試論焊接缺陷對結(jié)構(gòu)影響的防控措施

高 偉，王 清，馮印濤

山東華通環(huán)境科技股份有限公司

試論焊接缺陷對結(jié)構(gòu)影響的防控措施

高 偉，王 清，馮印濤

山東華通環(huán)境科技股份有限公司

焊接工程是工業(yè)技術(shù)當中一項非常重要的技術(shù)，焊接缺陷產(chǎn)生的原因比較繁雜，其原因有可能是冶金造成的，也有可能是變形、應(yīng)力作用等造成，缺陷焊接不僅對承載能力有一定的影響，還會給焊接工程的質(zhì)量及工業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生產(chǎn)生一定的制約性。本文主要以焊接缺陷對結(jié)構(gòu)的影響進行詳細的闡述，并在此基礎(chǔ)上提出焊接缺陷對結(jié)構(gòu)影響的防控措施，以便提升焊件的使用壽命。

焊接缺陷；結(jié)構(gòu)影響；防控措施

1.前言

在我國工業(yè)技術(shù)中，多數(shù)工程都涉及到焊接，但是從我國目前焊接的質(zhì)量來看，仍然存在著一定的技術(shù)缺陷，如在焊接過程中出現(xiàn)焊縫增高量、角變形、錯邊、幾何不連續(xù)等現(xiàn)象，凡是結(jié)構(gòu)截面有變化的部位，應(yīng)力的分布就不會均勻，當應(yīng)力超過缺陷前段部位金屬材料的斷裂強度時，材料就會開裂破壞，這樣不僅會影響工程的安全運行和使用壽命，還會對工程的施工進度與施工成本產(chǎn)生一定的影響，如何保證焊接質(zhì)量、提升焊接效率，是我國焊接領(lǐng)域亟需關(guān)注與解決的問題。

2.焊接缺陷對結(jié)構(gòu)影響

2.1 焊接缺陷對結(jié)構(gòu)脆性破壞的影響

焊結(jié)構(gòu)經(jīng)常會在缺陷、結(jié)構(gòu)不連續(xù)等地方發(fā)生脆性斷裂，給工程造成嚴重的破壞。一般情況下，采用轉(zhuǎn)變溫度來衡量焊接的各種缺陷，如焊缺陷造成的應(yīng)力集中越嚴重，脆性斷裂的危險性就越大，氣孔和夾渣等體積類缺陷存在量低于5%時，如果結(jié)構(gòu)的工作溫度不低于材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度，其對結(jié)構(gòu)的安全是無害的；由于裂紋尖端的尖銳度比未焊接透、未融合、氣孔、咬邊等缺陷要尖銳很多，所以裂紋的危害最大[1]。除采用轉(zhuǎn)變溫度來衡量各種缺陷對脆性斷裂的影響之外，許多重要焊接結(jié)構(gòu)都采用斷裂力學(xué)作為評價的依據(jù)，因為用斷裂力學(xué)可以確定斷裂應(yīng)力和裂紋尺寸。

2.2 焊接缺陷對結(jié)構(gòu)靜載非脆性破壞的影響

焊接缺陷程度的不同，對于結(jié)構(gòu)破壞的程度也不同，例如氣孔；氣孔出現(xiàn)的主要原因就是在焊接的過程中出現(xiàn)保護氣氛沒有連續(xù)進行，致使出現(xiàn)連串氣孔，氣孔的出現(xiàn)，在很大程度上降低了金屬的機械性能，一般情況下，在焊接接縫中可以存在小量的氣孔，但是這些氣孔必須是不連續(xù)的，并且總面積不能超過工作截面積的5%，在此情況下氣孔對于總體在抗拉強度上的影響不是很大。但是如果出現(xiàn)連續(xù)性氣孔，并且氣孔總面積已超過工作截面積2%，在此情況下就會對結(jié)構(gòu)抗拉強度產(chǎn)生非常嚴重的影響，最終導(dǎo)致接頭的強度大大降低[2]。

夾渣和夾雜物，這類缺陷的尺寸和形狀對結(jié)構(gòu)強度的影響比較大，其中直線排列、細小且排列方向垂直與受力方向的連續(xù)夾渣比較危險；單個尖端小球夾渣或及雜物并不比同樣尺寸和形狀的氣孔危害大，未融合和未焊透比氣孔和夾渣產(chǎn)生的影響更為厲害，這些缺陷在一定程度上可能成為結(jié)構(gòu)靜載非脆性斷裂的引發(fā)點[3]。

