水电工程金属结构焊接质量控制研究

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摘 要: 水电工程施工中,金属结构焊接是施工中的关键工序焊接质量的好坏不仅关系到工程的安全经济运行,而且也体现了水电施工企业安装水平的高低。因此加强焊接质量控制,有效地提高焊接质量,确保安全稳定运行,显得越来越重要。文章对水电工程金属结构焊前、焊中、焊后的三个阶段进行了探讨。

关键词: 金属结构焊接 质量控制

中图分类号: TU74 文献标识码: A文章编号: 1007-3973 (2010) 04-014-01

1 焊前质量控制

要求焊前制定详细的质量计划,焊前控制有两方面的意思:一是对人才的重视;二是对焊接机械设备的控制。

(1)对人才的重视

水电工程施工的全过程都是通过人来完成的。人的素质,即人的文化水平、技术水平、管理能力、作业能力、控制能力、身体素质及职业道德等,都直接或间接影响工程质量。在水利水电施工中,特别是金属结构安装的焊接都是通过手弧焊焊接完成的,焊工技术水平的高低、焊工水平发挥的稳定程度都直接影响工程的焊接质量。因此在水电工程质量控制中加大焊工控制的力度,能有效地提高焊接质量。

(2)对机械设备的重视

焊接施工中所用的机械设备主要是焊机和焊工所用工具,简称焊接工机具。焊接工机具对工程质量有重要影响。焊机是否符合工程特点、性能是否先进、是否满足焊接工艺要求、操作是否方便,都会影响到工程的焊接质量。

2 焊中质量控制

依据焊接过程步骤和方法,进行分部质量控制。对不同材料,焊接的要求也有所不同。

焊接件要求预热,则定位焊时也应进行预热,其温度应与正式焊接温度相同。

(1)水电工程金属结构焊接对定位焊的起头和结尾处要保持表面圆滑,否则,易造成未焊透现象。为防止焊接过程中工件裂开,应尽量避免强制装配。若必须强行对接,其定位焊缝长度应适当加大,并减少定位焊缝的间距。在焊缝交叉处和焊缝方向急剧变化处不要进行定位焊。在焊接根层前,应对定位焊进行检查,如发现裂纹应完全铲除,重新点焊。

(2)水电工程金属结构焊接质量控制几点要求。1)预防未焊透在固定口焊接中,未焊透容易出现仰焊部位。施焊前,操作人员应在焊接试板上试焊,调整焊接参数; 2)预防内凹。内凹均产生在焊缝的仰焊部位。3)预防内焊瘤内焊瘤一般产生在焊缝的平焊部位。施焊中,在保证熔孔直径的前提下,注意运条速度,如果熔池温度过高,可停弧降温。

(3)水电工程金属结构焊接对填充焊的质量控制探讨, 以氩弧焊为例。氩气为惰性气体不会与金属反应,来隔绝空气做保护气体。氩弧焊一般为等离子焊。一般电焊起弧后,用氩气来冷却,使产生的电弧空间变小,即电弧直径变小,电弧内的温度变更高。但它起弧不是金属直接接触,是离一定距离用高压电击穿后再由大电流导通稳弧。焊最后一层盖面之前都算填充,填充焊道是为盖面焊接打基础的,在填充层除了防止夹渣外,同时要预防气孔的产生。施焊中:1)要严格控制电弧长度,一般以不超过焊条直径为宜;2)要清除上层的熔渣及焊件上的污垢;3)施焊前按焊条说明书中的规定进行焊条烘干;4)适当延长焊缝金属的保温时间;5)施焊中密切注视熔池的冷却,发生气孔马上停弧处理。

(4)水电工程金属结构盖面焊的质量控制探讨。盖面焊由于焊缝表面凹凸不平影响焊缝外观质量时,在焊缝表层再进行一次修饰焊的工艺。最后施焊的修饰焊道也称盖面焊道。一般,常用钛型焊条进行盖面焊。盖面焊道是保证焊缝外观及尺寸的关键工序,盖面焊层外观检查必须达到如下要求:

(1)焊缝外观成形均匀一致,焊缝及附近表面上没有裂纹、未熔合、气孔、夹渣、飞溅、夹具焊点等缺陷;

(2)焊缝宽度比外表面坡口宽度每侧长0.5-2.0毫米;

(3)焊缝表面不应低于母材表面,超标部分打磨,但不得伤及母材,要与母材圆滑过渡,以防在进行防腐时,与防腐材料之间形成气孔,而产生锈蚀点;

(4)咬边深度不得超过0.5毫米,长度不得大于焊缝全长的7%。

盖面焊接一般易产生咬边、接头超高等缺陷,因此在表面层的质量控制中,一要预防咬边超标,咬边超标一般发生在仰焊部位。施工前,焊接电流的选择要比平焊时小10-15%;施焊中,严格控制熔池形状,一般情况下,把焊接熔池控制在扁椭圆形为好,同时注重坡口边缘的停留时间,在坡口边缘运条速度稍慢些,停留时间稍长些,在中间运条速度要快些。二要预防接头超高,接头超高一般发生在乎焊位置。施焊前,先用沙轮机在起焊处打磨出斜坡形过渡带,然后在接头前方十毫米处引弧,电弧引燃后稍微拉长一些,然后移到接头处,稍作停留,待形成熔池后再继续向前焊接,这样接头可以得到必要的预热,压弧后快速运条。

3 焊后质量控制

在焊接过程中,由于外界因素、或工艺参数的不稳定等造成了焊接缺陷的产生,这要求必须补焊或进行返修。并对焊缝返修的质量进行严格控制。

(1)返修焊缝打磨长度要适当,一般打磨长度应以返修长度为中心向两侧延伸25mm左右,即打磨总长度应为返修长度加上50mm左右,并形成船形的圆滑过渡;打磨深度应超过缺陷深度1.5mm左右,如果是根部缺陷,切不可打透;

(2)严格按照工艺要求进行预热,并测量合格后开始返修焊接。

(3)指对焊接产品的检验、试验、验收和对质量偏差的纠正。

总之从理论上分析,如果计划预控所制定的方案越周密,焊中控制约束监控的能力越强,实现质量目标的可能性就越大,理想的状况就是希望做到焊接作业活动“一次成功”、“一次校验合格率100%。但客观上相当部分的工程不可能达到,因为在过程中不可避免的会出现一些难以预料的影响因素。因此当质量实际值与目标值之间出现偏差时,必须分析原因,有的放矢采取措施纠正偏差,保持质量受控状态。水电工程金属结构焊接施工是一项要求组织严密、效率高、质量有足够可靠性的复杂工作。为了满足焊接区所要求的质量水平,影响焊接质量的诸因素,如焊接作业人员、焊接设备、钢材、焊接材料、施工方法、作业管理及检查等必须完美配合才能达到所要求的质量水准。