薄板焊接工艺及焊缝质量控制

朱俊

摘 要：伴随当前钢结构工业建设发展的速度进一步加快，在钢结构焊接施工的过程中，薄板焊接具有非常重要的意义，获得了广泛的应用。在厂房参观走廊平台以及设备辅助平台当中都获得了较好的运用。在实际操作的过程中，很多产品需要重量轻巧又需要具有较好的质量。在此过程中可以使用薄板材料达到需求，然而当前我国在薄板焊接的过程中没有广泛的使用先进的技术，在施工工艺方面较为陈旧，因此一定要重视合理的使用薄板焊接工艺，确保对焊接的质量进行最大程度的控制，尤其需要注意薄板在焊接过程中的形变，本文重点对薄板焊接工艺和焊缝质量控制进行分析研究，以供参考。

关键词：薄板；焊接工艺；焊缝；质量控制；措施

1 焊接过程中产生变形的原因

在工业生产当中，2毫米厚的钢板应用非常广泛，是一种典型的薄板，在进行焊接施工的时候主要使用的是电弧焊接设备。电弧焊接设备在使用的过程中，控制系统为微机系统。这种系统能够有效的通过计算机控制焊接的速度、焊接的电流等。与此同时，还可以与实际工艺参数相结合，进行一定的修改，并且将相关的参数设置到存储系统当中。在薄板焊接的过程中往往会产生表面缺陷或者焊接变形的问题，究其原因主要由于薄板在焊接的过程中具有较高的参数要求。在实际焊接的时候，如果某一参数出现变化可能会导致焊接过程中出现较大的变化，由于焊接参数的变化范围不同以及外界因素的影响而造成焊接工艺无法符合要求，在焊接的过程中出现一定的形变，这种形变在出现的过程中是多种多样的，常见的有纵向收缩形变、横向收缩形变以及弯曲形变、扭曲形变等。

2 薄板焊接工艺方法

依照理论分析以及现场制作的相关经验，在制作薄板钢结构的过程中需要在焊接之前通过加筋板来固定焊件，接着再进行焊接操作。这样可以让焊件的刚性大幅度提高，减少焊接过程中出现的变形量，确保整个装配过程中的几何精度。在进行焊接操作前需要对装配尺寸进行检查，相关技术员需要做好焊接技术交底的工作，通过一些小直径焊条进行焊接的过程中，一定要做好定位焊，让焊接的高度提高。在一定程度上，让焊接过程中的变形量减少。在焊接之前，操作人员一定要加强对焊条型号、固定装置的检查，并且及时清理杂物。

和普通焊接工艺类似，薄板钢焊接工艺需要确保执行的力度，首先需要对焊接工艺进行有效的了解，重视焊接时的监测和控制工作，依照焊接的具体要求进行操作：

首先对短焊缝区域进行焊接，再对长焊缝区域进行焊接。焊接的过程中，通过间断焊接的模式进行分段退焊，并且从内部向外部进行焊接。

安排多名焊工进行均匀施焊，同时进行操作，与此同时一定要保证对称施焊，这样可以避免因为不对称受热而产生的应力集中等问题对薄板产生影响，导致板子出现起鼓、变形，对称受热的过程中，由于应力之间可以抵消，在受热均匀的条件下，不会造成板子出现明显的形变。

需要指导焊工通过半自动切割机与用气保焊的方式相结合进行操作，因为薄板具有较大的面积，而且平面度较好的条件下，通过自动焊接小车进行焊接，可以进一步保证焊接过程中的外形，让焊接的质量提高，确保焊缝的大小符合要求。

3 薄板焊接质量控制方法

3.1 选择合理的焊接工艺

在焊接的过程中一定要对焊接工艺进行合理的选择，这样可以让焊接的质量大幅度的提高，不断的对薄板焊接的经验进行总结和摸索，可以发现通过熔敷力较高的技术可以让焊缝的焊接质量大幅度提高。与此同时，还需要对焊道进行控制，另外通过一些较小的热输入焊条，能够有效的避免焊接的过程中出现形变，由于薄板焊接的时候纵向绕曲形变在对焊接热输入较为敏感，在热输入比较大的条件下，可能会造成薄板焊接的时候出现一定的形变，無法达到装配的要求。

3.2 合理使用点固焊

在焊接工艺当中点固焊也是非常常见的一种焊接方式，由于点固焊不单单可以确保焊接间隙，另外也可以保证焊接过程中薄板具有一定的抗变形能力，然而在薄板焊接的过程中一定要对点固焊的焊点数量进行考虑，并且保证焊点之间的距离，如果焊点之间的尺寸过小，可能会造成焊接的时候出现焊缝开裂等情况，无法达到实际使用的需要。如果点焊尺寸过大，会造成焊道背面无法充分焊透，对接口的完整性产生较大的影响，在薄板焊接的过程中一定要注意对点固焊尺寸进行控制，依照焊接工件的具体要求，合理的进行焊接方式的选择。

3.3 焊接工艺控制

依照实践过程中的相关要求，发现在焊接的时候可以通过一些特殊的方法对焊接工艺进行控制，比如说温差法、减少焊接热输入法等，都可以大幅度的降低焊接过程中的温度，让形变量减少。尽管这种方式在一定程度上可以让残余应力降低，控制形变。然而无法完全将形变消除，想要将焊接过程中出现的形变问题有效的消除，需要将薄板壁构件焊接过程的影响因素进行分析，在此过程中想要避免薄板平面，需要让薄板工件的瞬态面外失不稳形变等情况得到控制。在日常操作的时候，可以利用不同程度的温度差异让薄板边缘的受力情况降低，确保温差拉伸效应，就算有应力形变问题，也能够在焊接的时候实时的进行控制和调整，保证焊接的过程中焊薄板的平直状态不会出现失稳变形的问题。

