試論焊接缺陷對結構影響的防控措施

高 偉，王 清，馮印濤

山東華通環(huán)境科技股份有限公司

試論焊接缺陷對結構影響的防控措施

高 偉，王 清，馮印濤

山東華通環(huán)境科技股份有限公司

焊接工程是工業(yè)技術當中一項非常重要的技術，焊接缺陷產生的原因比較繁雜，其原因有可能是冶金造成的，也有可能是變形、應力作用等造成，缺陷焊接不僅對承載能力有一定的影響，還會給焊接工程的質量及工業(yè)的發(fā)展產生產生一定的制約性。本文主要以焊接缺陷對結構的影響進行詳細的闡述，并在此基礎上提出焊接缺陷對結構影響的防控措施，以便提升焊件的使用壽命。

焊接缺陷；結構影響；防控措施

1.前言

在我國工業(yè)技術中，多數工程都涉及到焊接，但是從我國目前焊接的質量來看，仍然存在著一定的技術缺陷，如在焊接過程中出現焊縫增高量、角變形、錯邊、幾何不連續(xù)等現象，凡是結構截面有變化的部位，應力的分布就不會均勻，當應力超過缺陷前段部位金屬材料的斷裂強度時，材料就會開裂破壞，這樣不僅會影響工程的安全運行和使用壽命，還會對工程的施工進度與施工成本產生一定的影響，如何保證焊接質量、提升焊接效率，是我國焊接領域亟需關注與解決的問題。

2.焊接缺陷對結構影響

2.1 焊接缺陷對結構脆性破壞的影響

焊結構經常會在缺陷、結構不連續(xù)等地方發(fā)生脆性斷裂，給工程造成嚴重的破壞。一般情況下，采用轉變溫度來衡量焊接的各種缺陷，如焊缺陷造成的應力集中越嚴重，脆性斷裂的危險性就越大，氣孔和夾渣等體積類缺陷存在量低于5%時，如果結構的工作溫度不低于材料的脆性轉變溫度，其對結構的安全是無害的；由于裂紋尖端的尖銳度比未焊接透、未融合、氣孔、咬邊等缺陷要尖銳很多，所以裂紋的危害最大[1]。除采用轉變溫度來衡量各種缺陷對脆性斷裂的影響之外，許多重要焊接結構都采用斷裂力學作為評價的依據，因為用斷裂力學可以確定斷裂應力和裂紋尺寸。

2.2 焊接缺陷對結構靜載非脆性破壞的影響

焊接缺陷程度的不同，對于結構破壞的程度也不同，例如氣孔；氣孔出現的主要原因就是在焊接的過程中出現保護氣氛沒有連續(xù)進行，致使出現連串氣孔，氣孔的出現，在很大程度上降低了金屬的機械性能，一般情況下，在焊接接縫中可以存在小量的氣孔，但是這些氣孔必須是不連續(xù)的，并且總面積不能超過工作截面積的5%，在此情況下氣孔對于總體在抗拉強度上的影響不是很大。但是如果出現連續(xù)性氣孔，并且氣孔總面積已超過工作截面積2%，在此情況下就會對結構抗拉強度產生非常嚴重的影響，最終導致接頭的強度大大降低[2]。

夾渣和夾雜物，這類缺陷的尺寸和形狀對結構強度的影響比較大，其中直線排列、細小且排列方向垂直與受力方向的連續(xù)夾渣比較危險；單個尖端小球夾渣或及雜物并不比同樣尺寸和形狀的氣孔危害大，未融合和未焊透比氣孔和夾渣產生的影響更為厲害，這些缺陷在一定程度上可能成為結構靜載非脆性斷裂的引發(fā)點[3]。

3.常見的焊接缺陷與預防措施

3.1 常見的焊接缺陷及原因

常見的焊接缺陷主要包括：（1）氣孔。氣孔產生原因有焊接電流過大、電弧過長、運棒速度太快、溶解部位不干凈、焊條受潮等。（2）夾渣。夾渣產生的原因主要有運條角度出現偏差、焊條藥皮受潮、前層焊道過度不平調、焊道清查不徹底。（3）咬邊出現錯邊的原因有焊接參數選擇不對、U、I太大，焊速太慢、電弧拉距過長。（4）弧坑。出現弧坑的原有主要有焊絲或者焊條停留時間短，填充金屬不夠。

3.2 各種焊接缺陷的預防措施

3.2.1 氣孔的預防措施

（1）加強焊接基本技能培訓，控制焊接電弧的合適長度；（2）嚴禁管內有穿堂風存在，采取端部封堵等措施；（3）控制氬氣純度不小于99.99%；（4）加強現場通風條件，控制空氣濕度小于90%，(5)采用低氫型焊條；（6）按工藝評定要求，控制氬氣流量，避免出現紊流；（7）按焊接施工方案要求進行坡口清理，嚴格控制坡口兩側的清潔度。

3.2.2 夾渣的預防措施

（1）加強焊接基本技能培訓，消除根部未熔合缺陷產生；（2）嚴格按WPS要求，采用合理的焊接電流；（3）注意層間修整，避免出現溝槽及運條不當而導致未融合；（4）焊接接地線應該在工件中合理接地，控制電弧偏吹；（5）正確處理鎢絲的打磨角度和焊接停留時間。

3.2.3 未焊透的預防措施

（1）加強標準培訓及偽缺陷在結構模擬實驗，避免出現內部缺陷錯判的情況；（2）加強裝配質量檢查，嚴格把守裝配質量關口，控制合理的錯邊量；（3）按焊接工藝數據單的相關要求采用合理的焊接電流；（4）正確處理鎢絲的打磨角度；（5）加強坡口質量檢查，控制合理的鈍邊量；（6）使用符合相關規(guī)定的焊材；（7）加強焊工基本技能培訓。

3.2.4 咬邊的預防措施

（1）加強焊接標準和評定缺陷標準學習，正確判斷咬邊的深度和長度；（2）嚴格按照焊接工藝數據單的要求，正確選擇焊接電流；（3）加強焊工的自檢工作，正確處理咬邊缺陷。

3.2.5 錯邊的預防控制

（1）加強質量檢驗人員在現場對裝配質量的檢查，嚴格把手裝配質量關，控制合理的錯邊量；（2）加強原材料的驗收質量，控制兩不見的壁厚差達到標準要求；（3）加強焊工自檢工作，按氣球進行點焊，達不到要求授權拒焊，確保裝配質量；（4）加強圖紙的審查，避免設計在設備、閥門、管道尺寸接口存在問題。

4.結束語

綜上所述，在工業(yè)中焊接技術是一項非常重要的技術，了解和掌握各種焊接缺陷對結構強度的影響，以便為以后的工作中正確把握焊接結構提供重要依據。焊接質量的高低直接影響工程的質量與進度，因此，在未來各項工程建設中，焊接管理人員應綜合工程建造期間的施工經驗，在人員、設備、標準文件和環(huán)境等方面加強焊接管理，有針對性的采取嚴格的措施，以便提高焊接質量，降低焊接成本。

[1]朱海濱.焊接缺陷對結構強度的影響[J].科技創(chuàng)新與應用, 2012,11(26):12-14.

[2]張波.焊接缺陷對結構影響的預防對策[J].中國科技財富, 2012,23(12):23-25.

[3]樊明鋒,屈文浩.不銹鋼的焊接缺陷對結構影響及解決辦法[J].中國科技博覽,2012,23(21):17-20.