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谈水工金属结构产品的焊接检验

 

谈水工金属结构产品的焊接检验
齐新
河北省水利工程局第一工程处 河北省保定市 071000 
摘要:在水工金属结构的焊接过程中,要对每道焊接工序进行严格的质量把关和检验,在与产品成型后的检验消除缺陷相比时,每道工序进行检验能够有效的降低劳动时间、节约材料,提高效率,不但能够保证水工金属结构产品的质量,又能降低产品的成本。焊接检验通常可以分为三个部分:焊前检验、焊接过程检验以及成品检验。本文主要对这三个部分进行研究,着重对焊接过程的检验及成品检验中的无损检验进行详细分析。
 
关键词:水工金属;结构产品;焊接检验
引言
在实际的焊接操作中,有很多的因素会影响到焊接的效果和焊缝的厚度等。因此,在对焊接的时候,要严格按照相关的规定来执行,这样才能保证最终的合格性。所以,要想确保焊接的有效性,就必须做好焊缝的检验工作。
一、相关理论概述
(一)焊接检验原理
在对金属结构进行焊接时,需要对其焊缝的尺寸和位置做出准确的判断和分析,并将其与实际情况相比较,从而确定出合适的焊缝的形状、大小以及厚度。在对金属结构的焊接过程中,由于受到外界因素的影响,会产生一些不均匀的应力集中现象,所以在这种环境下,就要求严格控制焊接的温度和时间,保证焊接的质量能够满足工程的需求;为了确保焊接的效果可以达到预期的目标,并使其具有良好的稳定性与可靠性,就一定要做好焊后的检测工作。从上述的这些方面来看,对于水工金属结构的焊接检验,要根据所学的知识来制定出合理的工艺参数,然后再利用相关的仪器设备来测量出相应的数据曲线,并且记录下来,这样做的目的就是为后期的检验提供依据[1]。
(二)焊接检验的影响因素
1)环境因素在进行焊接前,需要对焊缝的位置和尺寸等方面的质量进行检查,保证焊缝的完整性和良好的焊接性。2)材料的性能在焊接过程中,不同类型的金属对水工金属结构的要求也是不一样的;比如说,热轧型材的抗拉强度比冷轧型材的抗拉强要大,而韧性比冷轧型材的要小。所以说,在选择合适的钢种时,应该考虑到钢的屈服极限、塑形变以及韧度等。同时还应注意到,钢中的碳含量越高,那么其塑性就越好。3)人为因素由于水压的作用下,焊后的热处理温度会比较低,导致其组织不均匀,从而使熔合线的长度发生改变,进而影响了焊接的效率和精度。因此,为了避免这种情况的出现,可以采取一些措施来减少这一现象的产生;另外,还应加强对工人的技能培训,提高他们的操作水平,这样才能更好的完成工作[2]。
(三)焊接检验指标
焊缝的质量是保证金属结构产品的性能和使用寿命的关键因素,因此,焊接检验的指标主要包括焊缝的尺寸、形状以及焊接工艺的合理性。1)焊缝的长度;2)焊条的直径;3)接头的硬度和脆性。在水工金属结构中,影响材料组织的性质有很多,其中最重要的就是对接头的硬度和脆性的测试结果,而对于水压的大小也会对其产生很大的作用力,所以,要根据不同的情况来选择合适的试样的方法来进行试验。在实际的检测中,一般采用的是试样的拉伸强度,拉伸的屈服极限为,抗压强度为,抗拉强度为,抗压强度为,断裂韧度系数是,塑韧的热膨胀率[3]。
二、水工金属结构产品焊接检验
(一)焊前检验
焊前检验作为水工金属结构产品焊接检验的首个阶段,需要针对焊接过程中的质量影响因素以及突发情况等内容考虑在内,严格把控各类产品焊接影响因素,尤其是焊接环境以及各项设备的准备,需要严格按照焊接要求进行相关准备。
例如,技术人员需要对母材、焊接材料、焊接设备、仪表、工艺装备、从业人员资格以及焊接坡口等环节进行检验,确保影响水工金属结构产品质量的影响因素全部考虑在内。在对母材及焊接材料进行检验时,需要检查材料的型号、尺寸规格等基础信息,同时针对订货要求中的母材受热性能、抗裂性能、焊接表现等方面进行综合检验,结合母材应用的实际条件以及焊接环境,选用合适的焊接材料。而对于焊条以及焊丝而言,需要依照要求对其进行烘干,并保证表面的清洁,避免出现油污、污水以及铁锈等情况。在对焊接设备、仪表以及工艺装备进行检验时,技术人员需要对照设备使用规范中的各项参数对实际表现进行检验,包括电流、电压以及参数调节装置。同时依据焊接规范检验设备的参数调节灵活性、操作准确性以及参数稳定性,从而为后续产品的焊接奠定基础。
(二)焊接过程检验
