浅析焊接结构的质量控制

2015-04-16刘云杰

建材与装饰 2015年33期

关键词：焊件焊接设备刚性

刘云杰

（身份证号：130627197610042296）

浅析焊接结构的质量控制

刘云杰

（身份证号：130627197610042296）

本文介绍了焊接工艺、焊接顺序、焊接变形、焊接设备的选用，并对焊接结构的质量控制进行了重点分析。

焊接；变形；质量；控制

1 焊接工艺的选用与焊接变形问题

焊接工艺采用的恰当与否，与焊接质量紧密相关，它不仅包含焊接电流大小、焊条型号的选用，还包含合理的焊接顺序、合理的焊接方法、焊接线能量的大小，这些都可以控制和减小拘束应力，都能有效降低产生裂纹的倾向。

焊接应力和变形，不仅可使焊接产品的质量下降，使下一道工序无法顺利进行，严重时还会使焊件报废或造成事故，因此要尽量把焊接应力和变形降到最低。具体可通过以下几种方式得到解决：

1.1 防止焊接变形

1.1.1 正确选择装焊顺序

焊接结构变形的大小与其本身的刚性大小是成反比的，而焊接结构的刚性是在装配与焊接过程中逐渐加大的，结构整体的刚性总是比零部件的刚性大，故在焊接钢构件时，应尽可能先装配成整体后再焊接。

如工字梁或H型钢的拼接，即可采取先装配后焊接的工序，装成工字梁或H形钢后其刚性较强，焊后四条焊缝的纵向收缩一致，故其弯曲变形较小。

1.1.2 正确选择焊接顺序和焊接方向

一般先焊的焊缝易使结构产生变形，因结构的刚性随着焊接的进行而加强，而先焊的焊缝结构刚性较小，易产生变形。

1.1.3 刚性固定法

钢板对接焊时，因焊缝收缩不一，易出现角变形或接口错位，通常采用加“马”来控制焊后变形。

筒体和底板对接焊接时易出现错位，也可采取此法来处理。云南铜业股份有限公司的5000t酸库，其直径为φ25000×25mm，其筒体和底板在组装时，为了预防通长焊缝的过大变形，在施焊前点焊了一些楔铁，对其相邻未焊的长边，也通过适当点焊几个楔形铁控制其变形。

1.1.4 反变形法

反变形法是在焊接前将焊件预制一个反变形，使这个变形与焊后变形恰恰相反、大小相等，从而达到抵消焊接变形的目的。

1.2 防止焊接应力

焊接过程是一个不均匀加热和冷却的过程，冷却后不仅使焊件产生了变形，而且在焊件内部存在一定的焊接应力，这对可焊性差的金属或刚性较大的结构，会导致其产生裂纹，使其安全使用系数降低。

1.2.1 选择合理的焊接顺序

如大型容器的底板由许多钢板拼接而成，可分为纵向、横向焊缝。焊接时应让焊缝自由收缩，减小结构在焊接时的约束力，从而减小焊接应力。

底板的铺设主要是保证底板的几何形状及尺寸符合要求，为此要认真选择排版方式和确定焊接顺序。底板的排版方式通常有条字形排版、丁字形排版、人字形排版和“分块”排版四种形式。人字形排版“分块”排版可避免局部焊缝过于集中，使收缩较为均匀。罐底中辐板宜采用人字形排版法。直径放大80～100mm。边缘采用弓形板排版，直径放大约80mm。

针对第一节壁板立缝和罐底与壁板连接的内外角焊缝焊后收缩的现象，在组对第一节壁板时，预先将直径放大20～25mm，焊接后罐壁直径才基本符合设计要求。为了减小罐壁与底板连接处T字焊缝的焊后收缩变形，在铺设罐底边板时，适当加大对接缝的预留间隙，由原设计的外缘6mm加大到8mm，里缘由6mm加大到14mm。底圈板与底板焊接时，内侧焊缝应焊成具有圆滑过渡的不等边角焊缝。

底板中幅板的焊接顺序是：先焊大十字的短缝，次焊8个小区块的短缝，再焊长缝。焊短缝时，第一遍采用分步退焊法，第二遍为连续焊。焊长缝时，注意隔一条焊一条。第一遍采用由中心向外的分水退焊法，第二遍采用连续焊。底板边缘板的焊接要等第一节壁板与罐底的连接T形缝焊完后才能进行。在焊接T形缝时，所有边缘板之间的对接缝点固焊处必须铲开。

1.2.2 加热减应法

在补焊塑性较差、刚性较大的铸铁件和铸钢件时，可用此法。其原则是减小焊接部位和焊件上障碍焊接区自由收缩部位之间的温差。在结构的适当部位进行加热，使其伸长。冷却时，这两个部位同时收缩，减小了焊接区的应力，防止了裂纹的产生。

1.3 焊接设备的正确选用

对于刚构件的焊接，其应力和变形的大小，有时和焊接设备的选用也有直接关系。对于大多数结构，多应优先选用埋弧自动焊、CO2气体保护焊。特别是在规范要求变形较小时，根据工艺要求，多使用CO2气体保护焊。