特殊工序作業(yè)參數(shù)的確認(rèn)與試驗方法

侯濤

摘要：本文通過焊接過程的試驗，確認(rèn)焊接參數(shù)是否能滿足焊接的技術(shù)要求，并進行試驗確認(rèn)，展現(xiàn)特殊工序控制參數(shù)的校核過程，同時可以通過此過程的了解特殊工序在進行特殊控制參數(shù)時的方法。

關(guān)鍵詞：特殊過程；焊接；參數(shù)；控制

在產(chǎn)品質(zhì)量要求日益嚴(yán)格的社會環(huán)境下，工程機械因為作業(yè)強度大，使用環(huán)境多變的情況下，對質(zhì)量的要求提出了很高的要求，在工程機械制造過程中，如何保障各工序質(zhì)量，就需要在實踐中摸索，其中特殊工序的質(zhì)量保證尤為重要，由于特殊工序是產(chǎn)品質(zhì)量不能通過后續(xù)的測量或監(jiān)控加以驗證的工序，或產(chǎn)品質(zhì)量需進行破壞性試驗或采取復(fù)雜昂貴方法才能測量或只能進行間接監(jiān)控的工序，該工序生產(chǎn)出的產(chǎn)品只有在產(chǎn)品使用或交付之后，不合格的質(zhì)量特性才能暴露出來的。

工程機械制造過程中典型的特殊工序有：焊接、熱處理、電鍍、涂漆、鑄造、鍛造等。要想保證特殊工序加工的產(chǎn)品質(zhì)量，因為不能完全依靠檢驗來驗證，需要進行連續(xù)的參數(shù)監(jiān)控，以確保過程質(zhì)量的穩(wěn)定。在ISO9001質(zhì)量管理體系標(biāo)準(zhǔn)7.5.2條款中作出了如下要求：“當(dāng)生產(chǎn)和服務(wù)提供過程的輸出不能由后續(xù)的監(jiān)視或測量加以驗證時，組織應(yīng)對任何這樣的過程實施確認(rèn)”。

現(xiàn)針對我公司生產(chǎn)過程中最常用的焊接工序為例，進行作業(yè)參數(shù)確認(rèn)過程的介紹，確認(rèn)方法及過程使用5M1E分析法，從造成產(chǎn)品質(zhì)量的波動的6個因素（人、機、料、法、環(huán)、測）入手。

在實驗前，應(yīng)確保焊接操作人員經(jīng)過培訓(xùn)、考核，并取得特種作業(yè)人員操作上崗證的專職人員；焊接設(shè)備能夠滿足焊接要求并正常使用，在日常的設(shè)備維護和保養(yǎng)時能得到定期檢測。

我公司的焊接多使用二氧化碳保護焊機，結(jié)構(gòu)件材質(zhì)為HG70高強度焊接結(jié)構(gòu)鋼（表1）。

第一步，制作焊接試驗樣件（圖1）若干，試驗樣件應(yīng)進行材料檢驗，（如無材質(zhì)檢驗?zāi)芰Φ模胁牧仙a(chǎn)廠家的質(zhì)量保證書。）并根據(jù)實際使用情況直接焊接或進行坡口處理。

第二部，焊材選擇焊絲采用1.2mm的ER76-1型焊絲（表2），保護焊氣體為混合氣（Ar+2%O₂）。

第四部，根據(jù)GB/T811中焊接規(guī)范和焊接電流和電壓的匹配公式（U=0.04I+16±2（V））選取了試驗焊接參數(shù)。

第五步，用正交實驗法制作正交表進行焊接參數(shù)組合，通過少數(shù)焊接樣件數(shù)量，找到較好的生產(chǎn)參數(shù)，以達到最好生產(chǎn)工藝效果。并對試驗進行整體設(shè)計、綜合比較、統(tǒng)計分析，實現(xiàn)的實驗過程中能夠在因素變化范圍內(nèi)均衡抽樣，使每次試驗都具有較強的代表性，保證了全面實驗的要求，從而能夠較好或更好的達到實驗的目的。

在樣件焊接完成后，先對樣件進行外觀檢驗，使用HJC40型焊接檢驗尺檢查焊角尺寸是否符合要求，目測外觀有無焊接缺陷，經(jīng)檢驗焊縫高度8～9之間，焊縫外觀較均勻，無明顯氣孔，裂紋等缺陷符合要求。

目前使用最普遍的是采用射線探傷，還有超聲波探傷和磁力探傷等焊縫無損檢測方法。射線探傷在使用不當(dāng)?shù)那闆r下射線對人體產(chǎn)生傷害，磁力探傷無法檢測零件內(nèi)部的缺陷，而超聲波探傷儀利用壓電換能器件，通過瞬間電激發(fā)產(chǎn)生脈沖振動，借助于聲耦合介質(zhì)傳人金屬中形成超聲波，超聲波在傳播時遇到缺陷就會反射并返回到換能器，再把聲脈沖轉(zhuǎn)換成電脈沖，測量該信號的幅度及傳播時間就可評定工件中缺陷的位置及嚴(yán)重程度。超聲波比射線探傷靈敏度高，靈活方便，周期短、成本低、效率高、對人體無害，但顯示缺陷不直觀，對缺陷判斷不精確，受探傷人員經(jīng)驗和技術(shù)熟練程度影響較大。基于以上原因我公司目前使用的是超聲波探傷儀。

檢驗人員用超聲波探傷儀對27個焊接樣件進行了檢驗，撿取其中的一個波形圖：

通過27份檢測報告可以看出焊縫達到《GB/T 11345-2013焊縫無損檢測超聲檢測技術(shù)、檢測等級和評定》要求的B級，內(nèi)部沒有能影響使用性能的嚴(yán)重焊接缺陷。

最后對焊接樣件按《GB/T228-2002拉伸試樣國家標(biāo)準(zhǔn)》進行加工制作焊接試驗樣本，并使用WAW-600D型微機控制電液伺服萬能試驗機進行材料拉伸試驗。

經(jīng)試驗，樣件全部達到要求機械性能指標(biāo)，見下表。

通過以上過程，我們可以清楚地了解整個驗證過程，確保我們的焊接的參數(shù)能夠滿足工件焊接后的性能要求。