薄板焊接工藝及焊縫質量控制

朱俊

摘 要：伴隨當前鋼結構工業建設發展的速度進一步加快，在鋼結構焊接施工的過程中，薄板焊接具有非常重要的意義，獲得了廣泛的應用。在廠房參觀走廊平臺以及設備輔助平臺當中都獲得了較好的運用。在實際操作的過程中，很多產品需要重量輕巧又需要具有較好的質量。在此過程中可以使用薄板材料達到需求，然而當前我國在薄板焊接的過程中沒有廣泛的使用先進的技術，在施工工藝方面較為陳舊，因此一定要重視合理的使用薄板焊接工藝，確保對焊接的質量進行最大程度的控制，尤其需要注意薄板在焊接過程中的形變，本文重點對薄板焊接工藝和焊縫質量控制進行分析研究，以供參考。

關鍵詞：薄板；焊接工藝；焊縫；質量控制；措施

1 焊接過程中產生變形的原因

在工業生產當中，2毫米厚的鋼板應用非常廣泛，是一種典型的薄板，在進行焊接施工的時候主要使用的是電弧焊接設備。電弧焊接設備在使用的過程中，控制系統為微機系統。這種系統能夠有效的通過計算機控制焊接的速度、焊接的電流等。與此同時，還可以與實際工藝參數相結合，進行一定的修改，并且將相關的參數設置到存儲系統當中。在薄板焊接的過程中往往會產生表面缺陷或者焊接變形的問題，究其原因主要由于薄板在焊接的過程中具有較高的參數要求。在實際焊接的時候，如果某一參數出現變化可能會導致焊接過程中出現較大的變化，由于焊接參數的變化范圍不同以及外界因素的影響而造成焊接工藝無法符合要求，在焊接的過程中出現一定的形變，這種形變在出現的過程中是多種多樣的，常見的有縱向收縮形變、橫向收縮形變以及彎曲形變、扭曲形變等。

2 薄板焊接工藝方法

依照理論分析以及現場制作的相關經驗，在制作薄板鋼結構的過程中需要在焊接之前通過加筋板來固定焊件，接著再進行焊接操作。這樣可以讓焊件的剛性大幅度提高，減少焊接過程中出現的變形量，確保整個裝配過程中的幾何精度。在進行焊接操作前需要對裝配尺寸進行檢查，相關技術員需要做好焊接技術交底的工作，通過一些小直徑焊條進行焊接的過程中，一定要做好定位焊，讓焊接的高度提高。在一定程度上，讓焊接過程中的變形量減少。在焊接之前，操作人員一定要加強對焊條型號、固定裝置的檢查，并且及時清理雜物。

和普通焊接工藝類似，薄板鋼焊接工藝需要確保執行的力度，首先需要對焊接工藝進行有效的了解，重視焊接時的監測和控制工作，依照焊接的具體要求進行操作：

首先對短焊縫區域進行焊接，再對長焊縫區域進行焊接。焊接的過程中，通過間斷焊接的模式進行分段退焊，并且從內部向外部進行焊接。

安排多名焊工進行均勻施焊，同時進行操作，與此同時一定要保證對稱施焊，這樣可以避免因為不對稱受熱而產生的應力集中等問題對薄板產生影響，導致板子出現起鼓、變形，對稱受熱的過程中，由于應力之間可以抵消，在受熱均勻的條件下，不會造成板子出現明顯的形變。

需要指導焊工通過半自動切割機與用氣保焊的方式相結合進行操作，因為薄板具有較大的面積，而且平面度較好的條件下，通過自動焊接小車進行焊接，可以進一步保證焊接過程中的外形，讓焊接的質量提高，確保焊縫的大小符合要求。

