焊接質量控制和管理在機械制造中的應用

高險峰

（福建福船一帆新能源裝備制造有限公司，福建 漳州 363211）

機械制造整體開始向著高質量、大型化及高精度方向發展，而作為其中十分關鍵的一項環節，焊接質量控制面臨更高要求。同時，機械制造與使用過程經常出現故障和問題的原因之一就是焊接質量控制不當引起的。為此，極有必要對其中的焊接工藝技術和影響焊接質量的具體因素進行分析，以找到控制和管理焊接質量的有效措施。

1 焊接質量管控的必要性

焊接即是指應用高溫、加熱和高壓的形式，對金屬以及熱塑性的材料實施連接的工藝措施[1]。受到科學技術迅速發展的影響，焊接工藝也變得更為完善，目前已經產生了激光、電弧、超聲波等多類形式。不僅可以被應用在工廠生產加工當中，還可以應用在零部件維修中，但實際操作時主要受環境以及工藝等因素的限制和影響。

當前機械制作當中的焊接工藝被視為特殊過程。因此焊接質量本身的穩定性對于產品性能、質量等十分重要。然而影響其質量的因素十分繁多，并貫穿整個制造過程始終。一旦焊接結束，形成焊縫，這時進行缺陷修復就會需要耗費大量人力、物力和財力，成本十分高昂，如果修復不成功，則可能會直接導致產品報廢，造成更大的損失。倘若能夠給其操作制定出一套完整高效的質量控制和管理措施，則能全面提升產品質量，減少成本發生，提升企業自身的競爭實力。這樣看來，焊接質量管控極為關鍵和必要。只有在機械制造當中，對其質量管控加強重視，并應用高效化的措施加以控制和處理，才能從根本上減少質量問題產生。

2 影響焊接質量的主要因素

2.1 人員因素

實際焊接時，不同焊接方式給操作人員提出的要求也不盡相同，而操作者的專業技能和工作態度都會給最終焊接質量帶來直接影響。當前，工業生產已經基本實現了自動化，但部分參數調節還需要人工操作，具體的焊接方向控制也要人員掌握。所以操作者自身必須具備良好的質量意識，能完全熟練和細心操作，嚴格遵守焊接流程，以提升焊接質量。

2.2 材料因素

焊接過程中需要使用大量原材料，因此材料本身質量就會給最終產品質量帶來影響。從質量管理角度來看，要想真正保證焊接質量，就必須從源頭著手加強材料質量控制。

2.3 焊接流程因素

焊接流程即是給整個焊接過程制定一個對應的固定形式，不管是哪道工序出現問題，都會給最終質量帶來影響。因此只有真正從根源報上保證焊接程序的標準性，才能實現質量控制。

3 焊接質量控制和管理

3.1 準備管控

一是材料質量管控。實際焊接時，一旦材料出現問題，質量自然無法得到保證，因此所有涉及的原材料都必須實施質量管控，其中焊絲、焊條、母材、襯墊等都必須有專門的質量證明文件，必要的時候可以進行再次檢驗[2]。實際應用時，應重點對上實物進行核查與檢驗，只要發現材料質量與要求不一致，例如腫脹、藥皮裂開、鍍層剝離等，則禁止應用到產品線當中。

二是工藝質量管控。具體應該依照機械產品設計的實際要求選用適合的焊接手段，同時對接頭、環境、方法等展開詳細的工藝評定。如有必要，還應該制作專門的試件或者試用產品實施模擬驗證，從整體上形成一套合理性的制造工藝，并針對其實施差異性的管理措施。

三是設備質量管控。焊接設備直接影響最終的焊接質量、作業人員安全和焊接效率。為此在實際作業之前必須保證設備狀態的正常化，并檢查外觀、儀表、運動節點、線纜等是否存在異常。同時建立完善的設備維修和保養制度，全面落實執行，使設備功能可以充分發揮出穩定功效。

四是人員資質管控。所有進入現場的技術人員，必須有操作資格，無證人員禁止在參與現場焊接，以確保焊接質量。另外，為使焊接質量得到持續性強化，還應組織人員定期參與培訓活動，充分掌握焊接技巧，把學習到的各項基礎理論知識以及各項經驗應用到焊接實踐之中，從而提升焊接質量。

3.2 過程管控

過程管控其本質就是全面管理控制焊接過程中的所有環節，減少客觀因素、人為因素等給焊接質量帶來的不良影響。

一是要重點確保焊接操作所用工藝都和設計要求、規范制度等相符合，所有焊接位置都要詳細記錄下來，滿足相關工藝標準與要求，減少焊接質量問題，只要發現異常，立即根據記錄內容找到原因和解決辦法，減少不良影響給整體質量帶來損害[3]。

