游樂設施中焊接技術分析

【摘要】 在游樂設施的檢驗中，對于焊接質量的確定比較關鍵，對于焊縫的缺陷是必須檢驗項目，在游樂設施地制造環節中，焊接對其影響比較大。本文通過對游樂設施焊接質量問題進行了分析，并分析了其原因，并對游樂設施材料的應用進行了分析。

【關鍵詞】 游樂設施;焊接質量;材料

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2021.04.043

Analysis of Welding Technology in Amusement Facilities

ZHANG Song

（Liaoning Academy of Safety Science，Shenyang 110004，China）

Abstract： In the inspection of amusement facilities，the determination of welding quality is the key，and the defects of welding seam are the necessary inspection items. In the manufacturing process of amusement facilities，welding has a greater impact on it. This paper analyzes the welding quality problems of amusement facilities，analyzes the reasons，and analyzes the application of amusement facilities materials.

Key words：amusement facilities;welding quality;materials

在游樂場設施的制造和安裝過程中，由于采用不合格的焊接材料，以及不合格的焊接工藝進行加工時，很容易導致焊接缺陷的產生，例如在結構部件生產過程中使用不同規格的鋼板進行焊接作業，或者采用的焊絲型號進行焊接作業，都會導致被焊接結構處焊接質量不達標，即使暫時未出現相關焊縫的缺陷，也會在之后的使用過程中出現裂紋等缺陷，導致設備的壽命縮短，更為設備埋下安全隱患。在現場安裝時，由于現場環境所限，以及施工人員的質量參差不齊，從而也容易導致在現場進行的焊接作業，焊接質量控制不能滿足要求，因此對游樂設施焊接技術的研究及質量控制就顯得非常重要。

1 對焊接質量造成影響的主要原因

焊接的全過程是比較復雜的，會有許多原因直接或間接導致焊接質量不符合要求，對于游樂設施重要受力部件的焊接質量要求更為嚴格。在焊接過程中，所用到的焊接原材料、焊條的型號、焊接的時間點、焊接電流的大小，以及焊接人員的技術水平的高低，都會對焊接質量造成一定影響。在游樂設施主要受力部件對焊接的質量要求很高。在焊接之前，首先要對原材料進行清理，確保其表面無其他雜質后再進行焊接作業，其次就是在對接焊接作業時，控制好焊接點的流量及焊接時電流的大小，當焊接點流量與焊接時的電流大小控制不當時，有可能導致焊接部件變形及焊接壓槽等狀況的發生，還有就是焊條的選型及存放環境和焊接的順序也會產生一些相關問題，對焊接質量造成一定影響。

2 焊接質量關鍵難題的剖析

在對游樂設施進行的定期檢查中，主要都會對一些重要受力部件中存在的焊接接縫進行全面檢測，在目視觀察焊縫表面無明顯裂紋后，按規定的比例對焊縫進行無損探傷檢測，目的在于及時發現并處理掉因疲勞或焊接質量不達標所導致的內部裂紋，從而降低游樂設施因裂紋而導致部件斷裂造成的人員傷亡，可見焊接質量不達標所產生的裂紋直接影響游樂設施的安全性。

焊接時所產生的裂紋主要分為冷裂紋和熱裂紋。冷裂紋是鑄件凝固后冷卻到彈性狀態時，因局部鑄造應力大于合金極限強度而引起的開裂。冷裂紋總是發生在冷卻過程中承受拉應力的部位，特別是拉應力集中的部位。熱裂紋則是當采用低碳鋼與鎳基鑄鐵焊條冷焊時，焊縫易出現屬于熱裂紋的結晶裂紋，有時為內部裂紋，而大多數情況是發生在終端四周的內部裂紋。裂紋與焊縫的波紋線相垂直，露在焊縫表面的有顯著的鋸齒外形。這些特征都是結晶裂紋的表現。

熱裂紋產生的原因主要是由于晶體間存在液態間層，以及存在焊接應力所產生的。為了防止熱裂紋的產生，首先限制鋼材和焊材的低熔點雜質，如S、P的含量，其次適當提高焊縫成形系數，系數太小則易產生裂紋，以及調整焊縫化學成分，避免低熔點共晶物，縮小結晶溫度范圍，改善焊縫組織，還有就是減少焊接應力。

冷裂紋產生的主要原因是焊接接頭存在淬硬組織性能脆化，和擴散氫含量較高，使接頭性能脆化所造成的局部壓力，還有就是存在較大的焊接應力所造成的。為了防止冷裂紋的產生，首先是選用堿性焊條，減少焊縫金屬中氫含量，提高焊縫金屬塑性，以及還接材料要烘干，接頭要清潔，還有就是避免產生淬硬組織焊前預熱、焊后減低冷卻速度。