3 薄板焊接質量控制方法

3.1 選擇合理的焊接工藝

在焊接的過程中一定要對焊接工藝進行合理的選擇，這樣可以讓焊接的質量大幅度的提高，不斷的對薄板焊接的經驗進行總結和摸索，可以發現通過熔敷力較高的技術可以讓焊縫的焊接質量大幅度提高。與此同時，還需要對焊道進行控制，另外通過一些較小的熱輸入焊條，能夠有效的避免焊接的過程中出現形變，由于薄板焊接的時候縱向繞曲形變在對焊接熱輸入較為敏感，在熱輸入比較大的條件下，可能會造成薄板焊接的時候出現一定的形變，無法達到裝配的要求。

3.2 合理使用點固焊

在焊接工藝當中點固焊也是非常常見的一種焊接方式，由于點固焊不單單可以確保焊接間隙，另外也可以保證焊接過程中薄板具有一定的抗變形能力，然而在薄板焊接的過程中一定要對點固焊的焊點數量進行考慮，并且保證焊點之間的距離，如果焊點之間的尺寸過小，可能會造成焊接的時候出現焊縫開裂等情況，無法達到實際使用的需要。如果點焊尺寸過大，會造成焊道背面無法充分焊透，對接口的完整性產生較大的影響，在薄板焊接的過程中一定要注意對點固焊尺寸進行控制，依照焊接工件的具體要求，合理的進行焊接方式的選擇。

3.3 焊接工藝控制

依照實踐過程中的相關要求，發現在焊接的時候可以通過一些特殊的方法對焊接工藝進行控制，比如說溫差法、減少焊接熱輸入法等，都可以大幅度的降低焊接過程中的溫度，讓形變量減少。盡管這種方式在一定程度上可以讓殘余應力降低，控制形變。然而無法完全將形變消除，想要將焊接過程中出現的形變問題有效的消除，需要將薄板壁構件焊接過程的影響因素進行分析，在此過程中想要避免薄板平面，需要讓薄板工件的瞬態面外失不穩形變等情況得到控制。在日常操作的時候，可以利用不同程度的溫度差異讓薄板邊緣的受力情況降低，確保溫差拉伸效應，就算有應力形變問題，也能夠在焊接的時候實時的進行控制和調整，保證焊接的過程中焊薄板的平直狀態不會出現失穩變形的問題。

3.4 加強焊縫控制

3.4.1 具體控制措施

在焊接的過程中一定要與實際情況相結合，合理的進行焊條的選擇，保證焊條的形狀尺寸符合要求，在達到焊接要求的條件下盡量確保焊條具有較大的承載能力，盡量使用一些較小的焊縫尺寸，主要是由于這樣可以讓焊縫的填充量減少。如此一來，既可以確保質量，又不會出現較大的形變，還可以做到省時省料具有一定美觀的效果，與此同時還能夠還需要使用一些折彎機來對薄板進行折邊處理，在確保折彎角度的條件下，盡量使用機械折彎。在進行操作的過程中，使用機械折彎能夠讓焊縫的數量減少，科學合理的對焊縫的位置進行安排，保證焊縫在中心軸兩側的位置，這樣在焊接的時候可以相互抵消產生的形變。

3.4.2 做好無損檢測工作

焊接屬于一種物理冶金操作，雖然當前的焊接技術越來越成熟，但是很多內外部因素都會影響焊接的結果，具體的影響因素在于殘余應力，焊接工藝技術等。附近的焊接環境、溫度也會對最終的焊接成果產生影響，為了將焊接缺陷及時找出檢測人員一定要及時的對焊接結構進行檢測，了解出現了一些焊接缺陷，對焊接工作進行及時調整。

（1）外觀檢測

外觀檢測主要使用的是一些機器設備、目視、光、電等方式來檢查事件的表面缺陷，比如說是否出現毛刺、是否產生顏色不均等問題，或者出現表面凹陷等。傳統外觀檢測的過程中，主要使用的是目視法，這種方式不需要使用專門的設備在操作的過程中成本較低，而且具有較高的工作效率，可以通過人體的視力和工作人員的經驗進行結合，有機的檢查局部結構和整體結構。在檢測的過程中快速的了解出現了缺陷，比較適合用于一些目視可見的表面缺陷，而無法準確的判斷細微的內部缺陷和表面缺陷。在長期通過目視法進行檢測的過程中，可能會導致人員出現疲勞，對檢測的效率和結果產生影響。

