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浅谈焊接缺陷与焊接质量检验孙为佳

发表时间：2020/11/9 来源：《基层建设》2020年第21期作者：孙为佳

[导读] 摘要：煤机产品结构件在焊接过程中，综合到图纸设计、焊接工艺参数等多种因素，会对焊接质量造成直接影响。

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        摘要：煤机产品结构件在焊接过程中，综合到图纸设计、焊接工艺参数等多种因素，会对焊接质量造成直接影响。焊接质量对煤机产品使用可靠性及产品使用寿命至关重要。提高产品焊接质量，加强对焊接质量的检验控制是煤机行业必要工作。本文对焊接缺陷及主要危害，焊接检验进行了介绍与探讨。
        关键词：焊接裂纹；应力集中；质量检验；无损探伤
        社会的不断发展，对机械设备的要求也不断提高，为了更好地适应社会的变化，机械制造者对生产过程中的机械质量提出了更高的要求，保证机械在市场中有更大的竞争力，保证机械发生事故的几率极低，并且有更长的使用寿命。机械焊接在机械制造过程中应用很广泛，文章针对相关不利因素进行总结，并提出对机械焊接质量的控制对策，保证机械设备质量的合格。
        1焊接技术种类
        焊接工艺有着非常多的种类，根据过程特征可以将焊接工艺分为纤焊、手工电弧焊、压力焊、气保焊。纤焊指的是将纤料与焊件加热至熔点，此时其温度会低于母材温度。随后用液态纤料湿润母材，填充接头间隙和母材相互扩散完成焊件连接[1]。手工电弧焊指的是以手工方式焊接焊条，即常见的电焊。压力焊种类很多，常见的包括超声波焊、旋转电弧焊、扩散焊、摩擦焊、电阻焊，电阻焊是其中最常用的方法。气体保护焊有时候也被称为气保焊，其利用喷嘴喷出气体隔绝周围空气，能够很好的完成焊接区域与电弧的保护，其所用气体包括清漆、氮气以及混合气体。
        2 常见的焊接缺陷
        2.1焊接外部缺陷
        ①焊缝尺寸不符合要求。焊缝高度、宽度超差，焊缝超高、过宽可能造成装配干涉，零部件装配不到位。焊缝高低差过大，易引起应力集中，焊缝过凹则会因焊缝工作截面减小而降低焊缝接头处强度。②焊接表面缺陷，主要为：焊接咬边、焊瘤、未焊透、表面气孔、表面裂纹等。咬边：在母材沿焊缝边缘低于母材的凹陷为咬边，较少焊接接头截面的有效工作面，可能会引起应力集中。焊瘤：在焊接过程中，过多熔化的金属流到焊缝附近工件上，形成小疙瘩状。对于焊瘤一般采取打磨处理办法，但焊缝中的焊瘤对焊缝处的承载能力影响较大，也会降低产品的疲劳强度。
        2.2焊接内部缺陷
        ①气孔：在焊接过程中，保护气体或由于焊接反应产生的气体，在金属凝固时未逸出，而在焊缝内部或表面形成孔穴，气孔的存在降低焊缝有效工作截面，从而降低焊缝的强度与韧性，引起应力集中，焊缝致密性差，严重影响油箱、水箱等的密封性。②夹渣：在焊接过程中，因焊接产生的氧化物、硫化物等杂质残留在焊缝中，形成夹渣。因夹渣减少了焊缝工作截面，形成的化合物会降低焊缝强度与塑性，还会增加热裂纹倾向。③未熔合是指在焊接时，焊接接头底层未完全熔合；未焊透是指焊缝与母材之间或多道焊缝之间局部未完全熔化结合，二种焊接缺陷均会减小焊接截面，严重影响焊接强度。
        2.3焊接裂纹结构件
        在焊接过程中或焊接以后，在焊接应力和至脆因素的影响下，焊接接头区域内所出现的局部破裂叫裂纹。裂纹可能产生表面，也可能产生在内部。金属由液态凝固成固态结晶过程中产生的裂纹为热裂纹，因微观上裂纹沿金属晶界开裂，又称之为结晶裂纹[1]。焊接完成冷却后出现的裂纹称为冷裂纹，因焊接接头处产生淬硬组织，或接头处氢分子聚集较多，致使接头处脆化，应力集中产生拉应力，因氢分子扩散需要时间，所以一般也称之为延迟裂纹或氢致裂纹。
        3 焊接质量检验
        对焊接接头进行必要的检验是保证焊接质量的重要措施。因此，工件焊完后应根据产品技术要求对焊缝进行相应的检验，凡不符合技术要求所允许的缺陷，需及时进行返修。焊接质量的检验包括外观检查、无损探伤和机械性能试验三个方面。这三者是互相补充的，而以无损探伤为主。

