工程焊接质量控制之我见

王东钰

摘要：随着新技术、新材料、新设备、新工艺的不断涌现，焊接作为一种主要连接方法，正发挥着重要的作用。而对焊接质量的要求也越来越高，本文仅就焊接质量控制的一些问题提出一些见解。

关键词：工程 焊接质量控制

焊接是两种或两种以上同种或异种材料通过原子或分子之间的结合和扩散连接成一体的工艺过程. 促使原子和分子之间产生结合和扩散的方法是加热或加压,或同时加热又加压.而焊接质量是指焊接产品符合设计技术要求的程度。焊接质量不仅影响焊接产品的使用性能和寿命，更重要的是影响人身和财产安全，通常由产品的设计质量、加工质量、质量检验和焊后处理等环节来保证。

一、焊接质量控制的几个环节

1、设计质量

焊接产品所选用的接头类型及其计算强度应满足实际的承载能力。焊接方法应适合构件的特点，经济性好。焊接工艺过程应能尽量减少应力、变形和应力集中程度。生产劳动量和材料消耗应尽可能小，接头设计时还要考虑探伤的方便。

2、加工质量

所采用的母材、焊丝、焊剂或焊条等焊接材料的性能应符合设计要求。焊机、辅助机具和检测仪器的性能应良好。焊前，焊接材料应按规定烘干，工件的焊接坡口要符合要求并清除切割残渣、龟裂和污物。

3、质量检验

质量检验贯穿在产品从设计到成品的整个过程中，必须确保质量检验过程中所用检验方法的合理性、检验仪器的可靠性和检验人员的技术水平。焊后的产品要运用各种检验方法检查接头的致密性、物理性能、力学性能、金相组织、化学成分、抗腐蚀性能、外表尺寸和焊接缺陷。焊接缺陷可分为外部缺陷和内部缺陷。外部缺陷包括:余高尺寸不合要求、焊瘤、咬边、弧坑、电弧烧伤、表面气孔、表面裂纹、焊接变形和翘曲等。内部缺陷包括：裂纹、未焊透、未熔合、夹渣和气孔等。焊接缺陷中危害性最大的是裂纹，其次是未焊透、未熔合和夹渣、气孔和组织缺陷等。个别的缺陷是允许存在的。允许存在的缺陷数量、性质依产品的使用条件和质量评定标准确定。如焊缝余高过高，对受静载的产品是允许的，但对受频率较高的循环疲劳载荷的产品则是不允许的，就连正常的余高也要削除。焊接缺陷的出现与坡口加工和装配精度、执行焊接工艺的严格程度以及焊工的技术等因素有关。

焊接缺陷的检验方法分破坏性检验和非破坏性检验（也称无损检验）两大类。非破坏性检验方法有外观检查、致密性检验、受压容器整体强度试验、渗透性检验、射线检验、磁力探伤、超声波探伤、全息探伤、中子探伤、液晶探伤、声发射探伤和物理性能测定等。破坏性检验方法有机械性能试验、化学分析和金相试验等。正确选用检验方法，并与生产工序有机地结合起来进行检验，不但能彻底查清缺陷的性质、大小和位置，而且可以找出缺陷的产生原因，从而避免缺陷的再度出现。

4、焊后处理

焊后处理包括焊接后工件变形的矫正、余高的打磨处理、接头清洗、构件焊后局部或整体热处理等。

二、焊接质量控制的主要措施

结合工程实际，其质量控制的主要措施为：

1制定焊接施工计划应根据现场钢结构安装的实际情况和技术要求，进行技术经济分析，制定切实可行的焊接施工计划。计划应包括并应确认以下主要项目。

1.1方法、材料、人员管理焊接条件；焊接方法；使用钢材（复验）；焊接材料及其管理；焊工培训、考试及管理；质量控制机构；质量控制制度；防护措施；安全措施。

1.2加工。坡口要领；坡口加工要领；引弧板安装要领；组装及焊接顺序。

1.3组装。预热要领；引弧板处理；定位焊要领；清根要领；焊缝及加工要领；后热要领；产生不良时的矫正要领；焊缝返修要领。

1.4检查。外观检查标准、方法、要领；无损检查方法、标准、要领。

2焊前准备质量控制焊接前进行认真的准备。“焊前准备好了等于已焊接了一半！”焊接前须对以下项目进行确认。

2.1环境。作业环境；焊接环境；安全卫生注意事项。

2.2材料及器具。电源容量；焊接材料种类及组合；焊接材料状态；使用器具状态。

2.3加工拼装。坡口形状；坡口尺寸；根部间隙；错边；背面垫板的安装状态；定位焊；引弧板的安装状态。

2.4其它。焊接坡口表面的清理和加工；预热。

3焊接过程中质量控制焊接过程中施焊人员应严格按焊接计划书要求及焊接工艺指导书执行，严肃工艺纪律，对以下项目进行确认。焊接顺序；焊接电源；电弧电压；焊接速度；运条方法；焊缝的设置方法；电弧的位置；前层的焊缝状态；清根；层间温度；焊条或焊丝直径的选择；后热、保温。

