浅析水工金属结构焊接及检测要求

□王 磊 韩德宇

金属结构作为水利工程施工中重要的施工内容，直接影响着工程的整体质量。水工金属结构工作环境湿度大，有的甚至长期浸泡水中，所以金属结构的质量控制尤为重要，而焊接贯穿于金属结构的整个制作过程，焊接质量直接影响着金属结构的整体质量，焊接材料的选取、焊接技术方法的应用、焊接检测则是控制焊接质量的关键因素。

1.水工金属结构焊接

1.1 焊接材料

在水利工程金属结构焊接时需要注意以下几点内容。一是根据不同类型的焊接材料来确定其具体的焊接方法和工艺参数：常见水工金属结构的母材一般为Q235 或是Q345 等系列钢材，属于低碳钢材质，低碳钢的特点是焊接接头塑性和冲击性良好；采用焊条焊接时，大多使用E43 系列的焊条，不需预热、层间温度和后热（冬季严寒时需要预热），焊接性优良；采用二氧化碳气体保护焊焊接时，可使用实芯焊丝或是药芯焊丝，药芯焊丝焊接飞溅少、焊缝成型好，但价格比实心焊丝高；采用埋弧焊焊接时，一般选用实芯焊丝。二是结合实际情况合理地选择合适的焊接设备、工具以及人员。三是严格控制焊接过程中所采用到各种原材料的数量与质量。四是加强对焊接材料的检验工作。除此之外，技术部门要进行相应的技术交底，使每一位焊接技术人员都能够掌握并熟练地应用焊接材料，只有这样才能有效保证水利工程金属结构焊缝质量和效果。

1.2 焊接方法

水工金属结构常见焊接方法：手工电弧焊、气体保护电弧焊、埋弧焊等。

1.2.1 手工电弧焊

这种焊接方式主要是利用电弧对被加工材料进行加热处理，使其熔化后形成液态金属液体并在压力作用下将其压实、冷却凝固而成。这种焊接方法具有操作简单、效率高以及成本低廉等优点；缺点是常常导致焊接过程中产生大量裂纹或气孔现象，如果不采取有效措施防止焊接缺陷很难保证焊接质量。在水利工程金属结构焊接中这种焊接方式已经被埋弧焊、气体保护焊等取代。

1.2.2 二氧化碳气体保护焊

以二氧化碳气为保护气体，进行焊接的方法。（有时采用CO2+Ar 的混合气体）。优点是焊接成本低，只有埋弧焊、焊条电弧焊的40%～50%；生产效率高，是焊条电弧焊的1～4 倍；操作简单。缺点是焊接时抗风能力差，适合室内作业；飞溅较多。

1.2.3 埋弧焊

埋弧焊（含埋弧堆焊及电渣堆焊等）是一种电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。该种焊接方式与其他焊接技术相比更具优势，它能够有效避免因焊接时温度过高而造成的变形，其焊接质量稳定、焊接生产效率高、无弧光及烟尘很少等优点；缺点是对操作空间有一定的要求。

1.3 注意事项

焊接前，应对坡口两侧50 mm 范围内杂物、氧化皮、锈痕等进行彻底清理，涂刷防飞溅剂，便于清理飞溅物。焊接过程中严格控制焊接顺序、焊接速度、电流大小、焊接温度，注意坡口形式、坡口大小，注意控制焊接变形，确保符合规范要求；焊接完成后，应对焊接表面进行清理处理，及时进行无损探伤检测。

2.水工金属结构焊接检测要求

2.1 焊接质量检验标准

水利工程金属结构的焊接一般按制造详图及相关国家标准和规范的规定执行。对一、二类焊缝的焊接，焊接接头的型式与尺寸要符合制造详图要求；当制造详图没有标明时，按照《气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口》(GB/T 985.1-2008)或《埋弧焊的推荐坡口》(GB/T 985.2-2008)执行。

2.2 焊缝分类

在水利工程金属结构中，最常见的就是钢制闸门，以钢制闸门为例，说明水利金属结构焊缝分类要求。根据《水利水电工程钢闸门制造、安装及验收规范》（GB/T 14173-2008），钢制闸门焊缝一般分为3 类。

一类焊缝：

闸门主梁、边梁、臂柱的腹板及翼缘板的对接焊缝。

闸门及拦污栅吊耳板、拉杆的对接焊缝。

闸门主梁腹板与边梁腹板连接的组合焊缝（对接焊缝与角焊缝）或角焊缝；主梁翼缘板与边梁翼缘板连接的对接焊缝。

转向吊杆的组合焊缝或角焊缝。

人字闸门端柱隔板与主梁腹板及端板的组合焊缝。

二类焊缝：

闸门面板的对接焊缝。

拦污栅主梁和边梁的腹板及翼缘板的对接焊缝。

闸门主梁、边梁、支臂的缘板与腹板的组合焊缝或角焊缝。

闸门吊耳板与门叶的组合焊缝或角焊缝。

主梁、边梁与门叶面板相连接的组合焊缝或角焊缝。

支臂与连接板的组合焊缝或角焊缝。

三类焊缝：

不属于一、二类焊缝的其他焊缝都为三类焊缝。

2.3 检测方法

2.3.1 外观质量检查

观察焊缝表面是否存在咬边、烧穿、未焊透及裂纹等缺陷，焊缝是否连续饱满,无间断，相邻焊道之间是否有重叠区域，焊缝及其附近飞溅物是否清理干净等等，并检查焊缝外形尺寸是否符合要求。

2.3.2 内部缺陷检测

水利工程金属结构焊缝内部质量检测一般选用射线或超声波检测，焊缝表面检测选用渗透检测或磁粉检测。

超声波检测技术，超声波检测是利用超声波能在金属内部传播，并在遇到两种介质的界面时会发生反射和折射的原理来检验焊缝内部缺陷。

磁粉检测技术，磁粉检测是将焊件在强磁场中磁化，使磁力线通过焊缝，遇到焊缝表面或接近表面处的缺陷时，产生漏磁而吸引撒在焊缝表面的磁性氧化铁粉。根据铁粉被吸附的痕迹就能判断缺陷的位置和大小。

射线检测技术，当射线透过被检验的焊缝时，如有缺陷，在焊缝背面的底片上感光较强，底片冲洗后，会在缺陷部位显示出黑色斑点或条纹，以此判断缺陷的位置和大小。

在实际工作中,我们应该根据图纸和规范要求选择合适的检测方法来进行检测,尽可能地避免出现漏检现象，确保检测结果的准确性，保证焊接质量。

2.4 检测要求

根据相关规范要求，对于一二类焊缝都要进行无损检测，而且检测人员要有相应的资质证书和丰富的实践经验,以确保检测结果的准确性，满足图纸和规范标准。我们无论采取何种检测手段，目的都在于保证金属结构焊缝质量达到相关规定标准。

3.结语

综上所述，影响焊接质量的因素很多，要达到高水平的焊接质量必须注意以下几点：一是要严格控制材料的选择以及使用，根据不同类型的焊接材料来确定其具体的焊接方法和工艺参数；二是要结合实际情况选择合适的焊接设备，做好焊接工艺设计，使整个焊接过程规范合理；三是对焊接中容易出现内外质量缺陷的地方加以关注，制定出相应的预防措施；四是定期组织技能培训和竞赛，提高焊接人员的操作水平和综合素质；五是进行相应的技术交底，使焊接技术人员都能够掌握并熟练应用焊接材料。只有这样才能有效保证水利工程金属结构焊缝质量和效果。□