如何提高水泥桿焊接質(zhì)量

1、水泥桿子由于其價(jià)格經(jīng)濟(jì)、 組裝方便大量使用于線路建設(shè)， 但受自身 條件及野外環(huán)境的影響，水泥桿子的焊接質(zhì)量一直得不到有效保證。 如何提高水泥桿子的焊接質(zhì)量， 是目前急需解決的問題。 本文從焊接 材料的選用，工藝規(guī)范的制定、實(shí)施以及焊工的技術(shù)水平等多方面， 詳細(xì)分析了產(chǎn)生焊接缺陷的原因和相對應(yīng)的解決辦法。 同時(shí)介紹了焊 接質(zhì)量檢驗(yàn)的重要性和方法。 保證了水泥桿子的焊接質(zhì)量。 1 水泥桿子的特點(diǎn) 1.1 水泥桿成本低、使用壽命長，組裝方便，運(yùn)行維護(hù)工作量小，被 廣泛用于輸電線路和變電站。 1.2 由于水泥桿重量大， 焊縫的質(zhì)量是關(guān)鍵， 加之受野外施工現(xiàn)場環(huán) 境影響大，質(zhì)量檢驗(yàn)手段單一，超聲波探測不

2、便隨工檢驗(yàn)，因此，對 焊接質(zhì)量難以把握。 1.3 受野外環(huán)境影響，自動焊、半自動焊難以施展，一般都采用手弧 焊或氣焊操作， 操作人員的技術(shù)直接影響焊接質(zhì)量。 因此對焊工的技 術(shù)要求嚴(yán)格。 2 影響焊接質(zhì)量的因素 2.1 材料因素 材料因素包括焊件本身和所使用的焊接材料， 如電弧焊時(shí)的焊條； 氣 焊時(shí)的焊絲等。它們在焊接時(shí)都參與熔池或半熔化區(qū)內(nèi)的冶金過程， 直接影響焊接質(zhì)量。 母材或焊接材料選用不當(dāng)時(shí)， 會造成焊縫金屬化 學(xué)成分不合格，機(jī)械性能和其它使用性能降低；還會出現(xiàn)氣孔、裂紋 等缺陷，會使結(jié)合性能變差。由此可見，正確選用焊件和焊接材料， 是保證焊接質(zhì)量良好的重要基礎(chǔ)，必須十分重視。 2.2

3、 工藝因素 對于同一焊件， 當(dāng)采用不同的焊接工藝方法和工藝措施時(shí)， 所表現(xiàn)的 焊接性也不同。焊接質(zhì)量差異很大。 2.2.1 焊接方法對焊接質(zhì)量的影響，首先表現(xiàn)在焊接熱源能量密度 大小、溫度高低以及熱輸入量多少。 2.2.2 工藝措施對防止焊接接頭缺陷， 提高使用性能也有重要作用。 如焊前預(yù)熱、焊后緩冷和去氫處理等， 它們對防止熱影響區(qū)淬硬變脆， 降低焊接應(yīng)力，避免氫致冷裂紋是比較有效的措施。另外，如合理安 排焊接順序能減小應(yīng)力變形。 2.3 結(jié)構(gòu)因素 焊接接頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會影響應(yīng)力狀態(tài)，從而對焊接質(zhì)量也發(fā)生影 響。應(yīng)使焊接接頭處于剛度較小的狀態(tài)，能夠自由收縮，有利于防止 焊接裂紋。缺口、截面突變

4、、焊縫余高過大、交叉焊縫等都容易引起 應(yīng)力集中，要盡量避免。不必要地增大焊件厚度或焊縫體積，就會產(chǎn) 生多向應(yīng)力，也應(yīng)注意防止。 2.4 使用條件 焊接結(jié)構(gòu)的使用條件是多種多樣的，有高溫、低溫下工作，腐蝕 介質(zhì)中工作及在靜載或動載條件下工作等。 當(dāng)在高溫工作時(shí)， 可能產(chǎn) 生蠕變；低溫工作或沖擊載荷工作時(shí)，容易發(fā)生脆性破壞；在腐蝕介 質(zhì)下工作時(shí)，接頭要求具有耐腐蝕性?？傊褂脳l件越不利，焊接 質(zhì)量就越不容易保證。 2.5 焊接變形 焊接變形是焊接過程中不可避免的問題， 它不但影響結(jié)構(gòu)尺寸的準(zhǔn)確 和外形美觀，而且有可能降低結(jié)構(gòu)的承載能力。工件上出現(xiàn)了變形， 就要花費(fèi)許多工時(shí)去矯正。 有時(shí)變形太大，

