焊接工藝技術(shù)及焊接質(zhì)量控制措施

時(shí)間:2022-01-21 10:45:17

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焊接工藝技術(shù)及焊接質(zhì)量控制措施

[摘要]文章對(duì)金屬結(jié)構(gòu)的焊接工藝及施工技術(shù)、焊接質(zhì)量控制進(jìn)行了分析。

[關(guān)鍵詞]金屬結(jié)構(gòu);焊接工藝;焊縫;坡口;焊縫檢驗(yàn)

1焊接對(duì)象

1.1常用國(guó)內(nèi)鋼材分類

1.1.1水工金屬結(jié)構(gòu)的鋼材分類在水利工程中,常用的鋼材按類別可分為Ⅰ~Ⅴ類,按組別可分為:Ⅰ-1標(biāo)稱屈服強(qiáng)度≤295MPa、Ⅱ-1標(biāo)稱屈服強(qiáng)度>295MPa且≤370MPa、Ⅱ-2標(biāo)稱屈服強(qiáng)度>370MPa且≤420MPa、Ⅲ-1組織類別為奧氏體型不銹鋼、Ⅳ-1組織類別為奧氏體-鐵素體型雙相不銹鋼、Ⅴ-1組織類別為馬氏體-奧氏體型雙相不銹鋼。1.1.2建筑金屬結(jié)構(gòu)的鋼材分類在建筑類工程中,經(jīng)常使用的鋼材在按類別分為Ⅰ~Ⅳ類,Ⅰ類標(biāo)稱屈服強(qiáng)度≤295MPa、Ⅱ類標(biāo)稱屈服強(qiáng)度>295MPa且≤370MPa、Ⅲ類標(biāo)稱屈服強(qiáng)度>370MPa且≤420MPa、Ⅳ類標(biāo)稱屈服強(qiáng)度>420MPa。在各類工程中所使用的鋼材的分類方法基本類似,都是根據(jù)鋼材強(qiáng)度及特性劃分,也能體現(xiàn)出各類工程所使用的各類種類有所不同。

1.2鋼結(jié)構(gòu)焊接難度等級(jí)

從焊接角度按影響因素劃分為4個(gè)難度等級(jí)。分別為A(易)、B(一般)、C(較難)、D(難),影響因素包括焊件、鋼材類比、受力狀態(tài)及鋼材的碳當(dāng)量,符合其中一項(xiàng)即可判定為相應(yīng)的難度等級(jí)。

1.3鋼材質(zhì)量等級(jí)

目前,常用的鋼材質(zhì)量等級(jí)劃分為A、B、C、D級(jí),劃分的主要依據(jù)是對(duì)沖擊韌性的要求,對(duì)冷彎試驗(yàn)的也有相應(yīng)的要求。(1)對(duì)于A級(jí)鋼,考慮其強(qiáng)度等級(jí)、使用環(huán)境及所用于工程的重要性和作用等方面因素,通常對(duì)其沖擊韌性不作為要求條件,對(duì)于冷彎試驗(yàn)往往也只是在所需一方有特殊要求時(shí)才進(jìn)行檢測(cè)。(2)對(duì)于B、C、D各級(jí)鋼材,則都需要對(duì)沖擊韌性值有明確要求,一般不小于27J,三者的區(qū)別所在是試驗(yàn)溫度有所差別,比如B級(jí)鋼要求的試驗(yàn)溫度為常溫(25℃+-5℃)。(3)對(duì)于C和D級(jí)鋼,則不能局限于常溫試驗(yàn),明確要求分別要在0℃和-20℃溫度下進(jìn)行試驗(yàn),檢測(cè)其沖擊值。(4)對(duì)于B、C、D各級(jí)鋼,也都明確要求了必須達(dá)到冷彎試驗(yàn)合格。