3.4 加强焊缝控制

3.4.1 具体控制措施

在焊接的过程中一定要与实际情况相结合，合理的进行焊条的选择，保证焊条的形状尺寸符合要求，在达到焊接要求的条件下尽量确保焊条具有较大的承载能力，尽量使用一些较小的焊缝尺寸，主要是由于这样可以让焊缝的填充量减少。如此一来，既可以确保质量，又不会出现较大的形变，还可以做到省时省料具有一定美观的效果，与此同时还能够还需要使用一些折弯机来对薄板进行折边处理，在确保折弯角度的条件下，尽量使用机械折弯。在进行操作的过程中，使用机械折弯能够让焊缝的数量减少，科学合理的对焊缝的位置进行安排，保证焊缝在中心轴两侧的位置，这样在焊接的时候可以相互抵消产生的形变。

3.4.2 做好无损检测工作

焊接属于一种物理冶金操作，虽然当前的焊接技术越来越成熟，但是很多内外部因素都会影响焊接的结果，具体的影响因素在于残余应力，焊接工艺技术等。附近的焊接环境、温度也会对最终的焊接成果产生影响，为了将焊接缺陷及时找出检测人员一定要及时的对焊接结构进行检测，了解出现了一些焊接缺陷，对焊接工作进行及时调整。

（1）外观检测

外观检测主要使用的是一些机器设备、目视、光、电等方式来检查事件的表面缺陷，比如说是否出现毛刺、是否产生颜色不均等问题，或者出现表面凹陷等。传统外观检测的过程中，主要使用的是目视法，这种方式不需要使用专门的设备在操作的过程中成本较低，而且具有较高的工作效率，可以通过人体的视力和工作人员的经验进行结合，有机的检查局部结构和整体结构。在检测的过程中快速的了解出现了缺陷，比较适合用于一些目视可见的表面缺陷，而无法准确的判断细微的内部缺陷和表面缺陷。在长期通过目视法进行检测的过程中，可能会导致人员出现疲劳，对检测的效率和结果产生影响。

（2）射线探伤

在五大常规检测当中，射线探伤是非常常用的一种方法，主要是通过射线将物体穿透获得的一些射线的变化情况来了解物体内部的物质分布情况和内部缺陷。在使用的操作的过程中，主要使用强度均匀的射线对物体进行照射，如果物体出现结构差异或者缺陷。那么缺陷部位会对射线在物体内部的光线强弱和行进方向产生影响，造成不同部位透射的射线强度不同，通过这样的方法可以对物体内部缺陷的位置以及性质进行了解。

（3）超声检测

超声检测也是非常常用的一种无损检测的手段，主要是利用超声波在接触被检测物体出现的透射、反射和散射回来声波的变化情况来对被测物体进行判断和研究。在使用的过程中具体的工作原理是依照超声波传播过程中的具体特点进行缺陷的分析，超声波在发出后会在试件当中进行传播，在此过程中会和材料当中的组织结构以及出现的一些缺陷进行相互作用，这样就会导致超声波在被检测物体介质中产生一定的变化，比如说传播方向和特征发生改变，只要分析和研究被改变的声波，就可以判断是否产生了一定的缺陷，这种检测技术具有较好的检测效果，可以检测各种不同类型的试件。

（4）磁粉探伤技术

通过磁粉探伤无损检测技术进行探伤，主要是使用一些具有磁铁性质的材料，这些材料具有一定的磁化性能、另外磁粉的物理性质较为特殊。在磁场当中，这些磁铁性质的材料会由于磁化的作用而出现一定的影响，材料内部会出现一些磁感应的情况，与此同时，磁力线的密度也会出现一定的增加。如果焊缝的位置产生缺陷，就有可能造成磁力线在位置方面出现一定的变化，某些磁力线会被寄出钢结构，这样就有可能导致露磁問题的出现。如果磁场当中有磁粉，磁力线会对磁粉产生一定的影响，导致焊缝缺陷位置产生磁粉堆积的情况，方便检测人员对焊缝的缺陷进行检测。

（5）红外线成像类型的技术红外线成像技术是当前进行无损检测研究过程中产生的一种最技术，可以通过红外摄像机设备对电子辐射信号进行获取，并且对获取的信号进行分析和处理，了解出现的缺陷，在使用的过程中具有较好的效果。

结束语

总而言之，从薄板焊接工艺的角度进行分析，无论是在宏观方面分析焊缝成型，还是在微观方面分析焊缝力学性能，都需要符合相应的国家标准和行业要求，只有如此才能进行后续的焊接操作。只有如此，才可以有效地防止薄板焊接的过程中由于没有合理的操作产生问题。

参考文献：

[1] 中冶集团建筑研究总院.钢结构焊接规范：GB50661-2011[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[2] 冶金工业部建筑研究院.钢结构工程施工质量验收规范：GB50205-2001[S].北京：中国建筑工业出版社，2001.

[3] 冯忠祥，李召森，贾克元.薄板焊接工艺及焊缝质量控制[J].山东工业技术，2019（04）：58.

[4] 任达生，刘银东，齐博.薄板焊接工艺及焊缝质量控制[J].石油和化工设备，2017（11）：33-35

[5] 焦磊.无损检测新技术及其在焊接质量检测中的应用[J].有色金属与稀土应用，2017（1）：9-14.

（作者单位：上海振华重工（股份）有限公司长兴分公司）