5、 甚至無法矯正，造成廢品。 因此掌握焊接變形的規(guī)律和控制焊接變形具有十分重要的意義。 2.6 操作人員的素質(zhì) 手工電弧焊焊接質(zhì)量很大程度上決定于焊工的技術(shù)水平。同一根焊 條，不同的焊工所焊接的質(zhì)量差異會很大，既就是同一個(gè)人，由于心 情、環(huán)境等因素的影響， 焊接質(zhì)量也會有較大差別。 3 提高水泥桿焊接質(zhì)量的途徑 3.1 材料的選用 目前，水泥桿子的焊口鋼圈普遍采用的鋼材是 Q-235,我們一般選用 J422焊條和H08或H08A焊絲。這種焊接材料對鐵銹、油污和氧化皮 敏感性小， 抗氣孔能力較強(qiáng)。 特別適合受野外條件限制而無法清理干 凈焊口處的鐵銹、油污和氧化皮等贓物的環(huán)境下作業(yè)。另外，該種焊 絲

6、成本低，焊接過程蒸發(fā)的有害氣體少， 有利于保障焊工的身體健康。 在選擇所使用的焊條、焊絲等材料時(shí)，應(yīng)辨識有無產(chǎn)品質(zhì)量合格證， 凡無質(zhì)量合格證或?qū)ζ滟|(zhì)量有懷疑時(shí)， 應(yīng)按批號抽樣檢驗(yàn)， 合格者方 可使用。 3.2 工藝的改進(jìn) 嚴(yán)格執(zhí)行焊接操作工藝是每一個(gè)焊接施工人員和技術(shù)人員的根本職 責(zé)，也是控制質(zhì)量和安全的有效手段。 技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)真監(jiān)督焊接工藝 的執(zhí)行。焊工必須按照工藝規(guī)范施工，未經(jīng)焊接技術(shù)人員同意，任何 人不得隨意改變工藝。以防影響焊接質(zhì)量。 3.2.1 坡口準(zhǔn)備 一般水泥桿的坡口開成 V 型坡口，角度為 6090 度即可。這種坡口形 狀上大下小，焊接時(shí)具有視野清楚，便于用條，容易焊透等優(yōu)點(diǎn)。

7、坡 口及附近20mm左右的區(qū)域，用鋼絲刷或砂紙打光，直至露出金屬光 澤。坡口鈍邊加工成 23mm。 3.2.2 定位焊 水泥桿組裝時(shí)，兩段桿子軸線中心必須對正，桿口內(nèi)外壁要齊平，避 免產(chǎn)生錯(cuò)口現(xiàn)象。 考慮到焊接時(shí)焊縫冷卻收縮不均， 所以使平焊位置 的接口間隙大于仰焊位置的間隙 12mm接口間隙為23mm定位焊 34處為宜。定位焊縫長度2030mm余高約為35mm 3.2.3 焊接方法 水泥桿子的焊接常從桿口底部的仰焊位置開始， 分兩半焊接。 先焊的 一半叫前半部， 后焊的一半叫后半部。 兩半部焊接都按照仰 -立- 平的 順序進(jìn)行， 這樣操作有利于熔化金屬與熔渣很好的分離， 焊縫成形較 容易控制