二是落實試板焊接。具體應通過使用試板實施初步測試全面考量焊接工藝要求和制造設計要求，當前測試通過之后，再應用到實踐之中。

三是對焊接接頭缺陷加強處理。在應用無損檢測發現接頭缺陷之后，應馬上分析具體的引發因素，制定出詳細的返修方案。一般同一部位的返修次數不能大于三次，最后一次進行返修時必須經由質量總監進行批準，并把具體的返修情況全部計入質量檔案當中。各類不同缺陷，必須對工藝影響因素進行詳細分析，制定出有效的預防措施，減少同類問題再次出現。整體上應該以控制為核心，盡可能降低返修次數。

四是選用適合的焊接技術。在金屬焊接當中，最常見的方法多達數十種，但主要有壓焊、熔焊和釬焊三類。壓焊即是在加壓條件之下，使固件在固態中進行原子間結合。最常見的就是電阻對焊，即在電流通過工件的連接端時，電阻上升，溫度變高，直至加熱到塑性狀態時，通過軸向壓力使其連接為一體。熔焊則是焊接時將工件接口加熱到熔化狀態，不進行加壓就能直接進行焊接。實際應用時，熱源會把兩個待焊的工件接口迅速加熱熔化，并形成熔池，同時跟隨熱源不斷往前移動，直至冷卻之后就會形成連續焊接，使工件之間被連接在一起[4]。整個操作過程，一旦熔池和大氣相互接觸，大氣里的氧就會氧化金屬和相關合金元素。釬焊則是應用熔點低于工件的金屬材料作為釬料，把兩者都完全加熱到超過釬料熔點但不超過工件熔點時，再應用液態釬料將工件完全潤濕，對接口間隙實施填充，和工件達到原子擴散的效果，最終達到焊接目的。實際在選擇具體技術的時候必須要根據產品的具體需求確定。

五是加強表面防護。即在外觀質量控制當中，要使用正確的防護措施，將涂料、涂裝和管理措施落實到位，使用具有防護效果的涂層，以具體流程為準進行防護措施，確保外觀質量。同時能根據防護情況，適當對涂裝工藝進行改進，使面漆和底漆融合起來，改善外觀狀況。

六是加強焊接環境控制。一般需要重點進行送風排煙控制。送風當中主要以自然和機械兩類形式。對于自然通風效果不好的室內，應著重應用機械通風法，同時以區域大小為準選用全面和局部兩類模式。但由于全面通風成本高，難以馬上將局部區域中的煙霧濃度降低，效果不理想，所以除了大型焊接車間，其他使用局部方式為宜。而局部是暫時把焊接區域的有害物質吹走，雖然能對作業區域起到良好的稀釋效果，但可能會給整個車間帶來影響，但其仍然是當下通風措施之中效果比較好、成本較低的，目前應用范圍較廣。

3.3 質檢管控

焊接結束之后，還需根據產品設計質量的相關要求實施全面化的質量檢測：

一是對焊接位置實施仔細的外觀檢查，包含了具體的焊接尺寸、焊縫質量等，確保其完全與設計圖紙、工藝文件的具體要求相符合。對于焊縫外觀而言，應確保其形狀、尺寸完全合格，同時表面產生的裂紋、氣孔、弧坑以及咬邊等缺陷都不得超過標準等級要求。

二是對焊縫實施無損檢測。具體主要應用超聲波探傷、磁粉探傷、滲透探傷和射線探傷等模式，依照設計圖示和工藝文件要求選用適合的方法，確保能最高效經濟的達到探傷要求。

三是對焊接部件實施壓力試驗。很多焊接部件在機械實際使用過程中往往會承受一定壓力，必須對其展開有效測試。通常都是使用專門的壓力測試裝置，漸漸升高壓力，達到額定試驗壓力標準。整個過程中，壓力必須保持基本的穩定狀態，焊縫不能產生異常，當試驗結束之后需緩緩降壓，堅決不能出現馬上卸壓的現象，以此盡可能降低試驗過程中給焊接部件帶來的不良影響，確保試驗產品本身的質量安全。

4 結語

當前工業生產中已經基本上實現了焊接自動化，不僅能有效減少人工成本投入，提升生產效率，還能優化作業空間條件，提升焊接質量。實際進行質量管控時，必須加強重視，認識到焊接的重要性，同時建立專門的管理體系，從焊接流程著手，加強各環節管控和人員培訓，以使焊接操作能夠達到機械制造要求。