焊接过程的检验则完全基于焊工的操作。包括对焊接工艺参数、设备的运行情况以及各类焊接细节进行检验,同时专检人员在检查时也要进行自检记录,并且要加强对隐藏项目的交接检验,从而避免由于焊工操作或其它特殊的原因导致出现焊接缺陷,在检验的时候,一旦发现存在缺陷,应该立即采取措施将缺陷处理掉,这一阶段的检验为成品检验中检验出的新的缺陷的性质的确定提供了参考依据。
例如,在焊接的过程中,技术人员需要对焊接工艺参数是否选择正确、焊接设备是否正常运行、焊接夹具是否牢固等内容进行检验。如果焊接的类型为埋弧自动焊,则需要对焊剂垫的效果进行检验,并对焊接过程中存在的夹渣、烧穿、气孔、焊透等缺陷进行检查。同时也需要注意自检记录的应用,如果没有自检记录,则不给予质量核验评定。为了更加明确检验效果,在焊接过程中,各工种间也需要加强互检,上一道工序完成后和下一道工序插入前,交接双方要进行必要的交接检查,填写工种交接检查表,并由双方签字确认以后才能进行下一道工序。而对于隐藏项目的交接检验,例如箱型梁内的焊缝,按照规定此焊缝为封闭在箱梁内,因此无法直接进行检查,需要交接至下一道工序进行检查。下一道工序的负责人员必须要填写隐蔽项目交接检查表,与上一道工序的负责人员办理交接手续。通过加强焊接过程中的检验,可以进一步提高水工金属结构产品的焊接质量。
(三)成品检验
成品检验是焊接检验的最后环节,也是关键环节。该阶段的检验内容包括对焊接表面尺寸、外观质量以及外观尺寸等内容。在水工金属结构产品焊接及生产的过程中,虽然已经经过焊前检验和焊接过程检验两个阶段,但存在较多对焊接质量的影响因素,容易受外界环境以及工艺参数的影响,从而对水工金属结构产品造成缺陷。因此,需要对水工金属结构成品通过焊缝外观和焊缝无损检验等方式进行检验。
例如,在对焊接表面的尺寸进行检验时,需要通过对焊缝结构的几何尺寸测量和计算来判断产品是否合格,一般而言,焊接结构上的几何尺寸分为直接给出公差数字与不给出具体公差数字两种类型。其中直接给出公差数字是指对于测量出的若干次的表面尺寸直接记录,并对要测量的焊接表面的尺寸直接给出公差要求,再对记录下的测量记录进行直接求公差的计算,看其是否符合需要给出的公差的数字;不给出具体公差数字则是对不同的工具以及不同的国家规定的尺寸算定公差,最后再进行比较。而在对焊缝的外观质量及尺寸进行检验时,可以针对焊缝采用目视检验的方法,即用眼睛直接观察和分辨对表面进行判断,当进行目视检验时,眼睛与产品的角度为30°角,切距离小于600mm。
三、水工金属结构产品焊接技术
(一)合理控制焊接流程
金属结构的焊接检验是对产品的焊接工艺和方法进行的检测和分析,主要包括以下几个方面:
(1)焊前试样的准备工作。在实际的焊接过程中,要根据设计要求的焊缝尺寸、形状以及焊点位置等,对所需的材料、设备等做好充分的调查研究,并制定出相应的方案来保证所需的质量标准。(2)确定好焊接参数。在焊接的时候,需要按照不同的温度来选择合适的加热方式,并且还要注意到,要避免热源的影响;同时,还应该考虑到母材的厚度、硬度等等,以确保所选的热源足够。(3)合理安排好母材的使用量。如果说采用的原材料是优质的低合金钢,那么就可以选用较高强度的铝板,这样不仅能够提高其抗腐蚀性,而且还能降低其脆性,从而使其具有更好的塑性。但是若是说母料的含量比较少的话,就会导致塑韧度下降,进而会出现裂纹。
(三)优化焊接检验的工艺
焊缝的形成是一个复杂的物理过程,包括热影响区和冷热区两种区域。焊接时,要对焊缝进行合理的焊接工艺设计,以保证其质量。
1)热处理:在焊接前,应先对母材的组织、性能等各方面有一定的了解后,再根据所需的要求来确定合适的加热方式和冷却方法。
(四)焊接检验加工
对焊接工艺进行检验的主要内容包括:
(1)焊缝的尺寸和位置是否符合图纸要求; (2)对焊缝的质量进行检查,看其有没有不符合设计的规定;(3)对焊缝的组织有必要的检测和评定,看其是否有裂纹、夹渣等现象,如果发现问题要及时解决,并做好记录。在焊接的过程中,要严格按照规范的操作流程,做到一丝不苟,一丝不苟,这样才能保证焊接的顺利完成。在水工金属结构的焊接加工的时候,需要注意的事项如下:首先,在开始电弧的焊接之前,必须要先用电弧作为电源,然后再将电弧接入到母材的内部空间,最后用母材的热熔接头来连接成整体。其次,当我们把母材加热到熔化的状态时,一定不能使温度过高,否则会造成裂纹,所以应该采用保温的措施来防止发生这种情况。
(五)焊接检验测试