2焊接工藝評(píng)定

焊接工藝評(píng)定指的是提前進(jìn)行的焊接工藝試驗(yàn)和對(duì)其試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)定,其目的是為了對(duì)所擬定的焊件焊接工藝的正確性進(jìn)行驗(yàn)證,并要對(duì)該試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià),明確是否能應(yīng)用到具體工程上。除了符合規(guī)范規(guī)定的免于評(píng)定的條件以外,如果是施工方首次采用的鋼材種類、焊接材料、焊接方法、接頭形式、焊接位置,包括所采用的焊后熱處理措施以及焊接工藝參數(shù)、預(yù)熱和后熱措施等各種參數(shù)的組合條件,都應(yīng)在鋼構(gòu)件制作及安裝施工前進(jìn)行焊接工藝評(píng)定。焊接工藝評(píng)定組成文件包括內(nèi)容:預(yù)焊接工藝規(guī)程(PWPS)、焊接工藝評(píng)定報(bào)告(PQR)、焊接工藝規(guī)程(WPS)、焊接作業(yè)指導(dǎo)書(WWI)、焊接工藝評(píng)定記錄表及焊接工藝評(píng)定檢驗(yàn)結(jié)果表等。符合下列情況之一者,可不再做焊接工藝評(píng)定:(1)過去已經(jīng)評(píng)定合格的焊接工藝,并經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證后,在相同條件下施焊可以不再重做“評(píng)定”。(2)同類別鋼材,高組別號(hào)鋼材的“評(píng)定”可以替代低組別號(hào)鋼材的“評(píng)定”。反之不可以。(3)同組別號(hào)的鋼材中,質(zhì)量等級(jí)高的鋼材的“評(píng)定”可替代質(zhì)量等級(jí)低的鋼材評(píng)定。反之不可以。(4)對(duì)于不同類別號(hào)的鋼材混合組成的焊接接縫類型,即使不同類別的鋼材都已經(jīng)分別進(jìn)行過“焊接工藝評(píng)定”的,按要求仍應(yīng)該進(jìn)行“評(píng)定”。但對(duì)于類別號(hào)為Ⅱ類與Ⅰ類組成的焊接接縫,如果其中類別號(hào)Ⅱ的鋼材已經(jīng)評(píng)定合格的,這種情況可不再進(jìn)行這兩種類別的混合焊縫的“評(píng)定”。

3焊接缺陷處理及焊接焊縫的質(zhì)量檢驗(yàn)

3.1焊接焊縫缺陷

焊縫缺陷是焊接工程質(zhì)量的主要問題,會(huì)影響焊縫外觀的美觀,更為重要的是因缺陷的存在還有可能會(huì)減小焊縫的有效受力和承載的面積,并容易造成應(yīng)力集中從而形成斷裂的隱患存在。所以,焊縫缺陷會(huì)直接影響焊接后結(jié)構(gòu)投入使用時(shí)的安全性和可靠性。在日常焊接作業(yè)時(shí)常見的焊縫缺陷包括:未焊透、未熔合、氣孔、夾渣與夾雜物、裂紋、偏析、咬邊與燒穿等。對(duì)各類焊縫出現(xiàn)后不但要進(jìn)行妥善處理,還要對(duì)其產(chǎn)生的原因進(jìn)行深入分析,對(duì)操作工藝和焊接手法進(jìn)行調(diào)整,避免再次發(fā)生。

3.2防止焊接缺陷的措施

(1)為施焊提供合格的環(huán)境。(2)為施焊提供合格的焊接材料。(3)為施焊提供正常運(yùn)行的焊接設(shè)備。(4)在施焊前編制可行的焊接工藝指導(dǎo)書并進(jìn)行交底。(5)選擇合格的有經(jīng)驗(yàn)的焊工。(6)施焊前對(duì)上述條件進(jìn)行復(fù)合檢查。(7)過程檢查、及時(shí)修復(fù)缺陷焊縫。

3.3焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)

包括對(duì)焊接接頭外觀質(zhì)量和尺寸要求的檢測(cè),還要采用超聲波檢測(cè)等無損檢測(cè)手段對(duì)焊縫內(nèi)部構(gòu)造進(jìn)行檢測(cè)。焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)還要考慮結(jié)構(gòu)所承受的荷載情況,對(duì)于承受靜荷載或者需要疲勞驗(yàn)算的要根據(jù)規(guī)范要求進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)檢驗(yàn)。

3.4對(duì)焊縫的無損檢測(cè)檢驗(yàn)方法

對(duì)焊縫采取無損檢測(cè)高效且不破壞焊接構(gòu)件,目前無損方法有很多種,常用的有:現(xiàn)場(chǎng)目視檢查、通過射線檢測(cè)(RT)、采用超聲設(shè)備檢測(cè)(UT)、磁粉檢測(cè)(MT)、滲透檢測(cè)(PT)等幾類。常用的檢測(cè)器材包括:低倍放大鏡、X射線和γ射線、超聲波檢測(cè)儀、磁粉探傷機(jī)及滲透檢測(cè)劑等。其中,當(dāng)設(shè)計(jì)文件無規(guī)定時(shí),焊縫表面無損檢測(cè)可以選擇MT或PT方法,焊縫內(nèi)部無損檢測(cè)可以選擇RT和UT。

4結(jié)語

鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)各類工程中得到廣泛應(yīng)用,有的大型工程的主體結(jié)構(gòu)形式就是鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的主要連接方式就是焊接,所以,焊接和焊縫質(zhì)量對(duì)整體鋼結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定起著至關(guān)重要的作用,必須通過采取適當(dāng)?shù)暮附庸に?、完善的管控手段及檢測(cè)手段,確保焊接質(zhì)量和焊縫質(zhì)量得到有效控制。

作者:呂劍峰 房志華 張海波 楊占坡 單位:內(nèi)蒙古遼河工程局股份有限公司