淺析焊接結構的質量控制

劉云杰

（身份證號：130627197610042296）

淺析焊接結構的質量控制

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、焊接設備的選用，并對焊接結構的質量控制進行了重點分析。

焊接；變形；質量；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與否，與焊接質量緊密相關，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力，都能有效降低產生裂紋的傾向。

焊接應力和變形，不僅可使焊接產品的質量下降，使下一道工序無法順利進行，嚴重時還會使焊件報廢或造成事故，因此要盡量把焊接應力和變形降到最低。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

焊接結構變形的大小與其本身的剛性大小是成反比的，而焊接結構的剛性是在裝配與焊接過程中逐漸加大的，結構整體的剛性總是比零部件的剛性大，故在焊接鋼構件時，應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，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構產生變形，因結構的剛性隨著焊接的進行而加強，而先焊的焊縫結構剛性較小，易產生變形。

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錯位，也可采取此法來處理。云南銅業股份有限公司的5000t酸庫，其直徑為φ25000×25mm，其筒體和底板在組裝時，為了預防通長焊縫的過大變形，在施焊前點焊了一些楔鐵，對其相鄰未焊的長邊，也通過適當點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，從而達到抵消焊接變形的目的。

1.2 防止焊接應力

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生了變形，而且在焊件內部存在一定的焊接應力，這對可焊性差的金屬或剛性較大的結構，會導致其產生裂紋，使其安全使用系數降低。

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。焊接時應讓焊縫自由收縮，減小結構在焊接時的約束力，從而減小焊接應力。

底板的鋪設主要是保證底板的幾何形狀及尺寸符合要求，為此要認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。

針對第一節壁板立縫和罐底與壁板連接的內外角焊縫焊后收縮的現象，在組對第一節壁板時，預先將直徑放大20～25mm，焊接后罐壁直徑才基本符合設計要求。為了減小罐壁與底板連接處T字焊縫的焊后收縮變形，在鋪設罐底邊板時，適當加大對接縫的預留間隙，由原設計的外緣6mm加大到8mm，里緣由6mm加大到14mm。底圈板與底板焊接時，內側焊縫應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，第二遍采用連續焊。底板邊緣板的焊接要等第一節壁板與罐底的連接T形縫焊完后才能進行。在焊接T形縫時，所有邊緣板之間的對接縫點固焊處必須鏟開。

1.2.2 加熱減應法

在補焊塑性較差、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自由收縮部位之間的溫差。在結構的適當部位進行加熱，使其伸長。冷卻時，這兩個部位同時收縮，減小了焊接區的應力，防止了裂紋的產生。

1.3 焊接設備的正確選用

對于剛構件的焊接，其應力和變形的大小，有時和焊接設備的選用也有直接關系。對于大多數結構，多應優先選用埋弧自動焊、CO2氣體保護焊。特別是在規范要求變形較小時，根據工藝要求，多使用CO2氣體保護焊。

2 焊接結構的質量控制

要使焊接結構的危險系數降到最低，其質量的控制，除正確選擇材料、正確選擇焊接工藝措施外，還應該有一個嚴格的質量控制體系，并嚴格按照質量體系和國家標準規范執行。

（1）編制各項焊接質量管理制度（或辦法）。如焊工培訓考試和資格審查辦法；焊接工藝評定試驗實施細則；焊接工藝編制和審批辦法；焊接材料驗收保管烘干及領用發放制度；焊接設備管理制度；產品試板制作管理辦法；焊縫返修管理制度；焊接檢驗制度等。

（2）配備焊接技術人員及焊接工人

焊接技術人員包括焊接檢驗人員和焊接責任工程師，焊接檢驗人員負責焊縫各項外觀檢查、無損探傷、理化試驗等工作；焊接責任工程師全面負責焊接施工質量。

焊接工人技術水平的高低直接影響產品的焊接質量，因此必須認真組織好焊工的培訓及考試，不斷提高焊工的理論水平和實際操作技能，建立焊工質量檔案，實行獎罰制度，鼓勵焊工提高操作水平。

3 結語

綜上所述，焊接結構質量的控制，既是選材、工藝措施嚴格把關的過程，也是組織管理嚴格實施的過程，這三方面的問題解決了，其質量也就得到了控制。

TU712+.3

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1673-0038（2015）33-0047-01

2015-7-20