输电线路铁塔加工中的焊接技术分析

张钱斌

摘要：本文对输电线路铁塔在加工过程中由于焊接技术存在缺陷导致的各项问题进行了总结与分析，并且深入探讨了缺陷的形成因素，然后在理论知识与工作实践经验结合的基础之上提出了相应的质量控制措施，希望能够从根本上提高我国输电线路铁塔当前的焊接质量。

关键词：输电线路;铁塔加工;焊接技术

一、输电线路铁塔的主要焊接缺陷

焊接是指一种通过加热、加压及其组合将工件永久结合成一个整体的施工技术，采用这种连接技术形成的接头具有由焊缝金属、热熔区和热影响区三个部分组成，被统称为焊接接头。不同类型的铁塔的焊接件也会有所不同，例如角钢输电铁塔的主要焊接件就是塔座、连接板和挂线板、挂线角铁等，而四柱钢管塔的主要焊接件则是管与法兰的连接、塔座或管与“U”型插板的连接等。输电线路铁塔的主要焊接接头形式应采用“T”型焊缝，但由于焊接工人技术水平和焊接环境、焊接材料的不同，部分焊接接头在焊接过程中可能会产生一定程度的各种类型的缺陷。

（一）焊接裂纹

焊接裂纹是指焊缝内部在焊接完成后的冷却过程中出现的一种局部开裂现象，主要可以分为热焊缝和冷焊缝两种缺陷形式。焊接裂纹的危害较大，可能会导致出现裂纹的构件发生断裂，因此在加工输电线路的过程中必须通过实施严格的质量控制措施来避免焊接裂纹的出现。

（二）咬边

咬边是一种在焊接过程中产生的接缝缺陷，主要发生在焊趾母材部位的边沿，主要缺陷形式是沟槽和凹陷。如果咬边过深可能会严重影响到焊道的力学性能，导致构件的有效承载面积较少，并且将应力集中到咬边处，导致焊接接头的强度发生明显下降，在低合金高强钢的焊接接头上表现得尤为明显。

（三）夹渣

在焊接处存在非金属夹杂物或固体颗粒，对焊件的连接强度、抗冲击性能和冷弯性能等造成不利影响的焊接缺陷就是夹渣。层间夹渣是最常见的夹渣缺陷之一，对焊缝力学性能影响最大、危害最集中的夹渣形式是尖锐型夹渣。

（三）未焊透、未熔合

未焊透现象通常发生在单面焊缝的根部，产生的原因是母材金属未熔化导致焊缝金属没能进入焊接接头的根部。未熔合现象是由于焊道和母材坡口及上层焊道与下层焊道之间在焊接过程中未完全熔化结合导致的一种面积型缺陷，这类缺陷会减小焊缝的承载面积，在垂直于应力方向的未熔合焊缝中最为明显，同时应力还会发生明显的集中现象，从而造成仅次于焊缝裂纹的严重危害。

（五）气孔

气孔分布在焊缝金属的内部和表面上，形成的原因是焊接过程中焊接熔池内的气体未能在熔池凝固之前及时逸出。气孔大致可以分为密集气孔、球形气孔、条形气孔和柱状气孔，当性状和分布没有一定的定数。气孔对构件的危害没有焊缝裂纹和未熔合焊缝严重，但会降低焊缝的致密性和连接强度。

二、导致焊缝缺陷的主要因素

输电线路铁塔的焊接过程会受到多方因素的共同影响，导致焊接质量达不到质量目标的要求，并在返工返修或报废重做的过程中给施工单位的施工进度和经济效益造成损失。在焊接施工之前，施工单位应充分考虑各项影响因素，保证焊接质量。

（一）环境因素

影响焊接质量的环境因素可以根据焊接环境特点分为理化环境和劳动环境，包括直接影响焊接接头质量、焊接设备性能、焊接材料性能、焊接工艺参数，从而对焊接质量造成直接影响的理化环境因素，以及对焊接操作人员身体健康、劳动保护、安全卫生、心理活动造成直接影响，从而间接影响到焊接质量的劳动环境因素。