8、。 3.2.4 焊接工藝參數(shù) 對于手工電弧焊， 選用 J422 直徑 3.2 和 4.0 的焊條。焊接電流選擇： 直徑3.2的為90120A直徑4.0的為140160A整個(gè)焊縫一般分三 層焊接，焊接時(shí)應(yīng)力求使用短弧焊接。 對于氣焊，選用H08或H08A直徑4mrrt&勺焊絲。焊炬選用 H01-20型, 使用 3 號或 4 號焊嘴?；鹧嫘再|(zhì)選擇中性焰。 3.3 設(shè)計(jì)合理勺焊接結(jié)構(gòu) 在多層焊接時(shí)，應(yīng)使各層間的接頭錯(cuò)開2030mm以上，防止接頭 缺陷影響焊接質(zhì)量。接頭錯(cuò)口應(yīng)控制在23mm以內(nèi)，錯(cuò)口尺寸過大將 大大減小焊縫的有效承載截面。 對大直徑水泥桿子的焊接， 有條件的 可由倆焊工從兩邊同時(shí)焊接，

9、 而且中間最好不要停， 以免加熱溫度不 均勻造成的應(yīng)力集中、變形甚至裂紋等缺陷。 3.4 作業(yè)環(huán)境條件改善 野外作業(yè)，環(huán)境復(fù)雜，給焊接工作造成很大的影響。在有風(fēng)、小雨等 天氣焊接時(shí)，要對焊口采取遮風(fēng)避雨措施，焊后應(yīng)使焊縫緩冷。寒冷 的冬季焊接還應(yīng)焊前預(yù)熱，焊后緩冷，以減少冷裂紋的產(chǎn)生。在野外 作業(yè)環(huán)境，焊縫銹蝕不容忽視，所以焊接完畢要清理干凈焊縫，以增 加油漆的附著力。 使用防風(fēng)遮雨棚、 石棉保溫帶等措施可降低野外作 業(yè)環(huán)境對焊接質(zhì)量的影響。 3.5 焊接變形的預(yù)測和控制 3.5.1 預(yù)測焊接變形的簡單方法： 多年來各國學(xué)者和專家都對焊接變形的預(yù)測進(jìn)行了大量研究。 預(yù)測焊 接變形的主要方法有熱

10、彈塑性法和殘余塑變法。 對于較復(fù)雜的三維焊 接結(jié)構(gòu)，熱彈塑性法需要大容量的計(jì)算機(jī)和很長的運(yùn)算時(shí)間， 即使可 能也是很不經(jīng)濟(jì)的。 而殘余塑變法則可以通過較少的計(jì)算解決大型復(fù) 雜結(jié)構(gòu)的焊接變形問題，具有很強(qiáng)的生命力。 殘余塑變法認(rèn)為焊后在焊縫及其近區(qū)存在的殘余塑變是產(chǎn)生焊接變 形和殘余應(yīng)力的根源， 其中最主要的是沿焊縫的縱向殘余塑性應(yīng)變和 垂直焊縫的橫向殘余塑性應(yīng)變。 3.5.2 控制焊接變形的主要措施 3.5.2.1 減少不必要的填充量。接頭中焊縫金屬的量越多收縮力越 大，引起的變形越大。 3.5.2.2 使用斷續(xù)焊，選擇合理焊接順序減小變形。 3.5.2.3 根據(jù)不同的要求決定多道焊的層數(shù)。多

11、道焊的焊道層數(shù)越 多，每層選用的線能量越小，疊加后的塑變區(qū)越小，縱向變形越小。 3.5.2.4 反變形法。 根據(jù)生產(chǎn)中已經(jīng)發(fā)生變形的規(guī)律， 預(yù)先把焊件人 為地制成一個(gè)變形， 使這個(gè)變形與焊后發(fā)生的變形方向相反而數(shù)值相 等，以達(dá)到防止產(chǎn)生殘余變形。這種方法在實(shí)際生產(chǎn)中使用較廣泛。 3.6 提高操作人員技能 電氣焊屬于特殊工種，所以每個(gè)焊工必須接受焊接氣割作業(yè)安全 和技術(shù)培訓(xùn)，通過考試合格，獲取技術(shù)等級證書和安全培訓(xùn)合格證， 才能持證上崗操作。有人把現(xiàn)代焊接比喻為“金屬的裁縫” ，沒有好 的裁縫，再好的原料也做不成漂亮的服裝。 4 焊接檢驗(yàn) 4.1 焊接檢驗(yàn)的重要性 焊接檢驗(yàn)是保證焊接產(chǎn)品質(zhì)量的重