3.常見的焊接缺陷與預(yù)防措施

3.1 常見的焊接缺陷及原因

常見的焊接缺陷主要包括：（1）氣孔。氣孔產(chǎn)生原因有焊接電流過大、電弧過長、運棒速度太快、溶解部位不干凈、焊條受潮等。（2）夾渣。夾渣產(chǎn)生的原因主要有運條角度出現(xiàn)偏差、焊條藥皮受潮、前層焊道過度不平調(diào)、焊道清查不徹底。（3）咬邊出現(xiàn)錯邊的原因有焊接參數(shù)選擇不對、U、I太大，焊速太慢、電弧拉距過長。（4）弧坑。出現(xiàn)弧坑的原有主要有焊絲或者焊條停留時間短，填充金屬不夠。

3.2 各種焊接缺陷的預(yù)防措施

3.2.1 氣孔的預(yù)防措施

（1）加強焊接基本技能培訓(xùn)，控制焊接電弧的合適長度；（2）嚴禁管內(nèi)有穿堂風(fēng)存在，采取端部封堵等措施；（3）控制氬氣純度不小于99.99%；（4）加強現(xiàn)場通風(fēng)條件，控制空氣濕度小于90%，(5)采用低氫型焊條；（6）按工藝評定要求，控制氬氣流量，避免出現(xiàn)紊流；（7）按焊接施工方案要求進行坡口清理，嚴格控制坡口兩側(cè)的清潔度。

3.2.2 夾渣的預(yù)防措施

（1）加強焊接基本技能培訓(xùn)，消除根部未熔合缺陷產(chǎn)生；（2）嚴格按WPS要求，采用合理的焊接電流；（3）注意層間修整，避免出現(xiàn)溝槽及運條不當而導(dǎo)致未融合；（4）焊接接地線應(yīng)該在工件中合理接地，控制電弧偏吹；（5）正確處理鎢絲的打磨角度和焊接停留時間。

3.2.3 未焊透的預(yù)防措施

（1）加強標準培訓(xùn)及偽缺陷在結(jié)構(gòu)模擬實驗，避免出現(xiàn)內(nèi)部缺陷錯判的情況；（2）加強裝配質(zhì)量檢查，嚴格把守裝配質(zhì)量關(guān)口，控制合理的錯邊量；（3）按焊接工藝數(shù)據(jù)單的相關(guān)要求采用合理的焊接電流；（4）正確處理鎢絲的打磨角度；（5）加強坡口質(zhì)量檢查，控制合理的鈍邊量；（6）使用符合相關(guān)規(guī)定的焊材；（7）加強焊工基本技能培訓(xùn)。

3.2.4 咬邊的預(yù)防措施

（1）加強焊接標準和評定缺陷標準學(xué)習(xí)，正確判斷咬邊的深度和長度；（2）嚴格按照焊接工藝數(shù)據(jù)單的要求，正確選擇焊接電流；（3）加強焊工的自檢工作，正確處理咬邊缺陷。

3.2.5 錯邊的預(yù)防控制

（1）加強質(zhì)量檢驗人員在現(xiàn)場對裝配質(zhì)量的檢查，嚴格把手裝配質(zhì)量關(guān)，控制合理的錯邊量；（2）加強原材料的驗收質(zhì)量，控制兩不見的壁厚差達到標準要求；（3）加強焊工自檢工作，按氣球進行點焊，達不到要求授權(quán)拒焊，確保裝配質(zhì)量；（4）加強圖紙的審查，避免設(shè)計在設(shè)備、閥門、管道尺寸接口存在問題。

4.結(jié)束語

綜上所述，在工業(yè)中焊接技術(shù)是一項非常重要的技術(shù)，了解和掌握各種焊接缺陷對結(jié)構(gòu)強度的影響，以便為以后的工作中正確把握焊接結(jié)構(gòu)提供重要依據(jù)。焊接質(zhì)量的高低直接影響工程的質(zhì)量與進度，因此，在未來各項工程建設(shè)中，焊接管理人員應(yīng)綜合工程建造期間的施工經(jīng)驗，在人員、設(shè)備、標準文件和環(huán)境等方面加強焊接管理，有針對性的采取嚴格的措施，以便提高焊接質(zhì)量，降低焊接成本。

[1]朱海濱.焊接缺陷對結(jié)構(gòu)強度的影響[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用, 2012,11(26):12-14.

[2]張波.焊接缺陷對結(jié)構(gòu)影響的預(yù)防對策[J].中國科技財富, 2012,23(12):23-25.

[3]樊明鋒,屈文浩.不銹鋼的焊接缺陷對結(jié)構(gòu)影響及解決辦法[J].中國科技博覽,2012,23(21):17-20.