浅析起重机械焊接质量的控制策略

许利娟，王 皓，陈燕燕

（浙江省特种设备检验研究院，浙江杭州310020）

从起重机械的说明书来看，起重机金属结构中焊缝质量的大小在整个起重机总质量中达1%，可见起重机在制造过程中，焊接质量的好坏直接关系到起重机使用的安全性能。起重机制造过程中，焊接为主要工艺，工艺要求比较高，其焊接质量的好坏，直接关系到起重机械的刚度、强度和稳定性。焊接过程中，优质的焊接工艺，可满足设计要求，保证结构的正常使用寿命。焊接接头，既是结构各元件间的联接部分，又是传递和承受作用力的结构整体的一部分。因而要求焊接接头，具有一定的强度和塑性。如果焊接过程操作不按规程进行，就很容易出现种种缺陷。一旦出现严重的焊接缺陷，就会增加焊材、板材、人力和电力的消耗等；而在使用过程中，这些缺陷中会引起严重的应力集中，从而降低结构的使用寿命。因此，应进行起重机焊接质量控制，来排除人为的消极影响，发挥出人的积极作用，使焊接过程中的各项工作始终按规定要求进行，确保焊接质量符合设计要求，保证起重机的安全使用。

起重机械焊接质量控制，主要是根据焊接工艺本身的特点和焊接标准，来制定焊接质量方针，并促使焊接工作者严格实施的全部管理职能。焊接质量控制，主要对起重机械制造的焊工资格、焊接工艺评定、焊接工艺文件、产品施焊管理、焊材管理、焊接设备和焊接检验及有关人员职责作出规定。

1 焊工资格及控制

焊接施工中，焊工是关键一环，焊工水平的高低，会直接影响到施焊接头的质量。而所有参与施工的焊工，都必须是经过培训考核取得相应资格的，在实际焊接过程中，要确定焊工所施焊的工件是否与所持有的合格项目一致。

2 焊接工艺评定

焊接工艺的评定，是编制焊接工艺文件的基础。焊接工艺评定的目的，是验证焊接工艺的正确性，并通过拟定正确的焊接工艺，来保证焊接质量符合规定要求。

3 焊接工艺控制

要有好的焊接工艺，才能得到优质的焊接质量。经过焊接工艺评定得出焊接工艺数据，通过对焊接工艺进行试验，以验证该工艺所施焊的焊接接头是否满足各项性能指标。因此，对于经过焊接工艺评定验证合格的焊接工艺数据，在施焊时要严格遵守，不得随意改变。

3.1 焊缝的布置

钢板拼接，不允许有十字焊缝，其错开距离不小于200 mm。焊接梁的翼缘板和腹板的对接焊缝，不宜处在同一截面上，其间距应不小于200 mm；横向加劲肋应离开与其平行的腹板对接焊缝，其间距不小于腹板厚度的4倍。

3.2 焊缝的坡口形式

坡口形式，应根据GBT985一1988《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》和GBT986一1988《埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》的规定选用。在设计图样上应注明特殊接头。

3.3 对接焊缝

（1）主要受力构件对接焊缝错边b。对接处钢板名义厚度δ≤12 mm时，b≤（1/4）δ；δ＞12 mm时，b≤3 mm；

（2）主要承载结构中，不等板厚或板宽的对接，均应从一侧或两侧作成不大于1∶4的过渡斜度。

3.4 贴角焊缝

（1）贴角焊缝的最小高度hw不应小于表1的规定，但对于一般贴角焊缝，则不得大于较薄焊件厚度的2倍，但对于杆件边缘的贴角焊缝，尚应符合下列要求：在δ（被焊件的厚度）不大于6 mm时，hw不大于δ；在δ大于6 mm时，hw应比δ小1～2 mm以上。

表1 贴角焊缝的最小高度hw的规定

（2）被焊件的厚度小于4 mm时，焊缝的最小高度等于被焊件厚度。

（3）受动载荷的主要承载结构，贴角焊缝的表面应呈凹弧形或直线形。焊缝直角边的比例，对侧焊缝为1∶1，对端焊缝为1∶1.5（长边顺作用力方向）。

4 产品施焊控制

产品施焊控制，要明确焊接过程质量控制和持证焊工执行产品焊接工艺的基本要求。包括焊工选派、焊前准备、焊材领用、施焊环境、产品焊接试板监检确认、施焊记录、焊工钢印的标识、焊接质量检验，以及焊接超标缺陷的返修及重新检验的要求和现场修改设计图样或焊接工艺的手续等。

5 焊接材料及控制

要想焊出合格的焊接接头，就要用合格的焊接材料（包括母材及焊接填充材料），因此对施焊用的焊接材料进行控制，是十分必要的。对所用的焊接材料证明文件，要齐全有效，标识应清晰可辨，外观质量应合格。

6 焊接设备及控制

起重机械焊接过程中，电焊机是必备的设备，焊接的完成要靠电焊机来实现。在焊接工艺参数中，电流是一个极重要的参数，因此电焊机必须要准确显示焊接电流。对电焊机的控制要点，就在于电焊机显示的电流，要与实际电流的偏差不超标，通常电焊机电流、电压显示装置，要经过检定合格后才可使用。

7 施焊环境及控制

焊接过程中环境条件，对焊接质量是有影响的，主要表现在以下方面：

7.1 环境温度对焊接过程的影响

当环境温度过低时，会使焊缝熔池金属冷却过快，改变金相组织，从而对力学性能造成不利影响。一般要求环境温度不低于零下20℃。

7.2 湿度对焊接过程的影响

环境湿度过大，空气中的水份就有可能进入熔池，形成氢气孔等缺陷。一般要求环境相对湿度不大于90%。

7.3 雨、雪的影响

在下雨、下雪时，露天作业不允许施焊，如若采取了防护措施，且环境相对湿度不大于90%时，才可以施焊。

7.4 焊接前、焊接过程及控制

在上述条件满足的同时，焊前还要注意以下方面：

（1）焊工要充分了解掌握焊接工艺，保证每一个焊工对要进行的操作明白无误。

（2）对坡口及两侧清理情况要按要求，坡口表面不得裂纹、分层、夹渣等缺陷；施焊前应将坡口表面的氧化物、油污、熔渣及其他有害杂质清除干净，清除范围（离坡口边缘）不得少于20 mm。

（3）焊接填充材料。焊条按要求进行烘干后，现场放入合格的保温筒中；焊丝按要求擦拭干净。

7.5 其他注意事项

在电焊工正式施焊的过程中，影响焊接质量的因素除了电焊工的技术水平外，还应注意：

（1）电焊工不得随意更改工艺参数。对于电流大小、电源极性、是否摆动焊条、保护气体流量大小、焊接速度等，都应该与焊接工艺数据一致，不得随意更改。

（2）层间清渣要彻底，接头部位修磨的质量要好。

7.6 焊后检验及控制

焊接后的各种检验，对于保证起重机械焊接质量是有意义的。如果上述各要素都得到有效的控制，其焊接质量应该很是优秀的，焊后检验的各种手段就仅仅是验证而已，如果上述各要素没有得到很好的控制，焊后检验就是焊接质量的最后保障。

8 结束语

综上所述，起重机械在焊接过程中，应加强焊接质量控制，从而保证起重机械产品的焊接质量，提高起重机械产品的安全性能。

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