起重机械焊接质量的控制策略

摘要：起重机械的焊接质量存在着很多缺陷，文章详细阐述了其缺陷产生的原因，并根据焊接工艺评定的一系列标准，探讨了起重机械焊接质量的控制策略，希望对各起重机械制造企业提供借鉴。

关键词：起重机械；焊接质量；焊接材料；焊接设备；施焊环境

中图分类号：TH213　文献标识码：A　文章编号：1009－2374－(2011)19－0051－02

起重机的金属结构焊缝重达整机重量的1％，可见，起重机械的制造质量很大程度上取决于焊接质量的控制。起重机的制造过程中，焊接质量的好坏直接关系到起重机整体的安全性能，因此，起重机械制造时的监督检测将金属结构的焊接质量列为主要监控项目之一。良好的焊接工艺，不仅应符合设计的要求，而且应当保证起重机械的正常使用寿命。

一、起重机械制造的焊接工艺评定

(一)评定依据

国家质量监督检验检疫总局特函[2006]50号文件《关于<起重机械制造监督检验规则>有关实施要求的通知》中要求，必须进行焊接工艺评定的焊缝，主要是指起重机的主要受力结构部件，应对其原材料、焊接材料、接头的平面度对接错边等进行严格的检验与测定，尽可能地把焊接的缺陷降到最低限度。

(二)评定使用标准

各企业可参照《蒸汽锅炉安全技术监察规程》中的“焊接工艺评定”，制定适合本企业的科学的、合理的起重机械的焊接工艺评定标准。严格制定各项工序的评定标准。

(三)评定程序

1.评定立项：工艺技术部门应根据各个生产单位的起重机械的设计方案的不同，依据焊接的原材料，接头形式，焊接方法以及钢板等的不同，确定企业自身所须评定的项目。

2.下达工艺评定文件。

3.制定工艺评定的执行方案，方案的内容应有为成功制造起重机械须实行的所有焊接工作，无论是事先的备料还是施焊之后的热处理等工序，都应包括在内。

4.试件的贮备工作和焊接：试件的焊接应由具有操作资格证书且经验丰富的焊工来实行，同时，应有工程师全程式的监督，记录好工艺的实测数据。

5.试件的检验：试件施焊完毕之后，首先要进行表面的检验，其次检查其是否无损探伤，最后对其接头的性能做力学性的实验。

6.填写好工艺的评定报告：第一部分，记录试验的环境条件，第二部分，记录各种项目的检验结果。

7.评定保管：有关部门对报告进行审批之后，将报告一式两份，分别交与质量管理部门和焊接工艺部门。

(四)评定的注意事项

1.在进行焊接工艺的评定时，务必确保所用的设备和辅助设备等处于正常状态，确保没有质量上的问题，母材与焊材均要符合标准，施焊人员必须是本单位的经验丰富的持有操作证的焊工。

2.对于焊缝工艺的评定和角焊缝工艺的评定，都可以运用对接焊缝的形式。

二、起重机械焊接存在的缺陷

(一)气孔

焊接气孔是指气泡在冷却时没有顺利逸出所形成的小空洞，气孔有单个的，也有成堆聚集在一起的，分为内部气孔，表面气孔和接头气孔。气孔产生的原因是：焊接电流过大，电弧过长，运棒速度太快，溶解部位不洁净，焊条受潮等。上述原因如果不及时进行调整，将会使焊缝的强度降低，破坏焊接部位的致密性。

(二)裂缝

1.刚性裂缝：这种裂缝是指通身的纵裂缝，产生的原因是焊接的应力作用，比如被焊的起重机械的结构部件的刚性太大，或者焊接时的电流过大等等，都会造成焊接的应力过大。

2.硫元素引起的裂缝：母材中硫和碳的含量过高、偏析很大等的时候，容易产生裂缝。

3.隙裂缝：是指金属内部产生的毛状微细的裂缝，是被焊的金属由于迅速降温而发生的脆化现象，要避免这种情况的发生，可以降低被焊金属的冷却速度，如果条件允许，可以对被焊的结构进行预热。