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        3.1外观检验
        ①利用肉眼或放大镜对焊缝进行外观检查，可发现焊缝表面缺陷，如咬边、焊瘤、表面裂纹、气孔、夹渣及焊穿等。②利用专业测量仪器如焊接检验尺对焊缝的外形尺寸进行测量。
        3.2无损探伤
        无损探伤是指在不损坏被测件前提下，借助仪器设备对焊缝质量进行检测，检测方法有超声报检测、渗透检测、磁粉检测、射线检测等。本文对煤炭机械焊缝常用的检测方法进行介绍。①超声波检测，利用超声波探伤仪产生的震荡激励探头发射超声波，对工件焊缝进行测试，探头接收到反馈波后显示到仪器屏幕上，从而查看被检验焊缝是否有焊接缺陷。超声波无损检测是目前最常用的焊缝检测方法之一，其主要优点有：检测范围较大，缺陷定位准确，对检测人员和环境不造成伤害[2]。②渗透检测，包含着色探伤检测和荧光渗透检测，主要检测表面焊接缺陷，其主要原理为渗透液在毛细作用下，渗透至焊接表面，再施加显像剂，缺陷内的残留渗透剂又回渗到工件表面，从而显示出缺陷形态，不受焊接结构影响。但渗透检测相关检测参数并不明确，需要在累积中总结，对检验人员业务能力要求较高[3]。③磁粉检测，主要用于检测表面焊接裂纹缺陷的检测方法，工件被磁化后在被测试件上撒上磁粉或磁悬液，若存在表面焊接缺陷，磁粉粒子便会吸附于缺陷位置，通过磁痕来显示和判定缺陷位置、大小。检验结果相对直观可靠。④X射线检测，主要通过X射线成像设备，获取焊接结构的数字成像图并输入计算机，由计算机对数字图像进行处理，通过对缺陷图像的提取，对焊接缺陷进行分析和判定。但X射线检测在实际应用中有一定局限性。
        3.3焊口焊接
        打底焊接采用钨极氩弧焊，要注意起弧、收弧和接头的质量，起弧时应适当抬高起弧电压，收弧时应将熔池填满。打底结束后，立即自检，检查根层焊缝后，应及时进行次层焊缝的焊接，以防止产生裂纹。多层多道焊接时，应逐层进行检查，经自检合格后，方可进行次层焊接，直至完成。
        碱性焊条用于重要焊缝的焊接。在高压焊接氩弧底后，选择第一层焊接直径为3.2mm的焊条，中间层可采用4mm的焊条。盖面采用3.2mm直径的焊条。焊条在350℃下烘干1~2小时。当使用时，焊条放在保温桶接电加热。焊条在室外存放的时间不应超过4小时，重复干燥次数不能超过两次。
        3.4加强焊工技能培训
        焊接技术水平的高低直接影响机组的稳定运行，因此对焊工的技术水平应引起高度重视。焊工的焊接技术水平，往往决定了焊缝的焊接质量。加强焊工操作技能的培训是保证焊接质量的关键。定期对焊工进行技能培训，理论与实践结合，通过师带徒活动，促进焊工技术水平的快速提升。所有焊接施工人员需持证上岗，岗前进行相应项目的仿型考试，考试合格后方可上岗作业。
        结语
        总之，随着工业化水平的不断提升，人们对机械制造中焊接作业的质量要求不断提升。因此，自动化焊接技术及其设备受到很多企业的青睐。目前，我国的自动化焊接技术及设备的研发有了很大的进步，传统的焊接操作模式逐渐被市场所淘汰，现在全自动智能化的焊接机器人已经在一些大型企业中得到广泛的应用。要满足机械生产不断发展的需要，就要不断改进创新自动化焊接技术，不断完善其产品，这样，自动化焊接新技术才能在机械制作中得到有效应用，借助于其应用，才能显著提升焊接工作质量效率，促进机械制造业的创新发展。
        参考文献：
        [1]李建强.探究机械焊接质量的控制措施[J].装备维修技术，2019（02）：22.
        [2]崔鹏，王锐，杨志刚.高压管道焊接及质量控制探讨[J].中国石油和化工标准量，2019，39（10）：12-13.
        [3]谭家鑫.锅炉安装焊接中常见质量缺陷及控制要点[J].江西电力职业技术学院学报，2019，32（04）：13-14.