淺析起重機械焊接質量的控制策略

許利娟，王 皓，陳燕燕

（浙江省特種設備檢驗研究院，浙江杭州310020）

從起重機械的說明書來看，起重機金屬結構中焊縫質量的大小在整個起重機總質量中達1%，可見起重機在制造過程中，焊接質量的好壞直接關系到起重機使用的安全性能。起重機制造過程中，焊接為主要工藝，工藝要求比較高，其焊接質量的好壞，直接關系到起重機械的剛度、強度和穩定性。焊接過程中，優質的焊接工藝，可滿足設計要求，保證結構的正常使用壽命。焊接接頭，既是結構各元件間的聯接部分，又是傳遞和承受作用力的結構整體的一部分。因而要求焊接接頭，具有一定的強度和塑性。如果焊接過程操作不按規程進行，就很容易出現種種缺陷。一旦出現嚴重的焊接缺陷，就會增加焊材、板材、人力和電力的消耗等；而在使用過程中，這些缺陷中會引起嚴重的應力集中，從而降低結構的使用壽命。因此，應進行起重機焊接質量控制，來排除人為的消極影響，發揮出人的積極作用，使焊接過程中的各項工作始終按規定要求進行，確保焊接質量符合設計要求，保證起重機的安全使用。

起重機械焊接質量控制，主要是根據焊接工藝本身的特點和焊接標準，來制定焊接質量方針，并促使焊接工作者嚴格實施的全部管理職能。焊接質量控制，主要對起重機械制造的焊工資格、焊接工藝評定、焊接工藝文件、產品施焊管理、焊材管理、焊接設備和焊接檢驗及有關人員職責作出規定。

1 焊工資格及控制

焊接施工中，焊工是關鍵一環，焊工水平的高低，會直接影響到施焊接頭的質量。而所有參與施工的焊工，都必須是經過培訓考核取得相應資格的，在實際焊接過程中，要確定焊工所施焊的工件是否與所持有的合格項目一致。

2 焊接工藝評定

焊接工藝的評定，是編制焊接工藝文件的基礎。焊接工藝評定的目的，是驗證焊接工藝的正確性，并通過擬定正確的焊接工藝，來保證焊接質量符合規定要求。

3 焊接工藝控制

要有好的焊接工藝，才能得到優質的焊接質量。經過焊接工藝評定得出焊接工藝數據，通過對焊接工藝進行試驗，以驗證該工藝所施焊的焊接接頭是否滿足各項性能指標。因此，對于經過焊接工藝評定驗證合格的焊接工藝數據，在施焊時要嚴格遵守，不得隨意改變。

3.1 焊縫的布置

鋼板拼接，不允許有十字焊縫，其錯開距離不小于200 mm。焊接梁的翼緣板和腹板的對接焊縫，不宜處在同一截面上，其間距應不小于200 mm；橫向加勁肋應離開與其平行的腹板對接焊縫，其間距不小于腹板厚度的4倍。

3.2 焊縫的坡口形式

坡口形式，應根據GBT985一1988《氣焊、手工電弧焊及氣體保護焊焊縫坡口的基本形式和尺寸》和GBT986一1988《埋弧焊焊縫坡口的基本形式和尺寸》的規定選用。在設計圖樣上應注明特殊接頭。

3.3 對接焊縫

（1）主要受力構件對接焊縫錯邊b。對接處鋼板名義厚度δ≤12 mm時，b≤（1/4）δ；δ＞12 mm時，b≤3 mm；

（2）主要承載結構中，不等板厚或板寬的對接，均應從一側或兩側作成不大于1∶4的過渡斜度。

3.4 貼角焊縫

（1）貼角焊縫的最小高度hw不應小于表1的規定，但對于一般貼角焊縫，則不得大于較薄焊件厚度的2倍，但對于桿件邊緣的貼角焊縫，尚應符合下列要求：在δ（被焊件的厚度）不大于6 mm時，hw不大于δ；在δ大于6 mm時，hw應比δ小1～2 mm以上。

