成分、抗腐蝕性能、外表尺寸和焊接缺陷。焊接缺陷可分為外部缺陷和內部缺陷。外部缺陷包括:余高尺寸不合要求、焊瘤、咬邊、弧坑、電弧燒傷、表面氣孔、表面裂紋、焊接變形和翹曲等。內部缺陷包括：裂紋、未焊透、未熔合、夾渣和氣孔等。焊接缺陷中危害性最大的是裂紋，其次是未焊透、未熔合和夾渣、氣孔和組織缺陷等。個別的缺陷是允許存在的。允許存在的缺陷數量、性質依產品的使用條件和質量評定標準確定。如焊縫余高過高，對受靜載的產品是允許的，但對受頻率較高的循環疲勞載荷的產品則是不允許的，就連正常的余高也要削除。焊接缺陷的出現與坡口加工和裝配精度、執行焊接工藝的嚴格程度以及焊工的技術等因素有關。

焊接缺陷的檢驗方法分破壞性檢驗和非破壞性檢驗（也稱無損檢驗）兩大類。非破壞性檢驗方法有外觀檢查、致密性檢驗、受壓容器整體強度試驗、滲透性檢驗、射線檢驗、磁力探傷、超聲波探傷、全息探傷、中子探傷、液晶探傷、聲發射探傷和物理性能測定等。破壞性檢驗方法有機械性能試驗、化學分析和金相試驗等。正確選用檢驗方法，并與生產工序有機地結合起來進行檢驗，不但能徹底查清缺陷的性質、大小和位置，而且可以找出缺陷的產生原因，從而避免缺陷的再度出現。

4、焊后處理

焊后處理包括焊接后工件變形的矯正、余高的打磨處理、接頭清洗、構件焊后局部或整體熱處理等。

二、焊接質量控制的主要措施

結合工程實際，其質量控制的主要措施為：

1制定焊接施工計劃應根據現場鋼結構安裝的實際情況和技術要求，進行技術經濟分析，制定切實可行的焊接施工計劃。計劃應包括并應確認以下主要項目。

1.1方法、材料、人員管理焊接條件；焊接方法；使用鋼材（復驗）；焊接材料及其管理；焊工培訓、考試及管理；質量控制機構；質量控制制度；防護措施；安全措施。

1.2加工。坡口要領；坡口加工要領；引弧板安裝要領；組裝及焊接順序。

1.3組裝。預熱要領；引弧板處理；定位焊要領；清根要領；焊縫及加工要領；后熱要領；產生不良時的矯正要領；焊縫返修要領。

1.4檢查。外觀檢查標準、方法、要領；無損檢查方法、標準、要領。

2焊前準備質量控制焊接前進行認真的準備。“焊前準備好了等于已焊接了一半！”焊接前須對以下項目進行確認。

2.1環境。作業環境；焊接環境；安全衛生注意事項。

2.2材料及器具。電源容量；焊接材料種類及組合；焊接材料狀態；使用器具狀態。

2.3加工拼裝。坡口形狀；坡口尺寸；根部間隙；錯邊；背面墊板的安裝狀態；定位焊；引弧板的安裝狀態。

2.4其它。焊接坡口表面的清理和加工；預熱。

3焊接過程中質量控制焊接過程中施焊人員應嚴格按焊接計劃書要求及焊接工藝指導書執行，嚴肅工藝紀律，對以下項目進行確認。焊接順序；焊接電源；電弧電壓；焊接速度；運條方法；焊縫的設置方法；電弧的位置；前層的焊縫狀態；清根；層間溫度；焊條或焊絲直徑的選擇；后熱、保溫。

