游乐设施中焊接技术分析

【摘要】 在游乐设施的检验中，对于焊接质量的确定比较关键，对于焊缝的缺陷是必须检验项目，在游乐设施地制造环节中，焊接对其影响比较大。本文通过对游乐设施焊接质量问题进行了分析，并分析了其原因，并对游乐设施材料的应用进行了分析。

【关键词】 游乐设施;焊接质量;材料

【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2021.04.043

Analysis of Welding Technology in Amusement Facilities

ZHANG Song

（Liaoning Academy of Safety Science，Shenyang 110004，China）

Abstract： In the inspection of amusement facilities，the determination of welding quality is the key，and the defects of welding seam are the necessary inspection items. In the manufacturing process of amusement facilities，welding has a greater impact on it. This paper analyzes the welding quality problems of amusement facilities，analyzes the reasons，and analyzes the application of amusement facilities materials.

Key words：amusement facilities;welding quality;materials

在游乐场设施的制造和安装过程中，由于采用不合格的焊接材料，以及不合格的焊接工艺进行加工时，很容易导致焊接缺陷的产生，例如在结构部件生产过程中使用不同规格的钢板进行焊接作业，或者采用的焊丝型号进行焊接作业，都会导致被焊接结构处焊接质量不达标，即使暂时未出现相关焊缝的缺陷，也会在之后的使用过程中出现裂纹等缺陷，导致设备的寿命缩短，更为设备埋下安全隐患。在现场安装时，由于现场环境所限，以及施工人员的质量参差不齐，从而也容易导致在现场进行的焊接作业，焊接质量控制不能满足要求，因此对游乐设施焊接技术的研究及质量控制就显得非常重要。

1 对焊接质量造成影响的主要原因

焊接的全过程是比较复杂的，会有许多原因直接或间接导致焊接质量不符合要求，对于游乐设施重要受力部件的焊接质量要求更为严格。在焊接过程中，所用到的焊接原材料、焊条的型号、焊接的时间点、焊接电流的大小，以及焊接人员的技术水平的高低，都会对焊接质量造成一定影响。在游乐设施主要受力部件对焊接的质量要求很高。在焊接之前，首先要对原材料进行清理，确保其表面无其他杂质后再进行焊接作业，其次就是在对接焊接作业时，控制好焊接点的流量及焊接时电流的大小，当焊接点流量与焊接时的电流大小控制不当时，有可能导致焊接部件变形及焊接压槽等状况的发生，还有就是焊条的选型及存放环境和焊接的順序也会产生一些相关问题，对焊接质量造成一定影响。

2 焊接质量关键难题的剖析

在对游乐设施进行的定期检查中，主要都会对一些重要受力部件中存在的焊接接缝进行全面检测，在目视观察焊缝表面无明显裂纹后，按规定的比例对焊缝进行无损探伤检测，目的在于及时发现并处理掉因疲劳或焊接质量不达标所导致的内部裂纹，从而降低游乐设施因裂纹而导致部件断裂造成的人员伤亡，可见焊接质量不达标所产生的裂纹直接影响游乐设施的安全性。

焊接时所产生的裂纹主要分为冷裂纹和热裂纹。冷裂纹是铸件凝固后冷却到弹性状态时，因局部铸造应力大于合金极限强度而引起的开裂。冷裂纹总是发生在冷却过程中承受拉应力的部位，特别是拉应力集中的部位。热裂纹则是当采用低碳钢与镍基铸铁焊条冷焊时，焊缝易出现属于热裂纹的结晶裂纹，有时为内部裂纹，而大多数情况是发生在终端四周的内部裂纹。裂纹与焊缝的波纹线相垂直，露在焊缝表面的有显著的锯齿外形。这些特征都是结晶裂纹的表现。

热裂纹产生的原因主要是由于晶体间存在液态间层，以及存在焊接应力所产生的。为了防止热裂纹的产生，首先限制钢材和焊材的低熔点杂质，如S、P的含量，其次适当提高焊缝成形系数，系数太小则易产生裂纹，以及调整焊缝化学成分，避免低熔点共晶物，缩小结晶温度范围，改善焊缝组织，还有就是减少焊接应力。

冷裂纹产生的主要原因是焊接接头存在淬硬组织性能脆化，和扩散氢含量较高，使接头性能脆化所造成的局部压力，还有就是存在较大的焊接应力所造成的。为了防止冷裂纹的产生，首先是选用碱性焊条，减少焊缝金属中氢含量，提高焊缝金属塑性，以及还接材料要烘干，接头要清洁，还有就是避免产生淬硬组织焊前预热、焊后减低冷却速度。