表1 貼角焊縫的最小高度hw的規定

（2）被焊件的厚度小于4 mm時，焊縫的最小高度等于被焊件厚度。

（3）受動載荷的主要承載結構，貼角焊縫的表面應呈凹弧形或直線形。焊縫直角邊的比例，對側焊縫為1∶1，對端焊縫為1∶1.5（長邊順作用力方向）。

4 產品施焊控制

產品施焊控制，要明確焊接過程質量控制和持證焊工執行產品焊接工藝的基本要求。包括焊工選派、焊前準備、焊材領用、施焊環境、產品焊接試板監檢確認、施焊記錄、焊工鋼印的標識、焊接質量檢驗，以及焊接超標缺陷的返修及重新檢驗的要求和現場修改設計圖樣或焊接工藝的手續等。

5 焊接材料及控制

要想焊出合格的焊接接頭，就要用合格的焊接材料（包括母材及焊接填充材料），因此對施焊用的焊接材料進行控制，是十分必要的。對所用的焊接材料證明文件，要齊全有效，標識應清晰可辨，外觀質量應合格。

6 焊接設備及控制

起重機械焊接過程中，電焊機是必備的設備，焊接的完成要靠電焊機來實現。在焊接工藝參數中，電流是一個極重要的參數，因此電焊機必須要準確顯示焊接電流。對電焊機的控制要點，就在于電焊機顯示的電流，要與實際電流的偏差不超標，通常電焊機電流、電壓顯示裝置，要經過檢定合格后才可使用。

7 施焊環境及控制

焊接過程中環境條件，對焊接質量是有影響的，主要表現在以下方面：

7.1 環境溫度對焊接過程的影響

當環境溫度過低時，會使焊縫熔池金屬冷卻過快，改變金相組織，從而對力學性能造成不利影響。一般要求環境溫度不低于零下20℃。

7.2 濕度對焊接過程的影響

環境濕度過大，空氣中的水份就有可能進入熔池，形成氫氣孔等缺陷。一般要求環境相對濕度不大于90%。

7.3 雨、雪的影響

在下雨、下雪時，露天作業不允許施焊，如若采取了防護措施，且環境相對濕度不大于90%時，才可以施焊。

7.4 焊接前、焊接過程及控制

在上述條件滿足的同時，焊前還要注意以下方面：

（1）焊工要充分了解掌握焊接工藝，保證每一個焊工對要進行的操作明白無誤。

（2）對坡口及兩側清理情況要按要求，坡口表面不得裂紋、分層、夾渣等缺陷；施焊前應將坡口表面的氧化物、油污、熔渣及其他有害雜質清除干凈，清除范圍（離坡口邊緣）不得少于20 mm。

（3）焊接填充材料。焊條按要求進行烘干后，現場放入合格的保溫筒中；焊絲按要求擦拭干凈。

7.5 其他注意事項

在電焊工正式施焊的過程中，影響焊接質量的因素除了電焊工的技術水平外，還應注意：

（1）電焊工不得隨意更改工藝參數。對于電流大小、電源極性、是否擺動焊條、保護氣體流量大小、焊接速度等，都應該與焊接工藝數據一致，不得隨意更改。

（2）層間清渣要徹底，接頭部位修磨的質量要好。

7.6 焊后檢驗及控制

焊接后的各種檢驗，對于保證起重機械焊接質量是有意義的。如果上述各要素都得到有效的控制，其焊接質量應該很是優秀的，焊后檢驗的各種手段就僅僅是驗證而已，如果上述各要素沒有得到很好的控制，焊后檢驗就是焊接質量的最后保障。

8 結束語

綜上所述，起重機械在焊接過程中，應加強焊接質量控制，從而保證起重機械產品的焊接質量，提高起重機械產品的安全性能。

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