4焊后質量控制焊接后，應按設計要求、有關標準對焊縫進行嚴格檢查，對焊縫外觀、尺寸、表面及內部缺陷進行確認，其主要項目有：

4.1外觀及表面缺陷。焊縫表面規整與否；壓坑；焊瘤；懸垂物；咬邊；火口狀態；表面氣孔；表面裂紋。

4.2尺寸。余高尺寸；焊接長度；角焊焊腳長度，補強角焊的大小；角焊的不等腳長。

4.3內部缺陷。裂紋；未熔合；未焊透；夾渣；氣孔。

4.4處理。引弧板的處理；飛濺物清除合格與否；端部周邊焊；焊縫返修。

5、焊接方法和工藝 （以壓力管道為例）

5.1 采用氬弧焊打底，電弧焊填縫和找補

氬弧焊即氬氣保護焊，可以獲得良好的焊接接頭，返修率低，易于保證工程質量，目前已普遍用于質量要求較高的碳素鋼和合金鋼焊接接頭的根部焊道焊接。電弧焊即手工電弧焊，是利用焊條與工件間產生的電弧熱將金屬熔化的焊接方法。電弧焊是適應性很強的焊接方法，可在室內或野外高空進行平、橫、立、仰全位置焊接，是壓力管道焊接中的主要焊接方法。

5.2 焊接工藝

5.2.1 打底：選用氬弧焊打底，由下往上施焊，點焊起、收尾處可用角磨機打磨出適合接頭的斜口。整個底層焊縫必須均勻焊透，不得焊穿。氬弧打底必須先用試板試焊，檢查氬氣是否含有雜質。氬弧施焊時應將焊接操作坑處的管溝用板圍擋。以防刮風影響焊縫質量。底部焊縫焊條接頭位置可用角磨機打磨，嚴禁焊縫底部焊肉下塌、頂部內陷。并應及時進行打底焊縫的檢查和次層焊縫的焊接，以防產生裂紋。

5.2.2 中層施焊：底部施焊完后，清除熔渣，飛濺物，并進行外觀檢查，發現隱患必須磨透清除后重焊，焊縫與母材交接處一定清理干凈。焊縫接頭應與底層焊縫接頭錯開不小于10mm，該層選用焊條直徑為Φ3.2（焊條材料和直徑根據管材的材質和規格來確定），假如工程中管壁厚度為9mm時，焊縫層數選用底、中、面共三層。中層焊縫厚度應為焊條直徑的0.8～1.2倍，運條選用直線型。嚴禁在焊縫的焊接層表面引弧。該層焊接完畢，將熔渣、飛濺物清除后進行檢查，發現隱患必須鏟除后重焊。

5.2.3 蓋面：該層選用焊條直徑為Φ3.2。焊接時視其焊縫已焊厚度而選用。每根焊條起弧、收弧位置必須與中層焊縫接頭錯開，嚴禁在中層焊縫表面引弧，該蓋面層焊縫應表面完整，與管道圓滑過渡，焊縫寬度為蓋過坡口兩側約2mm，焊縫加強高度為1.5-2.5mm，焊縫表面不得出現裂紋、氣孔、夾渣、熔合性飛濺等。不得出現大于0.5mm深度，且總長不大于該焊縫總長10%的咬邊，焊接完畢，清理熔渣后，用鋼絲刷清理表面，并加以覆蓋，以免在保溫、防腐前出現銹蝕。

5.2.4 焊縫焊接過程中，設專人記錄，對每個焊縫的材質，管道規格，焊接過程中的電壓、電流、時間，焊工編號及姓名，外界溫度，焊前預熱及焊后熱處理進行詳細記錄。焊縫焊接完畢后，對焊縫進行編號，在每道焊縫處都加蓋焊工鋼印號，以便后期檢查及對焊工進行考核。

5.2.5 壓力管道焊接完畢后，對所有焊縫進行外觀檢查，檢查完畢后按比例進行無損檢測，無損檢測包括焊縫表面無損檢測和焊縫內部無損檢測。當抽樣檢測時，對每一位焊工所焊焊縫按規定的比例進行抽查。

三、結束語

工程焊接施工是一項要求組織嚴密、效率高、質量有足夠可靠性的復雜工作。為了滿足焊接區所要求的質量水平，影響焊接質量的諸因素，如焊接作業人員、焊接設備、鋼材、焊接材料、施工方法、作業管理及檢查等必須完美配合才能達到所要求的質量水準。及時總結工程實踐經驗和新技術應用，制訂、完善有關標準，使質量控制更加規范化，以促進鋼結構在建筑業更加廣泛應用。