游樂設(shè)施中焊接技術(shù)分析

【摘要】 在游樂設(shè)施的檢驗(yàn)中，對于焊接質(zhì)量的確定比較關(guān)鍵，對于焊縫的缺陷是必須檢驗(yàn)項(xiàng)目，在游樂設(shè)施地制造環(huán)節(jié)中，焊接對其影響比較大。本文通過對游樂設(shè)施焊接質(zhì)量問題進(jìn)行了分析，并分析了其原因，并對游樂設(shè)施材料的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】 游樂設(shè)施;焊接質(zhì)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(shè)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(jìn)行加工時(shí)，很容易導(dǎo)致焊接缺陷的產(chǎn)生，例如在結(jié)構(gòu)部件生產(chǎn)過程中使用不同規(guī)格的鋼板進(jìn)行焊接作業(yè)，或者采用的焊絲型號進(jìn)行焊接作業(yè)，都會導(dǎo)致被焊接結(jié)構(gòu)處焊接質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，即使暫時(shí)未出現(xiàn)相關(guān)焊縫的缺陷，也會在之后的使用過程中出現(xiàn)裂紋等缺陷，導(dǎo)致設(shè)備的壽命縮短，更為設(shè)備埋下安全隱患。在現(xiàn)場安裝時(shí)，由于現(xiàn)場環(huán)境所限，以及施工人員的質(zhì)量參差不齊，從而也容易導(dǎo)致在現(xiàn)場進(jìn)行的焊接作業(yè)，焊接質(zhì)量控制不能滿足要求，因此對游樂設(shè)施焊接技術(shù)的研究及質(zhì)量控制就顯得非常重要。

1 對焊接質(zhì)量造成影響的主要原因

焊接的全過程是比較復(fù)雜的，會有許多原因直接或間接導(dǎo)致焊接質(zhì)量不符合要求，對于游樂設(shè)施重要受力部件的焊接質(zhì)量要求更為嚴(yán)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(shí)間點(diǎn)、焊接電流的大小，以及焊接人員的技術(shù)水平的高低，都會對焊接質(zhì)量造成一定影響。在游樂設(shè)施主要受力部件對焊接的質(zhì)量要求很高。在焊接之前，首先要對原材料進(jìn)行清理，確保其表面無其他雜質(zhì)后再進(jìn)行焊接作業(yè)，其次就是在對接焊接作業(yè)時(shí)，控制好焊接點(diǎn)的流量及焊接時(shí)電流的大小，當(dāng)焊接點(diǎn)流量與焊接時(shí)的電流大小控制不當(dāng)時(shí)，有可能導(dǎo)致焊接部件變形及焊接壓槽等狀況的發(fā)生，還有就是焊條的選型及存放環(huán)境和焊接的順序也會產(chǎn)生一些相關(guān)問題，對焊接質(zhì)量造成一定影響。

2 焊接質(zhì)量關(guān)鍵難題的剖析

在對游樂設(shè)施進(jìn)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(jìn)行全面檢測，在目視觀察焊縫表面無明顯裂紋后，按規(guī)定的比例對焊縫進(jìn)行無損探傷檢測，目的在于及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理掉因疲勞或焊接質(zhì)量不達(dá)標(biāo)所導(dǎo)致的內(nèi)部裂紋，從而降低游樂設(shè)施因裂紋而導(dǎo)致部件斷裂造成的人員傷亡，可見焊接質(zhì)量不達(dá)標(biāo)所產(chǎn)生的裂紋直接影響游樂設(shè)施的安全性。

焊接時(shí)所產(chǎn)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(tài)時(shí)，因局部鑄造應(yīng)力大于合金極限強(qiáng)度而引起的開裂。冷裂紋總是發(fā)生在冷卻過程中承受拉應(yīng)力的部位，特別是拉應(yīng)力集中的部位。熱裂紋則是當(dāng)采用低碳鋼與鎳基鑄鐵焊條冷焊時(shí)，焊縫易出現(xiàn)屬于熱裂紋的結(jié)晶裂紋，有時(shí)為內(nèi)部裂紋，而大多數(shù)情況是發(fā)生在終端四周的內(nèi)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(jié)晶裂紋的表現(xiàn)。

熱裂紋產(chǎn)生的原因主要是由于晶體間存在液態(tài)間層，以及存在焊接應(yīng)力所產(chǎn)生的。為了防止熱裂紋的產(chǎn)生，首先限制鋼材和焊材的低熔點(diǎn)雜質(zhì)，如S、P的含量，其次適當(dāng)提高焊縫成形系數(shù)，系數(shù)太小則易產(chǎn)生裂紋，以及調(diào)整焊縫化學(xué)成分，避免低熔點(diǎn)共晶物，縮小結(jié)晶溫度范圍，改善焊縫組織，還有就是減少焊接應(yīng)力。

冷裂紋產(chǎn)生的主要原因是焊接接頭存在淬硬組織性能脆化，和擴(kuò)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(yīng)力所造成的。為了防止冷裂紋的產(chǎn)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(chǎn)生淬硬組織焊前預(yù)熱、焊后減低冷卻速度。