在進行焊接的過程中，由于未使用適當的焊接電弧的長度，以及受到焊接應力變形的影響，焊縫處易產生裂紋，很難得到高質量的焊縫，這些潛在缺陷大大降低了游樂設備結構的安全性。在對游樂設施進行定期檢查時，經常會發現一些受力部位出現細小的裂紋以及輕微的變形，這些都是由于焊接施工作業不達標所致，比如焊波參差不齊，焊接件凹凸不平，焊孔不均勻，焊接總長度不足等等，都會影響游樂設施本身的質量，同時也會影響游樂設備的外觀，在對這些缺陷分析中發現，大部分都是由于焊接不均勻，未能控制好電弧流量及焊接次序錯誤所導致的缺陷。在焊接作業過程中，應盡量盡可能挑選材料均勻的工件進行作業，確保焊接件的彎曲剛度勻稱，控制好焊接電弧的流量、速度等，最重要的是選擇適合的焊接作業工藝進行作業，并提前制定預案，根據焊接過程中的突發情況進行得當的處置，確保焊接質量。

3 焊接原材料的剖析

游樂園設施使用許多高耐磨碳鋼板，其類型包括烘烤硬化的冷軋鋼板，冷軋雙相鋼板和含磷量的冷軋鋼板。冷軋雙相鋼板的拉伸性能較好，磷含量的冷軋鋼板具有較高的抗壓性能、優秀的塑性變形能力，以及良好的電弧焊接性能和耐腐蝕性。烤制硬底化冷軋鋼板還具備原材料薄，抗壓強度高的特性。大多數游樂場設施都暴露于室外的自然環境中，常年遭受陽光的直射及雨雪的沖洗，日積月累就會腐蝕游樂設備的結，一旦維護不當游樂設備就會產生安全隱患，危機乘客的安全，因此就會對游樂設備原材料的防腐蝕性有比較高的要求。由于鍍鋅板的耐腐蝕性較強，特別是鍍層厚度5～6 um的鍍鋅鋼板，耐腐蝕性更佳，因此廣泛應用在戶外運動設施及游樂設施上。但在鍍鋅板的焊接作業時，存在一些困難，這就對焊接工人的水平有很高的要求，因為鋅的熔點約為420 ℃，揮發溫度為908 ℃，當電弧剛一引燃時就揮發了。鋅的揮發和氧化會導致氣孔、未熔合及裂紋，甚至影響電弧穩定性，因此焊接鍍鋅板材最好的方法就是減少熱輸入量，從而降低缺陷的產生。鋁合金材料也經常應用于游樂設備中，但其表面有一層高密度氧化塑料薄膜，在焊接過程中無法完全將其消除，加上鋁合金材料熱膨脹系數較大，會產生很大的內應力，導致其焊縫處容易出現氣孔等缺陷。再有就是玻璃鋼材料，因其重量較輕，抗腐蝕性能強，絕緣性能好，熱傳導慢，耐瞬時速度、高溫、高壓性能好，以及低廉的價格，要比鋼材更好維護，能夠達到更好的效果，也廣泛應用在游樂設備上。

4 焊接技術性的關鍵

游樂設施的獨特性決定焊接全過程中會產生各式各樣的不安全要素，從而導致焊接結構產生缺陷或損壞，還會繼續對焊接工作人員的身心健康和安全性導致重特大影響。焊接工作中激光切割工作會與電動機、高壓容器、可燃性汽體觸碰;焊接工作中會造成噪聲、放射線、有害氣體、煙塵等。這都很有可能會造成發生爆炸、火災事故地風險，其便會對機器設備和工作員的安全性產生非常大的安全隱患。焊接工作全過程時要留意確保機器設備和工作人員的安全性，留意檢查作業當場的環境安全管理要素是不是達到;留意查詢機器設備是不是插電，是不是有風險源要素;查詢焊接工作中運用的各種直流焊機和專用工具是不是達到安全性標準;查詢設備的接地線電阻和接地電阻是不是達到各類標準。在工作全過程中，嚴格按照操作規程作業，時刻留意工作中周邊無易燃氣體;游樂設施有很多高處作業，在高處作業時，防止超聲波模具亂扔，并對焊接工作場所防護，焊接工作進行后開展認真仔細，確保沒有風險源后才可離去工作場所。

5 結論

通過對游樂設施制造過程中結構材料的類型的分析，并就焊接加工過程中的影響焊接質量的難點及易產生危害的問題予以分析，提出了避免危害的注意點。

【參考文獻】

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【作者簡介】

張松（1982-），男，學士，研究方向為電梯檢、起重設備、游樂設施、索道檢驗。