起重机焊接中的质量控制

发表时间:2020/8/24   来源:《基层建设》2020年第12期   作者:张腾飞
[导读] 摘要:从大多数起重机的设计图纸和使用说明书来看,焊接质量占机械总质量的1%左右,从焊接工艺的特点来看,这已经表明了焊接工作在起重机制造中的重要地位,也说明了焊接工作在起重机制造环节中的参与和渗透程度。
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        摘要:从大多数起重机的设计图纸和使用说明书来看,焊接质量占机械总质量的1%左右,从焊接工艺的特点来看,这已经表明了焊接工作在起重机制造中的重要地位,也说明了焊接工作在起重机制造环节中的参与和渗透程度。因此,起重机焊接质量是起重机制造过程中的关键控制点,对起重机的强度、刚度、寿命和稳定性有着直接的影响。
        关键词:起重机; 焊接; 质量控制;措施
        1 起重机焊接中的常见缺陷分析
        1.1 气孔
        气孔是起重机焊接中的常见问题,是指由于焊接不平整而导致的表面凸起,而这些凸起中的气体在冷却过程中没有及时排出,因此形成了内部中空结构,这种结构脆性较强,一旦受到外力冲击,就容易发生断裂,会给起重设备的正常使用带来一定的问题。焊接气孔大小不一,形状各异,按照其分布的位置不同,可以分为内部气孔、表面气孔以及焊接接头气孔,形状主要呈球形、条虫形等。焊接气孔主要是因为焊接过程中电流太大、电弧太长或者焊接位置有锈、水或油污等杂质、焊接材料受潮等原因形成的。
        1.2 夹渣
        夹渣是指在焊接后,还有一部分焊垢、熔渣残留在焊缝中形成线条状、颗粒状或者其他形状的缺陷结构。夹渣主要发生在非圆滑过渡部位、深沟部位或者形状突变部位,同时与焊接的手法有一定的关系,与平焊相比,横焊、立焊、仰焊等方式产生的夹渣要明显更多一些。与气孔一样,夹渣会降低焊接部位的强度,特别是在夹渣中掺有其他杂物时,更容易发生孔洞或者裂纹,会带来一定的安全隐患。
        1.3 裂纹
        裂纹是焊接结构中最致命的缺陷,它是由于焊接应力过大、焊接温度差瞬间过大或者元素反应等原因造成的机械部件上出现的纵向或者毛状微细裂纹。裂纹具有延伸性,所以起重机的结构破坏很多都是从裂纹部位产生的。因此,首先,要在焊接过程中采用针对性措施尽力避免产生裂纹,比如预热焊接部位等;其次,在后期设备出厂和使用过程中发现裂纹情况时,应第一时间进行修补清除裂纹。
        1.4 焊接熔透不达标
        在焊接过程中,经常出现焊材未熔透或者未焊透导致的结构部件连接不紧密问题,该问题会造成较大应力集中,导致接缝处强度减弱,发生裂缝。坡口部位是发生熔透不达标问题的常见部位,在焊接这些重点部位时,应采取针对性措施有效规避发生风险,例如,有意识地增加电流强度,做好焊接部位的灰尘清理,必要时可采用短电弧的焊接工艺等。
        2 起重机焊接质量的控制措施
        2.1 焊工资格及水平控制
        焊工的技术水平是决定最终焊接质量的核心要素,因此,要做好起重机的焊接质量控制,首先就必须做好焊工资格及水平的控制与把关。在焊工上岗操作之前,一方面,要根据焊接需求,对初、中、高级焊工水平进行认定,检查焊工的操作证等相关证明文件;另一方面,还要通过实践来考核焊工的实际技术、对于焊接流程以及安全操作须知等的了解程度。在考核完成之后,应根据焊接部位和焊接标准,做好人员的安排工作,并在可选范围内尽量聘用资质较高、经验丰富的焊工。同时,在焊接之前,应做好技术交底工作,使每一位焊工都充分了解操作要求,切实遵守焊接规范,不得擅自更改工艺参数。实践表明,焊工的焊接姿势在很大程度上影响焊接的质量,因此,在工厂条件具备的情况下,焊工应善于利用翻转夹具将待焊工件从仰焊、立焊的位置调整至平焊的状态,在很大程度上降低焊接难度,提高焊接质量。
