如何控制焊接质量

如何控制焊接质量

牛连山

中国石油天然气管道科学研究院有限公司河北廊坊065000

摘要：由于工作性质，常年的对联合站、泵站、管道等工作场所的设备进行检修，焊接质量的好坏直接影响公司的经济效益。

关键词：焊接、质量、控制、要素安全

一、焊接质量控制的意义

1、确保焊接接头的质量

一个小小的焊接接头的形成经历了加热、熔化、结晶的过程，相当与一次冶金过程。但这种冶金过程不同于炼钢炼铁的冶金过程。其主要特点是：熔池温度高、冶金时间短、熔池体积小、冷却速度快。如果焊接操作不按规程进行，很容易出现种种缺陷。影响焊接接头质量的因素很多，如果能有效地进行控制，消除不利因素，就可以使焊接接头质量得以提高。

2、降低成本

由于焊接工艺过程的特殊性，要得到一个合格的焊接接头，往往要经过焊接坡口准备、焊件组对、点焊、焊前预热、正式施焊、无损检测、焊后热处理等工序。但对于焊缝中的一些缺陷只有经过一些无损检测才能发现，在对缺陷进行修补，经过必要的处理后再无损检测以确定缺陷消除。这样要花费大量人力、物力及时间，对于那些因超次返修而不得不割口的焊缝损失更大。如果对焊接全过程施以有效控制可使焊接质量显著提高，减少因焊接质量方面的缺陷而投入的大量人力、物力、时间的损失，从而使焊接工序成本大大降低。

二、焊接质量控制要素

1、焊接工艺及控制

焊接工艺数据是经过焊接工艺评定得出的，通过对焊接工艺进行试验以验证该工艺所施焊的焊接接头是否满足各项性能指标。因此对于经过焊接工艺评定验证合格的焊接工艺数据在施焊时要严格遵守，不得随意改变。因为不按焊接工艺施焊，即使在常规的无损检验中没有发现缺陷，但其焊缝及热影响区的金相组织与力学性能可能会与工艺评定结果有所不同，这种缺陷常规无损检测无法发现，更具有破坏性和危险性。因此，对焊接工艺的控制是得到合格后的焊接接头、保证焊接质量的关键。

2、焊工资格及控制

焊工是焊接施工关键一环，焊工水平的高低直接影响到施焊接头的质量。所以参与施工的焊工都应该是经过培训考核取得相应资格的，在实际操作中要确定焊工施焊的工件是否与所持有的资格项目一致，不能出现没有资格的焊工施焊情况。焊工的资格还应遵守有关规程中关于焊工资格有效期的规定，对于有效期到期的焊工应停止施焊，取消资格，再次培训考核，或经相关组织审核资格并决定是否延期。对于在实际施焊中合格率不高的焊工也要取消其资格再次培训考核，达到合格的标准。

3、焊接材料及控制

用合格的焊接材料（包括母材及焊接填充材料）才可能焊出合格的焊接接头，这是显而易见的，因此对施焊的焊接材料进行控制是十分必要的。对于所用焊接材料的证明文件齐全有效，标识应清晰可辨，外观质量应合格。对于有怀疑的焊接材料应拒绝使用，或进行复验合格后再使用。

4、焊接设备及控制

电焊机是必备的设备，由于焊接的完成要靠电焊机来实现。在焊接工艺参数中电流是一个极重要的参数，因此电焊机必须能准确显示焊接电流。对焊机的控制要点就在于焊机显示电流与实际电流的偏差不超标，通常焊机电流、电压显示装置要经过检定合格，才能使用。对于用于焊条的烘干箱、储存焊条的保温箱的温度显示装置、时间控制装置都要进行验定。对于现场存放焊条的保温筒应检验其是否能维持合格的温度。

5、施焊环境及控制

环境条件对焊接是有影响的，主要表现在以下几方面：

（1）温度。当环境温度过低时，会使焊缝熔池金属冷却过快，改变金相组织，从而对力学性能造成不利影响。建设施工及验收技术规范规定，焊接时允许的最低环境温度：

碳素钢－20℃；低合金钢、普通低合金钢－10℃；中、高合金钢0℃。

（2）湿度。环境湿度过大，空气中的水分就有可能进入熔池，形成氢气孔等缺陷。一般要求环境相对湿度不大于90%。

（3）风速。当风速过大会使焊条电弧焊、气体保护焊的保护效果减弱，使空气中的有害气体渗入熔池中，从而影响焊缝质量。一般规定焊条电弧焊是风速不大于10m/s，气体保护焊的风速不大于2m/s。

（4）雨、雪。在下雨、下雪的露天作业不允许施焊，若采取了保护措施，且环境相对湿度不大于90%时可以施焊。

6、焊接前、焊接过程及控制

在上述条件满足同时，焊前还应注意以下几方面：

（1）焊工不了解、掌握焊接工艺就施焊是焊接的大忌，施焊前技术人员应对焊工交底，保证每一个焊工对要进行的操作明白无误。

（2）工件组对及坡口两侧清理情况，要按工艺数据进行组对合格；坡口、间隙、钝边等要素满足要求；坡口及两侧清理干净，没有铁锈、油脂、油漆等污物。

（3）焊条按要求进行烘干后，现场放入合格的保温筒中，焊丝按要求擦拭干净。

在焊工正式施焊的过程中，影响焊接质量的因素除了焊工的技术水平外，还应注意：

（1）对于电源极性、电流大小、保护气体流量大小、是否摆动焊条、焊接速度等都应该与焊接工艺数据一致，不得随意更改。

（2）层间处理。层间清渣彻不彻底、接头部位修磨的好坏也会对最终质量有潜在影响。

7、焊后检验及控制

焊后的各种检验对于保证焊接质量是有意义的，如果上述各要素得到有效的控制，焊接质量应该是满意的，焊后检验的各种手段仅仅是验证而已，如果上述各要素没有很好的控制，则焊后检验是焊接质量的最后保障。

焊后检验还有另一层意义，那就是通过焊后检验查明缺陷类型、分析出影响焊接质量所谓因素是“技术性的”还是“工艺性的”，即是由于焊工水平问题而导致焊接质量不高，还是由于焊接工艺本身的不完善、不合理而导致了焊接质量不高，从而为提高焊接质量提供了有利的证据。

三、焊接质量控制的实施和方法

1、焊接质量控制流程设计

结合焊接质量控制要素针对焊接活动全过程控制合理控制流程。

由于焊接施工的特殊性，焊前控制是保证焊接质量关键的步骤，只有在焊前实施有效控制，才能保证焊接质量的提高。

2、焊接质量控制表设计

为了对焊接活动有效、实施监控，通过分析其控制要素，将控制要素细化并结合控制流程设计焊接质量控制表，予以实施。例如，在检修现场的焊接工艺卡、焊接工艺指导书等。

质量控制人员对焊接活动全过程，按照控制表并结合质量控制编程，可以对焊接活动影响的要素实施有效控制。

结束语：前面分析了影响焊接质量的各要素，要得到满意的焊接接头，就要针对这些要素实施有效的控制。焊接质量控制归纳起来可总结为“合格的焊工使用合格的材料和设备按照有效的工艺进行操作。”实践证明，采用该方法对焊接活动的全过程实施全面的、有效地控制，可以使焊接质量显著提高。