崔淼
徐州重型机械有限公司 江苏徐州 221000
摘要：在焊接生产中，焊缝的外观质量通常未能引起足够的重视，但其往往是造成灾难事故的原因之一。起重机焊缝检测对保证产品质量有着非常重要的意义，通过分析焊缝缺陷性质、常见焊缝外观缺陷与焊缝外观缺陷对焊缝的影响，提出了防止焊缝外观缺陷的措施，并强调应重视焊缝外观质量检查。
关键词：钢结构；焊缝；缺陷分析；质量控制
引言
起重机是搬运、装卸的重要设备，在其设计与制备的过程中使用了大量的焊接件，焊接过程质量的好坏将直接影响起重机钢结构件在使用过程中的质量与安全问题。在实际的使用过程中，不可避免的会出现一些故障，其中焊缝处裂纹最为常见，焊缝缺陷也是起重机构件损坏的主要原因[1]。基于上述内容，本文对某型号起重机金属结构的焊缝裂纹缺陷进行了综合分析，以期为产品质量和安全生产保障提出指导。
1 常见的焊缝缺陷形式及其检测方法
目前，车辆起重机的钢结构件基本上是通过手工气体保护焊来焊接制备的，由于条件和人员的限制，容易产生焊缝缺陷等问题。焊缝缺陷主要分为外观缺陷（不用借助于仪器，从工件表面可以发现的缺陷）和内部缺陷（需要借助于仪器，从工件内部可以发现的缺陷），外部缺陷包括未熔合、表面裂纹、形状缺陷和其他表面缺陷等[2]。其中形状缺陷主要由于不当的焊接工艺参数选择及不合理的操作而产生的焊缝外观缺陷，主要包括有咬边、焊瘤、凹陷及焊接变形等，有时还有表面气孔和表面裂纹等。因此，做好起重机焊缝检测对生产很重要，在选择检测方法时，要根据各方法的优缺点，选择合适的检测方法。通常情况下，起重机焊缝检测要经过3个步骤：表面检测、内部检测和机械性能试验，这3个步骤相辅相成，缺一不可[3]。
表面检测的第一步是对焊件进行外观检查，利用放大镜辅助，观察焊件外观是否符合技术要求，如果外观检测不通过，那么焊件必然存在质量问题；然后对焊件的表面或近表面进行检测，对于没有涂漆的焊件，渗透检测是比较常用的一种检测方法，不需特殊设备且简单易行，对于已进行过涂漆与电镀处理的焊件，则可采用磁粉检测方法，这种方法应用也很广泛，并且具有较高的灵敏度。其次是内部检测，由于起重机多采用厚板材，宜采用超声波或射线方法，利用超声波检测设备相对简单，对人体伤害小，没有安全隐患，对于较厚的板材焊件，灵敏度高。最后一个步骤是机械性能试验，即在服役期间进行检测[4]。由于对服役期间的起重机进行检测具有一定的难度，因此多采用离线检测，即对非工作状态下的起重机进行定期检测，所采用的方法主要用磁粉检测、超声波探伤和射线检测。
2 焊缝缺陷存在的原因分析
受制于经济能力、技术水平和设备能力等问题的限制，一些公司在生产过程中没有严格控制焊缝质量，只注重过程和形式，不能及时发现和纠正焊缝缺陷，因而事故频发。由此可见，在生产过程中防止和减少焊缝缺陷尤为重要。要保证焊接接头的质量，就应分析金属构件的焊接缺陷，进而在焊接过程中采用有效措施，防止产生焊接缺陷[5]。
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图1 某车辆起重机焊接件焊缝的局部缺陷图
对某车辆起重机焊接件焊缝的局部缺陷进行了分析。图1（a）开裂位置为起重机的伸臂托架，开裂位置为箱型与圆弧臂连接，经打磨发现，内部焊缝未熔合，因而存在缺陷。图1（b）开裂位置为起重机车辆的尾部，开裂原因为吊重时物体碰撞受力，弯型件与车辆后封板连接处焊缝从熔合区撕裂，母材近边缘区域开裂。图1（c）开裂位置为起重机副钩固定支座位置，此处为非关键受力位置，开裂原因经追溯，焊接母材为960E板材，焊接过程存在缺陷。图1（d）开裂位置为起重机伸缩支腿处的焊缝，此处为关键受力区域。开裂原因为起重机作业时候支腿收到向下压力，且此处焊缝在焊接时焊缝成型较小，导致焊缝开裂。
3 如何防止焊缝缺陷
在焊接过程中，焊接工艺设计、焊前准备、操作、设备、环境等都会影响焊接质量。针对主要影响因素，提出应对措施，从而避免焊缝缺陷，提高焊接质量，确保起重机的安全。
3.1 防止焊缝尺寸缺陷的措施
主要包括焊缝高度、宽度、长度不合格，以及未焊满，主要由操作过程中电流、电压未按工艺卡执行，或焊条进给速度不均匀等造成；
3.2 防止未焊透的措施
坡口角度或间隙过小、钝边过长、坡口边缘不齐或装配不良，以及焊接工艺参数选用不当，会导致未焊透缺陷；
3.3 防止咬边的措施
使用适当的焊接电流，均匀地运输焊条，焊条的角度始终正确，并且埋弧自动焊接的焊接速度必须合适；
3.4 防止产生气孔的措施
不得使用药皮开裂、剥落、变质、偏心或焊芯锈蚀的焊条，各种类型的焊条或焊剂都应按规定的温度和保温时间进行烘干，焊接坡口及其两侧应清理干净，正确地选择焊接工艺参数，碱性焊条施焊时，应短弧操作。
不得使用带有破裂、剥落、变质、偏心或焊芯腐蚀的焊条，所有类型的焊条或焊剂应根据规定的温度和保持时间进行干燥，焊接坡口和它的两侧都要完全清洁干净，并正确地选择选择焊接工艺参数。
4 结论
焊缝外观缺陷检查是焊接质量过程控制的重要手段，其贯穿整个焊接过程，其目的是及时发现焊接构件存在的焊接缺陷，最大限度减少焊接产生的缺陷带来的隐患，故加强焊缝外观检查是焊接质量控制手段之一，在焊缝外观检查合格的基础上再对焊缝内部质量进行检查，可有效避免焊缝外观缺陷遗漏对后续产品运行带来的隐患，以保证产品质量及构件运行安全。
参考文献
[1] 陈晓伟, 王岩, 马燕铭, 等. 基于NB/T 47014的防爆起重机焊接工艺评定适应性分析及实践应用研究[J]. 焊接技术, 2020, 49(11): 51-53.
[2] 张国斌, 苏万斌, 齐子诚, 等. 大型桥、门式起重机焊缝裂纹产生机理及检测关键技术[J]. 起重运输机械, 2020, (05): 75-79.
[3] 沙明星. 塔式起重机焊缝质量分析[J]. 装备机械, 2019, (02): 50-53.
[4] 张仕连. 起重机制造过程中的焊接质量控制研究[J]. 内燃机与配件, 2019, (11): 137-138.
[5] 吴向辉. 起重机制造过程中的焊接质量控制策略探讨[J]. 中国高新技术企业, 2017, (09): 91-92.