        2.2 焊接工艺控制
        焊接工艺对于起重设备质量有着直接的、决定性的影响,同时,由于焊接工艺内容复杂、流程烦琐且有贯穿始终的技术规范约束,因此,在进行起重机焊接质量控制时,一定要从各个工艺细节把握工艺标准和操作质量。

例如,焊接前清理焊接位置;对于部分中、厚板或中碳钢等含碳量较高的板材需要进行焊前预热,控制好焊道间温度,并在焊接完成后进行保温缓冷等;针对不同材质的母材、不同品牌、材质的焊材都需要进行相应焊接工艺评定,在确保可靠性的前提下考虑各焊接参数的易焊性等。
        2.2.1 焊缝的布置
        焊缝布置中的钢板拼接处,要保证有0.2 m以上的错开距离,不能出现十字焊缝;翼缘板与腹板之间的对接焊缝间距应大于0.2 m,二者不能处于同一截面;横向加劲肋应远离与其平行的腹板对接焊缝,根据腹板厚度判定,离开间距一般不应小于腹板厚度的四倍。
        2.2.2 焊缝坡口
        根据相关标准选用坡口形式,特殊接头应注明。焊缝坡口表面,也就是离坡口边缘位置0.2 m的范围之内应做好清洁处理,确保坡口位置没有油污、氧化物及其他杂质且无裂纹、分层、夹渣等明显缺陷。
        2.2.3 对接焊缝
        要做好主要受力构件对接焊缝的错边量控制,一般来说,如果钢板名义厚度≤12 mm时,错边量应小于钢板名义厚度的1/4;如果钢板名义厚度>12 mm时,错边量应≤3 mm;若出现不等板厚或不等板宽的对接焊缝,则应从侧边做出≤1:4的过渡斜度。
        2.2.4 角焊缝
        根据母材的不同材质,对角焊缝的最小高度有不同的要求,按等强度原则,若是单面角焊缝焊角高度一般为较薄焊件厚度的1.4倍;若是双面角焊缝则焊角高度一般为较薄焊件厚度0.8倍的角焊缝。对于一些特殊位置的角焊缝,比如杆件边缘,则应根据焊件厚度选择最小焊缝高度,即焊件厚度≤6 mm,最小高度小于焊件厚度;焊件厚度>6 mm,最小高度应比焊件厚度小1~2 mm左右。在受动荷载影响的主要承载结构处,角焊缝应采用凹户形或直线形,且直角边的比例要掌握好,一般来说,对侧焊缝为1:1,对端焊缝为2:3。
        2.3 焊接材料和设备控制
        焊接材料和焊接设备的控制,也是质量控制的一个重要环节。在焊接材料方面,首先,要检查焊条、焊丝、焊剂等材料与被焊接件的焊接要求是否一致,与设备设计图样的要求是否一致;其次,还要检查它们的使用情况是否良好,是否是正规厂家生产的合格产品,是否有受潮等。在焊接设备方面,要着重做好电焊机的质量检验与控制,要测试电焊机的电流显示是否正确,电压显示是否正确,电焊机的工艺参数是否与焊接要求和焊接情形一致等。
        2.4 焊接环境控制
        焊接时,周围环境的温度和湿度会直接影响焊接质量,因此,焊接环境控制也是焊接质量控制中必不可少的一个环节。低温会带来金属内部组织缺陷,因此焊接时,最好保证环境温度在20 ℃以上;而潮湿会造成水分进入熔池,产生气泡,因此焊接时的环境湿度应该控制在90%以下。所以,在雨雪天气下,原则上不允许进行户外焊接施工,若必须施工,也应做好相应的防护措施。
        2.5 做好焊后检查
        焊后检查是焊接施工的最后保障,在完成每一步焊接流程之后,都要做好相应的检验检测工作。在焊接表面无明显的形状、尺寸、外观缺陷的基础上,可采用先进的射线探伤或超声波探伤技术,进一步检查内部质量确保焊接可靠。
        参考文献
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