（2）射線探傷

在五大常規檢測當中，射線探傷是非常常用的一種方法，主要是通過射線將物體穿透獲得的一些射線的變化情況來了解物體內部的物質分布情況和內部缺陷。在使用的操作的過程中，主要使用強度均勻的射線對物體進行照射，如果物體出現結構差異或者缺陷。那么缺陷部位會對射線在物體內部的光線強弱和行進方向產生影響，造成不同部位透射的射線強度不同，通過這樣的方法可以對物體內部缺陷的位置以及性質進行了解。

（3）超聲檢測

超聲檢測也是非常常用的一種無損檢測的手段，主要是利用超聲波在接觸被檢測物體出現的透射、反射和散射回來聲波的變化情況來對被測物體進行判斷和研究。在使用的過程中具體的工作原理是依照超聲波傳播過程中的具體特點進行缺陷的分析，超聲波在發出后會在試件當中進行傳播，在此過程中會和材料當中的組織結構以及出現的一些缺陷進行相互作用，這樣就會導致超聲波在被檢測物體介質中產生一定的變化，比如說傳播方向和特征發生改變，只要分析和研究被改變的聲波，就可以判斷是否產生了一定的缺陷，這種檢測技術具有較好的檢測效果，可以檢測各種不同類型的試件。

（4）磁粉探傷技術

通過磁粉探傷無損檢測技術進行探傷，主要是使用一些具有磁鐵性質的材料，這些材料具有一定的磁化性能、另外磁粉的物理性質較為特殊。在磁場當中，這些磁鐵性質的材料會由于磁化的作用而出現一定的影響，材料內部會出現一些磁感應的情況，與此同時，磁力線的密度也會出現一定的增加。如果焊縫的位置產生缺陷，就有可能造成磁力線在位置方面出現一定的變化，某些磁力線會被寄出鋼結構，這樣就有可能導致露磁問題的出現。如果磁場當中有磁粉，磁力線會對磁粉產生一定的影響，導致焊縫缺陷位置產生磁粉堆積的情況，方便檢測人員對焊縫的缺陷進行檢測。

（5）紅外線成像類型的技術紅外線成像技術是當前進行無損檢測研究過程中產生的一種最技術，可以通過紅外攝像機設備對電子輻射信號進行獲取，并且對獲取的信號進行分析和處理，了解出現的缺陷，在使用的過程中具有較好的效果。

結束語

總而言之，從薄板焊接工藝的角度進行分析，無論是在宏觀方面分析焊縫成型，還是在微觀方面分析焊縫力學性能，都需要符合相應的國家標準和行業要求，只有如此才能進行后續的焊接操作。只有如此，才可以有效地防止薄板焊接的過程中由于沒有合理的操作產生問題。

參考文獻：

[1] 中冶集團建筑研究總院.鋼結構焊接規范：GB50661-2011[S].北京：中國建筑工業出版社，2011.

[2] 冶金工業部建筑研究院.鋼結構工程施工質量驗收規范：GB50205-2001[S].北京：中國建筑工業出版社，2001.

[3] 馮忠祥，李召森，賈克元.薄板焊接工藝及焊縫質量控制[J].山東工業技術，2019（04）：58.

[4] 任達生，劉銀東，齊博.薄板焊接工藝及焊縫質量控制[J].石油和化工設備，2017（11）：33-35

[5] 焦磊.無損檢測新技術及其在焊接質量檢測中的應用[J].有色金屬與稀土應用，2017（1）：9-14.

（作者單位：上海振華重工（股份）有限公司長興分公司）