4焊后质量控制焊接后，应按设计要求、有关标准对焊缝进行严格检查，对焊缝外观、尺寸、表面及内部缺陷进行确认，其主要项目有：

4.1外观及表面缺陷。焊缝表面规整与否；压坑；焊瘤；悬垂物；咬边；火口状态；表面气孔；表面裂纹。

4.2尺寸。余高尺寸；焊接长度；角焊焊脚长度，补强角焊的大小；角焊的不等脚长。

4.3内部缺陷。裂纹；未熔合；未焊透；夹渣；气孔。

4.4处理。引弧板的处理；飞溅物清除合格与否；端部周边焊；焊缝返修。

5、焊接方法和工艺 （以压力管道为例）

5.1 采用氩弧焊打底，电弧焊填缝和找补

氩弧焊即氩气保护焊，可以获得良好的焊接接头，返修率低，易于保证工程质量，目前已普遍用于质量要求较高的碳素钢和合金钢焊接接头的根部焊道焊接。电弧焊即手工电弧焊，是利用焊条与工件间产生的电弧热将金属熔化的焊接方法。电弧焊是适应性很强的焊接方法，可在室内或野外高空进行平、横、立、仰全位置焊接，是压力管道焊接中的主要焊接方法。

5.2 焊接工藝

5.2.1 打底：选用氩弧焊打底，由下往上施焊，点焊起、收尾处可用角磨机打磨出适合接头的斜口。整个底层焊缝必须均匀焊透，不得焊穿。氩弧打底必须先用试板试焊，检查氩气是否含有杂质。氩弧施焊时应将焊接操作坑处的管沟用板围挡。以防刮风影响焊缝质量。底部焊缝焊条接头位置可用角磨机打磨，严禁焊缝底部焊肉下塌、顶部内陷。并应及时进行打底焊缝的检查和次层焊缝的焊接，以防产生裂纹。

5.2.2 中层施焊：底部施焊完后，清除熔渣，飞溅物，并进行外观检查，发现隐患必须磨透清除后重焊，焊缝与母材交接处一定清理干净。焊缝接头应与底层焊缝接头错开不小于10mm，该层选用焊条直径为Φ3.2（焊条材料和直径根据管材的材质和规格来确定），假如工程中管壁厚度为9mm时，焊缝层数选用底、中、面共三层。中层焊缝厚度应为焊条直径的0.8～1.2倍，运条选用直线型。严禁在焊缝的焊接层表面引弧。该层焊接完毕，将熔渣、飞溅物清除后进行检查，发现隐患必须铲除后重焊。

5.2.3 盖面：该层选用焊条直径为Φ3.2。焊接时视其焊缝已焊厚度而选用。每根焊条起弧、收弧位置必须与中层焊缝接头错开，严禁在中层焊缝表面引弧，该盖面层焊缝应表面完整，与管道圆滑过渡，焊缝宽度为盖过坡口两侧约2mm，焊缝加强高度为1.5-2.5mm，焊缝表面不得出现裂纹、气孔、夹渣、熔合性飞溅等。不得出现大于0.5mm深度，且总长不大于该焊缝总长10%的咬边，焊接完毕，清理熔渣后，用钢丝刷清理表面，并加以覆盖，以免在保温、防腐前出现锈蚀。

5.2.4 焊缝焊接过程中，设专人记录，对每个焊缝的材质，管道规格，焊接过程中的电压、电流、时间，焊工编号及姓名，外界温度，焊前预热及焊后热处理进行详细记录。焊缝焊接完毕后，对焊缝进行编号，在每道焊缝处都加盖焊工钢印号，以便后期检查及对焊工进行考核。

5.2.5 压力管道焊接完毕后，对所有焊缝进行外观检查，检查完毕后按比例进行无损检测，无损检测包括焊缝表面无损检测和焊缝内部无损检测。当抽样检测时，对每一位焊工所焊焊缝按规定的比例进行抽查。

三、结束语

工程焊接施工是一项要求组织严密、效率高、质量有足够可靠性的复杂工作。为了满足焊接区所要求的质量水平，影响焊接质量的诸因素，如焊接作业人员、焊接设备、钢材、焊接材料、施工方法、作业管理及检查等必须完美配合才能达到所要求的质量水准。及时总结工程实践经验和新技术应用，制订、完善有关标准，使质量控制更加规范化，以促进钢结构在建筑业更加广泛应用。