在進(jìn)行焊接的過程中，由于未使用適當(dāng)?shù)暮附与娀〉拈L度，以及受到焊接應(yīng)力變形的影響，焊縫處易產(chǎn)生裂紋，很難得到高質(zhì)量的焊縫，這些潛在缺陷大大降低了游樂設(shè)備結(jié)構(gòu)的安全性。在對游樂設(shè)施進(jìn)行定期檢查時(shí)，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)一些受力部位出現(xiàn)細(xì)小的裂紋以及輕微的變形，這些都是由于焊接施工作業(yè)不達(dá)標(biāo)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(shè)施本身的質(zhì)量，同時(shí)也會影響游樂設(shè)備的外觀，在對這些缺陷分析中發(fā)現(xiàn)，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(cuò)誤所導(dǎo)致的缺陷。在焊接作業(yè)過程中，應(yīng)盡量盡可能挑選材料均勻的工件進(jìn)行作業(yè)，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(yè)工藝進(jìn)行作業(yè)，并提前制定預(yù)案，根據(jù)焊接過程中的突發(fā)情況進(jìn)行得當(dāng)?shù)奶幹茫_保焊接質(zhì)量。

3 焊接原材料的剖析

游樂園設(shè)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(yōu)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(qiáng)度高的特性。大多數(shù)游樂場設(shè)施都暴露于室外的自然環(huán)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(shè)備的結(jié)，一旦維護(hù)不當(dāng)游樂設(shè)備就會產(chǎn)生安全隱患，危機(jī)乘客的安全，因此就會對游樂設(shè)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(qiáng)，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(yīng)用在戶外運(yùn)動(dòng)設(shè)施及游樂設(shè)施上。但在鍍鋅板的焊接作業(yè)時(shí)，存在一些困難，這就對焊接工人的水平有很高的要求，因?yàn)殇\的熔點(diǎn)約為420 ℃，揮發(fā)溫度為908 ℃，當(dāng)電弧剛一引燃時(shí)就揮發(fā)了。鋅的揮發(fā)和氧化會導(dǎo)致氣孔、未熔合及裂紋，甚至影響電弧穩(wěn)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(chǎn)生。鋁合金材料也經(jīng)常應(yīng)用于游樂設(shè)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(shù)較大，會產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致其焊縫處容易出現(xiàn)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(qiáng)，絕緣性能好，熱傳導(dǎo)慢，耐瞬時(shí)速度、高溫、高壓性能好，以及低廉的價(jià)格，要比鋼材更好維護(hù)，能夠達(dá)到更好的效果，也廣泛應(yīng)用在游樂設(shè)備上。

4 焊接技術(shù)性的關(guān)鍵

游樂設(shè)施的獨(dú)特性決定焊接全過程中會產(chǎn)生各式各樣的不安全要素，從而導(dǎo)致焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)生缺陷或損壞，還會繼續(xù)對焊接工作人員的身心健康和安全性導(dǎo)致重特大影響。焊接工作中激光切割工作會與電動(dòng)機(jī)、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(fā)生爆炸、火災(zāi)事故地風(fēng)險(xiǎn)，其便會對機(jī)器設(shè)備和工作員的安全性產(chǎn)生非常大的安全隱患。焊接工作全過程時(shí)要留意確保機(jī)器設(shè)備和工作人員的安全性，留意檢查作業(yè)當(dāng)場的環(huán)境安全管理要素是不是達(dá)到;留意查詢機(jī)器設(shè)備是不是插電，是不是有風(fēng)險(xiǎn)源要素;查詢焊接工作中運(yùn)用的各種直流焊機(jī)和專用工具是不是達(dá)到安全性標(biāo)準(zhǔn);查詢設(shè)備的接地線電阻和接地電阻是不是達(dá)到各類標(biāo)準(zhǔn)。在工作全過程中，嚴(yán)格按照操作規(guī)程作業(yè)，時(shí)刻留意工作中周邊無易燃?xì)怏w;游樂設(shè)施有很多高處作業(yè)，在高處作業(yè)時(shí)，防止超聲波模具亂扔，并對焊接工作場所防護(hù)，焊接工作進(jìn)行后開展認(rèn)真仔細(xì)，確保沒有風(fēng)險(xiǎn)源后才可離去工作場所。

5 結(jié)論

通過對游樂設(shè)施制造過程中結(jié)構(gòu)材料的類型的分析，并就焊接加工過程中的影響焊接質(zhì)量的難點(diǎn)及易產(chǎn)生危害的問題予以分析，提出了避免危害的注意點(diǎn)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]??? 張勇，劉然，沈功田.GB 8408-2018《大型游樂設(shè)施安全規(guī)范》修訂簡介及解析[J].中國特種設(shè)備安全，2019（6）：1-3.

[2]??? 當(dāng)歸.大型游樂設(shè)施將更安全[J].消費(fèi)指南，2018（6）：19.

[3]??? 電梯主要部件報(bào)廢技術(shù)條件：GB/T 31821-2015[S].

【作者簡介】

張松（1982-），男，學(xué)士，研究方向?yàn)殡娞輽z、起重設(shè)備、游樂設(shè)施、索道檢驗(yàn)。