12、要措施。在焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的過程 中，每道工序都進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)， 是及時(shí)消除該工序可能產(chǎn)生的焊接缺 陷的重要手段。 這樣做比在焊完后再來消缺更節(jié)約時(shí)間、 材料和勞動 力，這就既降低了產(chǎn)品成本，又保證了焊接產(chǎn)品的質(zhì)量。所以，焊接 檢驗(yàn)是焊接結(jié)構(gòu)制造過程中自始自終不可缺少的重要工序。 貫徹“安 全第一，預(yù)防為主”的方針，實(shí)行專業(yè)監(jiān)督與群眾監(jiān)督相結(jié)合的原則。 4.2 焊接檢驗(yàn)的內(nèi)容 焊接檢驗(yàn)包括焊前檢驗(yàn)、 焊接過程中的檢驗(yàn)和成品檢驗(yàn)。 完整的焊接 檢驗(yàn)就能保證不合格的原材料不投產(chǎn)， 不合格的零件不組裝， 不合格 的組裝不焊接，不合格的焊縫必返工層層把住質(zhì)量關(guān)。 4.2.1 焊前檢驗(yàn)是焊接檢驗(yàn)的第一階段。

13、它包括檢驗(yàn)焊接產(chǎn)品圖樣和 焊接工藝規(guī)程等技術(shù)文件是否齊備；檢驗(yàn)焊接基本金屬、焊絲、焊條 的型號和材質(zhì)是否符合設(shè)計(jì)或規(guī)定的要求； 檢驗(yàn)焊接坡口的加工質(zhì)量 和焊接接頭的裝配質(zhì)量是否符合圖樣要求； 檢驗(yàn)焊接設(shè)備及其輔助工 具是否完好； 檢驗(yàn)焊接材料是否按照工藝要求進(jìn)行去銹、 烘干預(yù)熱等 等。焊前檢驗(yàn)還有一個(gè)重要的項(xiàng)目就是對焊工操作水平的鑒定。 焊前 檢驗(yàn)的目的是預(yù)先防止和減少焊接時(shí)產(chǎn)生缺陷的可能性。 4.2.2 焊接過程中的檢驗(yàn)主要是依靠焊工在整個(gè)操作過程中來完成， 它包括檢驗(yàn)在焊接過程中焊接設(shè)備的運(yùn)行情況是否正常、 焊接工藝參 數(shù)是否正確；在操作過程中可能出現(xiàn)的未焊透、夾渣、氣孔、燒穿等 焊接缺陷

14、等等。焊接過程中檢驗(yàn)的目的是為了防止由于操作原因或其 它特殊因素的影響而產(chǎn)生的焊接缺陷，且便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)并加以去除。 對于確定在成品檢驗(yàn)時(shí)新發(fā)現(xiàn)的缺陷的性質(zhì)能提供一定的依據(jù)。 4.2.3 成品檢驗(yàn)是焊接檢驗(yàn)的最后階段。 焊接結(jié)構(gòu)在生產(chǎn)過程中， 雖 然經(jīng)過焊前檢驗(yàn)和焊接過程中的檢驗(yàn)， 但由于影響焊接產(chǎn)品質(zhì)量的因 素很多，如由于焊接過程外界因素的變化或焊接工藝參數(shù)的不穩(wěn)定等 都可能導(dǎo)致焊接缺陷的產(chǎn)生。 為了保證焊接產(chǎn)品的質(zhì)量， 對成品必須 進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。 4.3 焊接檢驗(yàn)的方法 焊接檢驗(yàn)方法分為外觀檢驗(yàn)、超聲波探傷檢驗(yàn)、 X 射線檢驗(yàn)。這 里具體談?wù)勍庥^檢驗(yàn)。 外觀檢驗(yàn)是在不損壞性能、 完整性的條件下進(jìn)行檢測缺陷的方法。 其中外觀檢驗(yàn)是一種簡便而又應(yīng)用廣泛的檢驗(yàn)方法， 是產(chǎn)品檢驗(yàn)的一 個(gè)重要內(nèi)容。它是以肉眼直接觀察為主，一般可借助于