機車鋼結構焊接質量的檢驗建議

于姣 梁盛德 劉恩全

摘要：在經濟取得長足發展的當今時代，鋼結構焊接技術在各個制造領域中也相應取得了越來越廣泛的應用，尤其在機車制造領域中，高速與重載兩個基本性質為鋼結構焊接質量提出了更高要求。本文從鋼結構焊接易出現的問題出發，就機車鋼結構焊接質量檢驗提出了相關建議，以期為同行業人員提供幫助。

關鍵詞：機車鋼結構;焊接質量;檢驗

前言：

鋼結構焊接強度高、重量輕、整體剛性強且具備較強的抗變形能力，同時鋼結構焊接的經濟性較強，因此在新時代越來越為人所認可，應用于機車的范圍也越來越廣。在此背景下，焊接質量對機車鋼結構造成的影響也日漸突顯，鋼結構整體質量與機車安全性、可靠性都與焊接質量息息相關，由此可見，對機車鋼結構焊接質量的檢驗工作尤為重要。

一、鋼結構焊接易出現的問題

（一）外觀缺陷

鋼結構焊接中的外觀缺陷也被稱為表面缺陷，此類缺陷不必借助儀器即可從鋼結構工件表面直接觀察到。較為常見的外觀缺陷包括咬邊、焊瘤、凹陷與焊接變形等各類問題，也有鋼結構工件表面存在氣孔或裂紋、單面焊未焊透根部等情況[1]。

（二）氣孔與夾渣缺陷

焊接過程中，一旦熔池內氣體未及時在金屬凝固前逸出而殘存于焊縫中，則將在鋼結構工件中形成空穴，即為氣孔缺陷。產生氣體的原因可能源于熔池缺乏保護而吸收了外界氣體，也可能是焊接冶金環節中反應生成的氣體。出現氣孔缺陷時，鋼結構工件焊縫的有效截面積將被減少，焊縫也將出現疏松問題，使用接頭強度下降，塑性降低，甚至容易引發泄漏。

夾渣是焊接后熔渣殘存于焊縫中的情況，其中點狀夾渣造成的危害與氣孔類似，存在尖角的夾渣可能出現尖端應力集中的情況，且夾渣尖端易發展為裂紋源，具備較大的潛在危害[2]。

（三）裂紋缺陷

裂紋缺陷的產生原因一般為焊縫中的原子結合被破壞而出現了新界面，最終產生了縫隙。從裂紋產生溫度原因劃分，可分為冷裂紋與熱裂紋。冷裂紋是焊接結束后冷卻至馬氏體轉變溫度M3以下出現的裂紋，往往在焊接結束后幾小時甚至幾天內出現，因此也被稱為延遲裂紋。熱裂紋則產生于Ac3線附近，一般在焊接結束后立即出現，也被稱為結晶裂紋，熱裂紋往往表面上存在氧化色彩，同時喪失金屬光澤。裂紋在鋼結構工件中的危害較大，尤其冷裂紋，易引發鋼結構斷裂，為后續使用帶來災難性危害。

二、機車鋼結構焊接質量檢驗建議

（一）技術能力檢驗

技術能力檢驗分為兩部分，其中之一是檢驗鋼結構焊接相關技術文件，以確保焊接技術文件具備科學性與可行性，此環節也被稱為焊接工藝評定。工藝評定需要以技術規范要求為依據開展工件測試，以此驗證焊縫機械性能，如拉伸測試與硬度測試、缺口沖擊測試等。技術能力檢驗的第二部分是檢驗焊工技術能力，此環節需要焊工在鋼結構焊接前進行工作試件，試件須與實際產品材質、板厚、焊接位置等各方面內容保持一致，以此證明焊工技術水平，保障鋼結構工件質量，工作試件一般有斷口測試與焊縫宏觀金相測試等類型。

（二）焊接前檢驗

鋼結構焊接工作開始前，需要先檢驗焊接設備，以此保障焊接電流與電壓處于正確且穩定的狀態，進而檢驗鋼結構工件在焊接前的坡口與組對間隙、錯邊量等情況，以確保各類情況都與技術規范要求相契合。后續檢驗點固焊與定位焊的質量情況，重點查看點固焊徹底打磨處理狀態與定位焊端頭打磨處理狀態。其次檢查焊縫區域二十厘米范圍內的清潔度，以此確保焊縫的焊前打磨與去油污處理都符合要求。最后檢驗需要預熱的工件，看其是否已達到預熱要求[3]。

（三）焊接過程中檢驗

焊接過程中的檢驗環節主要包括檢驗焊接參數與焊接層間狀況，其次檢驗焊接順序控制環節。其中焊接參數需要注意電流與電壓、氣流量與焊接速度等各項數據，焊接層間狀況則需要注意清鏟與溫度控制環節。在檢驗焊接順序時，需要及時記錄檢驗情況，形成焊接檢驗文件。在機車鋼結構焊接質量檢驗整體工作中，焊接過程中檢驗環節最為重要，此環節將對鋼結構工件最終結果產生直接影響。因此對質量檢驗單位而言，需要熟悉焊接工藝與焊接規范要求、焊接設計要求等情況，在檢驗過程中正確選擇檢驗控制點，使鋼結構工件廢品率得以最大限度降低，從而減少后續返工現象，使焊接質量得以提升[4]。

（四）焊接后成品檢驗

機車鋼結構焊接工作完成后，針對成品的檢驗方法較多，可分為外觀檢驗、致密性檢驗與物理方法檢驗等。其中外觀檢驗相對簡便且應用范圍相對較廣，也是成品檢驗的重要方法之一。在此檢驗方法中，主要可觀察焊縫表面缺陷與測量尺寸偏差，一般情況下前者可直接通過肉眼觀察，后者可借助標準樣板、量規、放大鏡等工具完成。一旦焊縫表面存在缺陷，焊縫內部存在缺陷的可能性也極大，因此需要充分重視此問題。致密性檢驗可使用煤油試驗、載水試驗、水沖試驗等多種方法，確保鋼結構工件致密性良好，具備安全性與可靠性。物理方法檢驗是利用物理現象進行鋼結構焊接質量檢驗的方法，在使用物理方法進行檢驗時，一般采取無操探傷檢測法，對鋼結構材質與規格、溫度等各類數據進行綜合考量，以此保障鋼結構工件符合質檢標準。

結語：

綜上所述，鋼結構焊接質量已在機車制造工作中發揮了越來越重要的作用，因此強化機車鋼結構焊接質量檢驗環節尤為重要。在檢驗鋼結構焊接質量時，可從技術能力、焊接流程、成品外觀與致密性等各方面入手，以保障機車鋼結構焊接質量合格，從而為機車發展提供更為有力的保障。

參考文獻：

[1]池娟.鋼結構超聲波檢測標準對比[J].廣東建材，2021，37（12）：38-39.

[2]劇冠軍.復雜環境中大型鋼結構工程的施工技術分析[J].中國設備工程，2021（23）：220-221.

[3]康玉成.鋼結構施工技術在土木工程中的應用[J].房地產世界，2021（23）：55-57.

[4]陸傳航.鋼結構過焊孔的連續焊接封堵方法[J].焊接技術，2021，50（11）：50-53.