进行焊接工作之前,应该对焊缝表面的熔深、含金量和焊点等做详细的检测记录,以便于及时的发现问题并解决问题。在对熔深、含金量和焊点等的测试过程中,要注意以下几个方面:
1)焊接前,应先检查电弧的分布是否均匀,如果是有的区域比较密集,则需要用线的宽度来表示,若是没有,则需用线的长度来表示。2)在焊接的时候,要保证各个部分的完整性以及稳定性,不能因为粗心而导致出现断路的情况;同时,还需考虑到热影响区的温度变化,避免因热影响区的金属组织发生变化。3)对于一些特殊的地方,如:洞口的位置,必须采取一定的措施,防止裂纹的产生;在焊接的时候,也可以采用电弧的方式来实现,这样就能有效的控制裂纹的发展趋势。
(六)水工金属结构件的总体布局
按照水工金属结构产品的工艺性分析,主要分为以下几个方面:
(1)根据水工金属结构件的物理性能和化学特性,对其进行合理的划分和整理。(2)对不同 的材料选择合适的焊接方法。(3)在确定好的焊接参数的情况下,对其进行优化设计。在完成了以上的三个步骤之后,可以发现,对于水工金属结构的研究工作,要比其他的机械零件的研究更加的细致、全面。所以在实际的生产过程中,需要注意到的问题也是很多的:一是要考虑到焊接的质量;二是要保证焊缝的完整性;三是为了防止出现裂纹等缺陷,就要采用先进的焊剂来提高焊缝的硬度以及抗腐蚀能力。因此必.须严格的遵循上述的四个原则,才能使整个的检测工作顺利的开展下去。同时,还应该将重点放在如何有效的解决裂纹的产生及预防的措施上,从而使焊接的效率得到提升。
(七)水工金属结构强度校核
根据上述的要求可以知道,对于水工金属结构来说,其主要的强度是比较低的;而当水压比较大的时候,由于受到的压力比较大,所以会产生较大的变形力,因此就会影响到其力学性能。为了能够确保其的稳定性与安全性,就要通过试验来确定是否满足相关的规范规定。
在水工金属结构的焊接过程中,要对焊缝进行严格的校核,保证焊缝的质量和完整性。在焊接的时候,需要对焊条的尺寸、位置以及焊接的顺序等都要仔细的检查和记录,同时还必须注意,如果发现不符合标准的情况时,一定要及时的纠正;在完成了所有的焊接之后,还要对所出现的问题做出分析,并找出原因,然后再解决。
(八)水工金属结构的尺寸
由于我国的水工金属结构产品的尺寸精度要求较高,因此,在进行金属材的加工过程中,必须严格按照国家的相关规定,对尺寸的精确度要有一定的保证和控制,同时还要对其表面的粗糙度、硬度等指标的检测要做到准确。在焊接的时候,需要注意的问题是:首先,焊接时的焊缝的形状和尺寸的精确性,其次是焊缝的熔深,最后就是焊缝的组织以及焊接的方法是否合理。对于不同的金属材料来说,其使用的工艺参数也会有所不同,所以在选择的时候,应该根据实际的情况来选取合适的焊接方式。
钢结构的焊接是一项技术性很强的工作内容,它对焊接的要求比较高,需要有足够的理论知识和实践经验。在焊接的过程中,要严格按照工艺规范进行操作,以保证焊接质量。(1)根 据钢结构的特点来选择合适的焊接方法。(2)在确定了钢结构的焊缝尺寸之后,就要对其焊缝的形状、组织以及大小等方面的问题作出分析,从而找到适合的接头。(3)在设计的时候,要注意到,要考虑到不同的环境温度的变化情况,防止出现应力集中的现象;同时还要避免由于热影响的因素造成的裂纹。(4)为了提高水工金属的焊接性能,可以采用一些特殊的保护措施,比如:使用焊条,使其不发生变形,或者是用电弧来代替,以达到减少裂纹的目的;还有就是,当我们的板材的厚度比较大时,还应该增加焊条,这样就能使其抗冲击力增大,进而减小了裂纹产生的可能性。
结语
通过对焊接过程中的焊缝质量的检测可以发现,在水工金属结构的焊接中,焊接时的焊缝的尺寸和形状都会发生改变,而这些变化的原因就是由于不同的材料之间的物理性能差异造成的。在进行水工金属结构的焊接时,其主要的影响因素是电弧的大小和长度,所以要严格控制好这两个参数,这样才能够保证最终的合格率。
参考文献:
[1]杨春风,汪德胜,朱玉平,秦伟. 恩施地区小水电金属结构安全检测的组织实施与检测方法探讨[A]. 2022:4.
[2]冯泽喜,李斌,余俊阳,张宇.水工金属结构设备实时在线监测系统在HD水电站中的应用[J].技术与市场,2021,28(12):35-37+43.
[3]招滨,叶梅.犍为航电枢纽泄水工作闸门实时在线监测[J].水运工程,2021(12):104-107.

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