（二）人的因素

操作者、检查者、试验者是铁塔加工的操作和管理工作主体，他们的的质量意识、技能熟练程度、身体素质等都属于人的因素。与此同时，处于生产主体地位的人的因素也是导致焊接施工产生缺陷的主要因素。

（三）设备因素

在焊接施工与质量检测过程中应用到的焊接、烘干、无损探伤和试验设备都属于设备因素的范畴，焊接施工的质量会受到仪器仪表性能精度和维护水平的直接影响。设备的磨损和老化会导致性能和精度不断下降，从而降低焊接的质量。

三、焊接质量控制措施

铁塔的组立和构件的受力情况主要取决于塔座和管与法兰的组装与焊接质量，焊接接头的质量对输电线路铁塔的加工质量具有重要影响。为了保证铁塔焊接接头的质量，施工单位需应对焊接施工之前的准备阶段、焊接过程和焊接质量的检查过程实施严格控制。

（一）施工准备阶段的质量控制措施

1、编制焊接计划

在施工准备阶段，施工单位应当通过编制焊接计划的方式对焊接的质量控制目标做出明确规定，并在计划中体现并落实企业内部质量管理体系文件中与焊接工作有关的质量控制组织机构、质保体系、质量责任制等，完成质量控制点的设置工作，为质量培训、技术交底和焊接质量检验计划的执行制定明确的规范性文件。

2、对坡口进行预加工、预处理

对坡口进行预加工时，在现场条件允许的情况下应尽量采用热加工的方式，如离子弧压或氧乙炔等。预加工完成后的坡口及其两侧不少于20mm的母材范围内，应对表面的氧化皮层、油污、熔渣，以及其他可能对接头质量产生影响的表面层进行处理，并对凹凸不平处进行打磨，直至表面平整。

3、定位和组装

坡口预加工、预处理完成并检查合格后应进入组装施工阶段，组装时应保持间隙均匀一致。由于不合适的坡口形式、组装间隙和钝边大小可能会导致焊接接头出现内凹、焊瘤、未焊头等焊接缺陷，为了保证接头背面的质量和焊接的整体质量，在正式焊接之前应首先进行定位焊。

（二）焊接过程中的质量控制

1、焊接环境的质量控制

焊接环境的质量控制应严格执行《建筑钢结构焊接技术规范》中的有关要求。

2、控制焊接材料的质量

在采购焊接材料的过程中应严格按照设计文件的要求确定焊接材料的规格和型号，并按照《焊接材料质量管理规程》中的相关条款对焊接材料从采购、验收、入库、保管、发放直至回收的全过程实施管理。

3、焊接现场的质量控制

為了确保焊接施工的技术和工艺能够符合焊接作业指导书中的有关规定，应在焊接现场安排专业技术人员对焊接过程中的工艺参数、焊接材料和组装定位等进行检查，对坡口、尺寸和组装要求进行一一确认。施工过程中必须对焊接工艺的相关要求进行严格执行，通过现场质检人员的强化监督为焊接质量提供可靠保障。

（三）焊接质量检查

在实施无损探伤之前，首先应依据《钢结构焊缝外观尺寸》和《钢结构工程验收规范》中的相关规定，采用标准样板、量规、硬度计算方式等对所有焊缝的外观质量实施检验，并及时做好检验记录。无损探伤的操作人员应经专业培训并考试合格后持证上岗，焊机接口应在焊接完成24小时并经外观质量检测合格后进行无损探伤，按照设计文件中的要求和有关规范、标准确定无损探伤的检测方法与检测比例。

结束语：通过总结和分析输电线路铁塔的焊接主要缺陷及其成因，对铁塔加工中的焊接施工提出了一些建议，希望能够减少和消除在焊接施工中产生的缺陷问题，提高输电线路铁塔的整体质量，为我国输电线路建设做出积极贡献。

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