(三)未焊透

焊接过程中，接头根部未完全熔透的现象，对于对接焊缝也指焊缝深度未达要求的现象。通常出现在单面焊的坡口根部及双面焊的坡口钝边。未焊透会减小焊缝的有效面积，降低接头的强度，还会使应力过于集中，严重减弱焊缝的疲劳强度。要想规避这种现象，施焊过程中可以采用较大的电流，合理地设计开口，并且确保开口清理干净，也可以采用短弧焊来避免这种现象的发生。

(四)形状缺陷

1.咬边：焊接施工中，如果焊接参数的选择不合理，U、I太大，焊接的速度太慢，或者电弧操作工艺不正确，则会产生咬边的现象，立焊、仰焊时常会发生这种现象。咬边容易使母材金属的截面减小，导致应力过于集中，因此，在重要的结构中，坚决不允许出现这种现象，或将此现象限制在一定的程度之内。

2.弧坑：焊接施工过程中，如果收弧、断弧处理不当，在焊道的末端容易形成低洼的部分，称为弧坑。弧坑产生的原因是焊丝或焊条的停留时间过短，且填充的金属不充足。这种现象会造成焊缝截面积的减少，以及偏析、杂质集聚等后果。

三、起重机械焊接质量的控制策略

(一)焊工资格的控制

焊接施工中，焊接的施工质量实质上是焊接工人的施工质量，所以焊接工人的作用是控制焊接质量过程中十分关键的因素。焊工的技术水平有初、高、中三级，会直接影响起重机械的焊接质量。因此，参与施工的焊接工人，必须懂得焊接的安全技术操作规程，具有焊接工人的操作证，准确熟练地进行焊接施工，只有这样才能达到起重机械的设计标准，确保起重机械的焊接质量。

(二)工艺过程的控制

焊接过程中的一整套技术规定。包括焊接方法、焊前准备、焊接材料、焊接设备、焊接顺序、焊接操作、工艺参数以及焊后热处理等。只有工艺过程得到保证，才能获得优质的起重机械。焊接过程中，应控制好预热的温度(35和45钢的温度范围是：150℃～250℃；裂纹倾向特别大时，温度范围可控制为：250℃～400℃)；焊条应选择碱性焊条；控制好破口的形式；严格控制工艺参数等。通过实行焊接工艺的试验，来验证焊接工艺的焊接接头能否满足性能指标。

(三)焊接材料控制

焊接过程中，要想焊出高质量的接头，必须严格控制焊接材料的选择，焊丝、焊剂以及焊接的辅助等，都要严格符合质量标准，同时，对于焊接材料的说明文件，要全面而且有效，材料的标识、标注等要清晰可辨。

(四)焊接设备的控制

起重机械的焊接过程中，电焊机是主要设备，没有焊机，整个焊接施工将无法进行。电焊机能够准确显示焊接施工时的电流，电流强弱的控制是焊接质量好坏的关键因素。对于电焊机进行控制的关键所在，就是控制其对电流的显示，切忌偏差和超标，电焊机电流、电压的显示装置，务必经过检定后才可进入施工环节。

(五)施焊环境控制

1.空气的温度直接影响着焊接的热循环过程、熔池的化学反应程度等，焊接的施工环境温度不得低于20~C，如果温度过低，金属冷却太快，很容易改变金属的内部组织，严重影响焊接接头的质量。

2.空气的湿度对焊接质量也有直接的影响，通常要求环境相对湿度应小于90％，因为水是氢气的主要来源，湿度过大，水分进入熔池，会导致氢气孔的出现。

3.雨雪季节时期，不得进行露天作业、野外作业，在采取防护措施的情况下，湿度应控制在90％以下。

四、结语

总之，要想提高起重机械的质量，必须加强焊接工艺的控制，同时加强对焊接施工人员的技术素质和职业道德素质的培养，只有这样才能保证起重机械的质量和使用寿命。

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