机电类特种设备焊接工艺和焊接现状分析

李昂

摘要：特种设备是指涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器（含气瓶，下同）、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施和场（厂）内专用机动车辆。其中电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施为机电类特种设备。在机电类特种设备焊接过程中，存在着比较注重焊接的外观质量，对于焊接的内在质量控制不够不仅影响整体质量，而且影响设备的使用寿命，也为今后的安全运行留下了隐患。所以抓好焊接意义十分重大。现就焊接中经常遇见的几种缺陷的控制进行分析。

关键词：机电特种设备；焊接工艺；焊接质量控制

一、机电类特种设备焊接特点

（一）电梯焊接的基本特点

电梯是机械、电气紧密结合的大型复杂产品，电梯中最主要的焊接结构是轿厢，轿厢由轿厢体、轿厢架及有关构件组成，轿厢架是轿厢的承载结构，应有足够的强度，轿厢架一般由上梁、立柱、底梁和拉链等组成。如底梁用以安装轿厢底，直接承受轿厢载荷，现在常用框式焊接结构。用型钢或折弯钢板焊成框架，中间有加强的横梁与立柱连接，焊接方法采用手工焊条电弧焊或二氧化碳气体保护焊。轿厢体也是组装焊接而成，如轿底板与框架，轿壁与加强筋的焊接。电梯制造中薄板的焊接采用钨极氩弧焊，电器开关箱等螺柱与箱体连接采用螺柱焊。自动扶梯金属结构的作用在于安装和支撑自动扶梯的各个部件、承受各种载荷以及将建筑物两个不同层高的地面连接起来，它的整体刚性及局部刚性的好坏直接影响扶梯的性能。对于中、大提升高度的自动扶梯，金属骨架常采用多段结合式结构。对于小提升高度的自动扶梯金属骨架，只要运输、安装条件许可，一般骨架在车间拼装和焊接成一体，两端利用承载角钢支撑结构。自动扶梯的金属结构骨架是个桁架结构，国内外有自动扶梯的金属骨架都采用焊接方法进行拼装，其焊接方法一般采用焊条电弧焊、二氧化碳气体保护焊或埋弧自动焊，焊接变形和焊接质量至关重要，控制和消除焊接变形常规做法采用自然时效，但时间很长、占地多，不允许这样做。目前，国内有些公司采用振动时效方法消除焊接后的残余应力，效果很好。

（二）游乐设施焊接的基本特点

游乐设施是载人或高速运转载人设备，都是动载荷，游乐设施所采用的钢材类型大多是钢管，制造安装这类游乐设施的材料非常重要，制造游乐设施所用的焊接结构和工艺也一直为我们所关注。由于局部焊接结构及焊缝型式设计的不合理，焊接制造工艺的不合理，焊接质量的不重视，游乐设施在运行中会出现焊缝开裂现象，从而导致设备和人身事故。高速运转的游乐设施中，座舱及其连接机构是关键的焊接结构，回转臂式游艺机，为使座舱保持平衡，其焊接结构主要包括拉杆、座舱、回转臂。回转臂上支撑板的焊接，是将支撑板穿过端部钢板，插入箱形梁的缺口中，并与其焊接。过山车、大型观缆车类钢结构的制造中大部分使用钢管，钢管之间的连接靠焊接。焊接是一个系统工程，关联的因素很多，而国内的设计院大多对结构的完整性重视的多，对接头细部的焊接质量要求的少，这里恰是出问题的部位。采用管结构，美观漂亮。

二、机电类特种设备焊接质量的控制要点

（一）人员资格控制

进场焊工必须符合机电类特种设备焊工考试规则要求的焊工考试，且焊接项目应与合格证中的合格项目一致。现场还应编制焊工名单，从而使施工具有可追溯性。加强技术交底，增强焊工责任心，提高质量意识尤为重要。

（二）焊接设备控制

焊接设备的性能应符合操作要求；设备指示仪表灵敏有效；并在规定的校验期内，且有校验标识，在通过相关部门的安全检查后方可使用。

（三）焊接材料的控制

1.焊接材料的使用过程中，质控人员应进行不定期检查。

2.焊接材料是否按相应焊接工艺数据单或工艺卡使用，尤其是异种母材焊接。

3.在焊接材料使用过程中，是否有清晰标识，对没有标识或标识分辩不清的焊材严禁使用。

4.每个焊工是否配备手提式保温筒（贴焊工号和姓名），保温筒是否挂焊条型号规格标牌，焊条是否放入保温筒内随用随取（不允许一次取出多根焊条待用），保温筒筒盖是否关闭到位，保温筒电源是否亮灯，保温筒内温度是否大于70℃。

5.焊丝棒是否存放在焊丝棒筒中，且无油污锈蚀等影响焊接质量的污物；焊接时是否从无标识端开始，焊丝盘上是否有完整标识。

6.未使用完的焊条，是否及时回收并放入恒温箱。焊剂一般不宜循环使用，特别是含铬的烧结焊剂，当需要循环使用时，检查是否遵守下述规定：循环使用的焊剂应和新的同批号焊剂配合，其比例不能超过混合物总量的50%；循环使用的焊剂，在混合前，应清除焊剂中的氧化铁及渣壳，并应过筛除去过细的粉末和杂质。

（四）焊接的技术要求和环境

技术要求主要包括施工方案、技术交底、焊接工艺卡或数据包等。工艺方法主要从两方面影响现场的焊接质量，一方面是施焊前制定的焊接工艺的合理性；另一方面是现场施工中焊工执行工艺的严格性。施焊前施工单位专门对所拟定的工艺进行评定，通过各种性能试验确定合理的工艺，即采用此工艺可以得到符合现场施工要求的焊接接头。因此现场焊接要严格按照工艺要求的焊接規范执行，施工单位要加强自检、互检、专检力度，确保焊工规范操作。焊接环境也是影响焊接质量的一重要因素，主要为环境温度和环境湿度。一般要求环境温度控制在5℃以上。环境湿度在90%以下，如果温湿度达不到要求，需要施工单位创建小环境来人为达到要求。同时焊接周围应该悬挂标定合格的温湿度表。

三、结语

加强特种设备焊接的质量控制，有助于保证使用者的安全，所以应当加强对焊接方法和人员的控制，使用先进的科学技术。特种设备的焊接质量相差较大、安全性能会受到影响，制定相关焊接标准意义重大。

参考文献：

[1]张宇栋，卿黎，牛犇.焊接结构失效事故征候的灰色马尔科夫预测[J].中国安全生产科学技术，2015，02.

[2]周宇廷，马鸿力，王军.机电类特种设备焊工考试项目的合理选择[J].品牌与标准化，2016，（04）.