机车钢结构焊接质量的检验建议

于姣 梁盛德 刘恩全

摘要：在经济取得长足发展的当今时代，钢结构焊接技术在各个制造领域中也相应取得了越来越广泛的应用，尤其在机车制造领域中，高速与重载两个基本性质为钢结构焊接质量提出了更高要求。本文从钢结构焊接易出现的问题出发，就机车钢结构焊接质量检验提出了相关建议，以期为同行业人员提供帮助。

关键词：机车钢结构;焊接质量;检验

前言：

钢结构焊接强度高、重量轻、整体刚性强且具备较强的抗变形能力，同时钢结构焊接的经济性较强，因此在新时代越来越为人所认可，应用于机车的范围也越来越广。在此背景下，焊接质量对机车钢结构造成的影响也日渐突显，钢结构整体质量与机车安全性、可靠性都与焊接质量息息相关，由此可见，对机车钢结构焊接质量的检验工作尤为重要。

一、钢结构焊接易出现的问题

（一）外观缺陷

钢结构焊接中的外观缺陷也被称为表面缺陷，此类缺陷不必借助仪器即可从钢结构工件表面直接观察到。较为常见的外观缺陷包括咬边、焊瘤、凹陷与焊接变形等各类问题，也有钢结构工件表面存在气孔或裂纹、单面焊未焊透根部等情况[1]。

（二）气孔与夹渣缺陷

焊接过程中，一旦熔池内气体未及时在金属凝固前逸出而残存于焊缝中，则将在钢结构工件中形成空穴，即为气孔缺陷。产生气体的原因可能源于熔池缺乏保护而吸收了外界气体，也可能是焊接冶金环节中反应生成的气体。出现气孔缺陷时，钢结构工件焊缝的有效截面积将被减少，焊缝也将出现疏松问题，使用接头强度下降，塑性降低，甚至容易引发泄漏。

夹渣是焊接后熔渣残存于焊缝中的情况，其中点状夹渣造成的危害与气孔类似，存在尖角的夹渣可能出现尖端应力集中的情况，且夹渣尖端易发展为裂纹源，具备较大的潜在危害[2]。

（三）裂纹缺陷

裂纹缺陷的产生原因一般为焊缝中的原子结合被破坏而出现了新界面，最终产生了缝隙。从裂纹产生温度原因划分，可分为冷裂纹与热裂纹。冷裂纹是焊接结束后冷却至马氏体转变温度M3以下出现的裂纹，往往在焊接结束后几小时甚至几天内出现，因此也被称为延迟裂纹。热裂纹则产生于Ac3线附近，一般在焊接结束后立即出现，也被称为结晶裂纹，热裂纹往往表面上存在氧化色彩，同时丧失金属光泽。裂纹在钢结构工件中的危害较大，尤其冷裂纹，易引发钢结构断裂，为后续使用带来灾难性危害。

二、机车钢结构焊接质量检验建议

（一）技术能力检验

技术能力检验分为两部分，其中之一是检验钢结构焊接相关技术文件，以确保焊接技术文件具备科學性与可行性，此环节也被称为焊接工艺评定。工艺评定需要以技术规范要求为依据开展工件测试，以此验证焊缝机械性能，如拉伸测试与硬度测试、缺口冲击测试等。技术能力检验的第二部分是检验焊工技术能力，此环节需要焊工在钢结构焊接前进行工作试件，试件须与实际产品材质、板厚、焊接位置等各方面内容保持一致，以此证明焊工技术水平，保障钢结构工件质量，工作试件一般有断口测试与焊缝宏观金相测试等类型。

（二）焊接前检验

钢结构焊接工作开始前，需要先检验焊接设备，以此保障焊接电流与电压处于正确且稳定的状态，进而检验钢结构工件在焊接前的坡口与组对间隙、错边量等情况，以确保各类情况都与技术规范要求相契合。后续检验点固焊与定位焊的质量情况，重点查看点固焊彻底打磨处理状态与定位焊端头打磨处理状态。其次检查焊缝区域二十厘米范围内的清洁度，以此确保焊缝的焊前打磨与去油污处理都符合要求。最后检验需要预热的工件，看其是否已达到预热要求[3]。

（三）焊接过程中检验

焊接过程中的检验环节主要包括检验焊接参数与焊接层间状况，其次检验焊接顺序控制环节。其中焊接参数需要注意电流与电压、气流量与焊接速度等各项数据，焊接层间状况则需要注意清铲与温度控制环节。在检验焊接顺序时，需要及时记录检验情况，形成焊接检验文件。在机车钢结构焊接质量检验整体工作中，焊接过程中检验环节最为重要，此环节将对钢结构工件最终结果产生直接影响。因此对质量检验单位而言，需要熟悉焊接工艺与焊接规范要求、焊接设计要求等情况，在检验过程中正确选择检验控制点，使钢结构工件废品率得以最大限度降低，从而减少后续返工现象，使焊接质量得以提升[4]。

（四）焊接后成品检验

机车钢结构焊接工作完成后，针对成品的检验方法较多，可分为外观检验、致密性检验与物理方法检验等。其中外观检验相对简便且应用范围相对较广，也是成品检验的重要方法之一。在此检验方法中，主要可观察焊缝表面缺陷与测量尺寸偏差，一般情况下前者可直接通过肉眼观察，后者可借助标准样板、量规、放大镜等工具完成。一旦焊缝表面存在缺陷，焊缝内部存在缺陷的可能性也极大，因此需要充分重视此问题。致密性检验可使用煤油试验、载水试验、水冲试验等多种方法，确保钢结构工件致密性良好，具备安全性与可靠性。物理方法检验是利用物理现象进行钢结构焊接质量检验的方法，在使用物理方法进行检验时，一般采取无操探伤检测法，对钢结构材质与规格、温度等各类数据进行综合考量，以此保障钢结构工件符合质检标准。

结语：

综上所述，钢结构焊接质量已在机车制造工作中发挥了越来越重要的作用，因此强化机车钢结构焊接质量检验环节尤为重要。在检验钢结构焊接质量时，可从技术能力、焊接流程、成品外观与致密性等各方面入手，以保障机车钢结构焊接质量合格，从而为机车发展提供更为有力的保障。

参考文献：

[1]池娟.钢结构超声波检测标准对比[J].广东建材，2021，37（12）：38-39.

[2]剧冠军.复杂环境中大型钢结构工程的施工技术分析[J].中国设备工程，2021（23）：220-221.

[3]康玉成.钢结构施工技术在土木工程中的应用[J].房地产世界，2021（23）：55-57.

[4]陆传航.钢结构过焊孔的连续焊接封堵方法[J].焊接技术，2021，50（11）：50-53.