在进行焊接的过程中，由于未使用适当的焊接电弧的长度，以及受到焊接应力变形的影响，焊缝处易产生裂纹，很难得到高质量的焊缝，这些潜在缺陷大大降低了游乐设备结构的安全性。在对游乐设施进行定期检查时，经常会发现一些受力部位出现细小的裂纹以及轻微的变形，这些都是由于焊接施工作业不达标所致，比如焊波参差不齐，焊接件凹凸不平，焊孔不均匀，焊接总长度不足等等，都会影响游乐设施本身的质量，同时也会影响游乐设备的外观，在对这些缺陷分析中发现，大部分都是由于焊接不均匀，未能控制好电弧流量及焊接次序错误所导致的缺陷。在焊接作业过程中，应尽量尽可能挑选材料均匀的工件进行作业，确保焊接件的弯曲刚度匀称，控制好焊接电弧的流量、速度等，最重要的是选择适合的焊接作业工艺进行作业，并提前制定预案，根据焊接过程中的突发情况进行得当的处置，确保焊接质量。

3 焊接原材料的剖析

游乐园设施使用许多高耐磨碳钢板，其类型包括烘烤硬化的冷轧钢板，冷轧双相钢板和含磷量的冷轧钢板。冷轧双相钢板的拉伸性能较好，磷含量的冷轧钢板具有较高的抗压性能、优秀的塑性变形能力，以及良好的电弧焊接性能和耐腐蚀性。烤制硬底化冷轧钢板还具备原材料薄，抗压强度高的特性。大多数游乐场设施都暴露于室外的自然环境中，常年遭受阳光的直射及雨雪的冲洗，日积月累就会腐蚀游乐设备的结，一旦维护不当游乐设备就会产生安全隐患，危机乘客的安全，因此就会对游乐设备原材料的防腐蚀性有比较高的要求。由于镀锌板的耐腐蚀性较强，特别是镀层厚度5～6 um的镀锌钢板，耐腐蚀性更佳，因此广泛应用在户外运动设施及游乐设施上。但在镀锌板的焊接作业时，存在一些困难，这就对焊接工人的水平有很高的要求，因为锌的熔点约为420 ℃，挥发温度为908 ℃，当电弧刚一引燃时就挥发了。锌的挥发和氧化会导致气孔、未熔合及裂纹，甚至影响电弧稳定性，因此焊接镀锌板材最好的方法就是减少热输入量，从而降低缺陷的产生。铝合金材料也经常应用于游乐设备中，但其表面有一层高密度氧化塑料薄膜，在焊接过程中无法完全将其消除，加上铝合金材料热膨胀系数较大，会产生很大的内应力，导致其焊缝处容易出现气孔等缺陷。再有就是玻璃钢材料，因其重量较轻，抗腐蚀性能强，绝缘性能好，热传导慢，耐瞬时速度、高溫、高压性能好，以及低廉的价格，要比钢材更好维护，能够达到更好的效果，也广泛应用在游乐设备上。

4 焊接技术性的关键

游乐设施的独特性决定焊接全过程中会产生各式各样的不安全要素，从而导致焊接结构产生缺陷或损坏，还会继续对焊接工作人员的身心健康和安全性导致重特大影响。焊接工作中激光切割工作会与电动机、高压容器、可燃性汽体触碰;焊接工作中会造成噪声、放射线、有害气体、烟尘等。这都很有可能会造成发生爆炸、火灾事故地风险，其便会对机器设备和工作员的安全性产生非常大的安全隐患。焊接工作全过程时要留意确保机器设备和工作人员的安全性，留意检查作业当场的环境安全管理要素是不是达到;留意查询机器设备是不是插电，是不是有风险源要素;查询焊接工作中运用的各种直流焊机和专用工具是不是达到安全性标准;查询设备的接地线电阻和接地电阻是不是达到各类标准。在工作全过程中，严格按照操作规程作业，时刻留意工作中周边无易燃气体;游乐设施有很多高处作业，在高处作业时，防止超声波模具乱扔，并对焊接工作场所防护，焊接工作进行后开展认真仔细，确保没有风险源后才可离去工作场所。

5 结论

通过对游乐设施制造过程中结构材料的类型的分析，并就焊接加工过程中的影响焊接质量的难点及易产生危害的问题予以分析，提出了避免危害的注意点。

【参考文献】

[1]    张勇，刘然，沈功田.GB 8408-2018《大型游乐设施安全规范》修订简介及解析[J].中国特种设备安全，2019（6）：1-3.

[2]    当归.大型游乐设施将更安全[J].消费指南，2018（6）：19.

[3]    电梯主要部件报废技术条件：GB/T 31821-2015[S].

【作者简介】

张松（1982-），男，学士，研究方向为电梯检、起重设备、游乐设施、索道检验。