李志廣 洪斌

摘 要：金屬結構件主要包括框架式與箱形式兩種形式的構件。金屬結構件在生產的過程中，通常都是用焊接的方法對零件進行定位的，然后將工件進行組裝，這就是生產組裝結構件。但是，金屬結構件在進行生產組裝的過程中，由于焊接中的焊接應力會導致金屬結構件焊接變形，從而對結構件的強度、穩(wěn)定性、加工精度造成了嚴重的影響。另外，焊接變形還會導致焊接件的形狀、尺寸發(fā)生變形，在焊接完成之后還要對變形產品進行一系列的矯正工作，不僅嚴重影響工作的進度，還會導致新問題的出現(xiàn)。因此，只有控制好焊接應力與變形，才能提高金屬結構件的整體質量。

關鍵詞：金屬結構;質量控制;焊接

前言

在金屬結構制作中，焊接是應用最為普遍的一種工藝技術。隨著社會經濟的發(fā)展，對金屬結構的需求也逐漸增加，使得金屬結構制作中的焊接質量控制工作也越來越重要。在金屬結構焊接整個過程中，包括的質量控制內容主要分為焊接前的質量控制，焊接過程中的質量控制以及焊接后的質量控制。從焊接質量控制成本方面來看，焊接前和焊接過程中的質量控制幾乎沒有成本;從焊接質量控制的效果而言，焊接前和焊接過程中的質量控制屬于預防性控制，可以使焊縫的合格率有效提高。因此，相關人員應該將工作重點放在這兩個內容上。

一、金屬結構制作中焊接質量控制影響因素

1.1 焊接材料的因素

金屬結構制作中，在進行焊接施工作業(yè)時，焊接的質量直接會受到焊接材料的影響。因此，為了使焊接產品的質量得到有效保證，相關人員在進行焊接材料的采購工作時，必須嚴格按照相關技術部門提出的標準進行采購。

1.2 焊接人員的因素

金屬結構制作中，在進行焊接施工作業(yè)時，不同的焊接方法對人的依賴程度也會有所不同，比如，對于以手工焊接為主的焊件，金屬結構的焊接質量將會直接受到焊接人員的工作態(tài)度及技術水平的影響，就算是自動化焊接設備，也需要在人的輔助下進行金屬結構的焊接工作[1]。因此，如果焊接人員不嚴格按照金屬結構焊接的相關要求進行操作，粗心大意，那么必然會焊接產品的質量埋下嚴重隱患。

1.3 焊接施工環(huán)境的因素

金屬結構制作中，在進行焊接施工作業(yè)時，通常由于焊接操作在室外進行，因此，在一定程度上，外界的自然條件會對金屬結構的焊接質量造成影響。

二、減少金屬結構件焊接應力和焊接變形的措施

2.1 設計合理的裝配、焊接順序

金屬結構件的裝配、焊接順利也會對金屬結構件焊接應力與焊接變形產生影響。焊接結構一樣的情況下，如果裝配與焊接的順序不一樣，導致的焊接變形也不一樣。因此，設計合理的裝配與焊接順序就要根據(jù)以下的原則進行。

2.1.1 收縮量比較大的焊縫必須先焊，收縮量小的留在最后焊。因為先焊的收縮阻力會比較小，所以焊接應力也比較小。

2.1.2 選用對稱焊接的方法。通過對稱焊接可以減少焊接之后的再次變形情況。對稱焊接是可以同時對結構件施焊的，由于側導板比較長，一般在焊接時需要兩個人或兩個人以上對其焊接，只有多人同時焊接，才可以對所焊的焊縫之間的溫度相互制約，避免了溫度的不均勻分布，有效控制結構的整體變形。

2.1.3 在焊接的過程中，如果遇到比較大型的結構件，還是要選取對稱焊接的方法，將結構件進行分段，逐段退焊，確保焊縫溫度均勻分布，減少結構件的變形現(xiàn)象。

2.2 焊接方向的選擇

在焊接的過程中，比較長的金屬結構件，其橫向受力分布在末端，從而產生較大的拉應力。由于中段所受到的壓應力比較大，再加上焊縫較長，因此，采用直通焊接的方法就會對結構件產生較大的應力，導致結構件出現(xiàn)大面積的變形。出現(xiàn)大面積的變形不僅是因為在焊接的過程中，焊縫方向的溫度分布不均而引起的，更多的原因是因為在冷卻的過程中不注意先后順序以及在膨脹收縮過程中的約束壓力不同造成的。因此，在焊接的過程中，要保證焊縫的橫向與縱向焊接可以進行自由收縮。另外，在有交叉焊縫接頭的對接平面上，要采用收縮量最大的焊縫進行焊接，同時還要確保焊接順序在采用交叉點時不易出現(xiàn)變形。

2.3 盡量減少焊縫的數(shù)量與尺寸

2.3.1 在金屬結構件焊接的過程中，要求各個焊縫之間保持一定的距離，避免焊縫集中在一小部分。

2.3.2 在金屬結構件焊接的過程中，如果金屬結構件的尺寸比較小，在焊接結束之后可以通過采用物理熱處理的方法消除焊接應力，熱處理的溫度通常在600℃左右，經過保溫之后再進行冷卻。

2.4 改善焊接變形的方法

2.4.1 采取錘擊焊縫法進行焊接。也就是通過有圓弧的工具進行錘擊焊縫，促進焊縫的延展方向，從而降低結構件的內應力，錘擊時要保持力量適度均勻，為了防止結構件出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象，在錘擊的過程中，要控制好力量，通常情況下，結構件的底面與背面不需要進行錘擊。

2.4.2 加熱減應力法。也就是在焊接過程中，通過對焊接結構進行部位的適當加熱，使焊縫得以延伸，加熱區(qū)在溫度的影響下，焊縫逐漸伸長，并帶動焊接部位延伸，使結構件在相反的焊縫方向處變形。當加熱區(qū)開始冷卻時開始收縮，導致焊縫的收縮也比較自由，因此，結構件內應力減少。

2.4.3 反變形法。在焊接過程中，反變形法是應用比較廣的，它是建立在焊接之前設計好焊接變形的方向與大小的。在裝配的過程中，預先加入相反的變形，導致在焊接時產生變形，從而起到抵消變形的作用。

2.4.4 剛性固定法。剛性固定法是在結構件沒有發(fā)生反變形作用下，將結構件進行固定，防止結構件焊接變形。

3.矯正的方法

金屬結構件的變形主要包括扭曲變形與拱形變形。如果在同一結構件中同時出現(xiàn)這兩種變形，在進行矯正時要先對扭曲變形進行矯正，通過對結構件局部加熱或壓力機矯正。

三、結語

綜上所述，金屬結構制作中的焊接施工作業(yè)是一項非常復雜的工作，在金屬結構的焊接質量、焊接嚴密度及焊接效率發(fā)面都有非常嚴格的要求。因此，在金屬結構制作中，相關焊接人員必須重視金屬結構的質量控制，只有嚴格控制好焊接產品的質量，才能夠有效提升焊接產品的合格率，最大限度降低焊接產品的返修和返工的機率。所以，相關人員在進行焊接施工的管理工作時，必須對這些方面的內容予以高度重視。

參考文獻：

[1]張合理.對水利工程建設中金屬結構和機電設備質量管理的若干思考[J].科協(xié)論壇（下半月），2013，52（07）：53-54.