吳師思

中國(guó)水利水電第八工程局有限公司機(jī)電設(shè)備制造岳陽分公司 湖南 岳陽 414000

前言

在對(duì)水電工程項(xiàng)目中的永久性金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行安裝作業(yè)時(shí)，金屬結(jié)構(gòu)焊接工序是其中最為重要的關(guān)鍵性工序之一。其焊接質(zhì)量，將直接關(guān)乎水電工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性與安全性?，F(xiàn)階段，我國(guó)水電工程項(xiàng)目中，因金屬結(jié)構(gòu)問題而導(dǎo)致的工程質(zhì)量問題或安全事故，除少部分金屬材料的質(zhì)量問題外，更多的還是來自于金屬結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量問題。因而，如何有效改善或提升水電工程金屬結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量，將是施工作業(yè)人員、技術(shù)人員，乃至施工單位所應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的問題。因此，對(duì)于水電工程金屬結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量控制的研究，就具有極大的應(yīng)用價(jià)值與現(xiàn)實(shí)意義。

1 水電工程金屬結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量的影響因素

1.1 作業(yè)人員方面

現(xiàn)階段，我國(guó)水利工程項(xiàng)目中的施工作業(yè)人員，有80%以上來自于農(nóng)民工兄弟，大多并不具備極為專業(yè)的崗位技能與質(zhì)量安全意識(shí)。且對(duì)于金屬結(jié)構(gòu)焊接的各類方法與工藝等，也存在較大的認(rèn)知差異。同時(shí)，由于作業(yè)人員技術(shù)水平的差異，致使不同的焊接方式通常會(huì)受到焊接工藝、焊接水平、工作態(tài)度等方面的影響，從而直接影響焊件的焊接質(zhì)量。并且，很多施工人員在應(yīng)用自動(dòng)化焊接設(shè)備時(shí)，若未能依照施工要求標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行作業(yè)，麻痹大意，那么金屬結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量，將很難得以確保。除此之外，很多施工人員因自身綜合素質(zhì)偏低，進(jìn)而缺乏良好的質(zhì)量與安全意識(shí)，這使得焊接過程中多會(huì)出現(xiàn)安全隱患。

1.2 作業(yè)設(shè)備方面

在水電工程實(shí)際施工中，金屬結(jié)構(gòu)的焊接作業(yè)所涉及的各類焊接設(shè)備相對(duì)偏多。同時(shí)，會(huì)由于各類焊接設(shè)備的自身性能、穩(wěn)定性以及可靠性等因素，而對(duì)焊接質(zhì)量帶來直接性的影響。并且，水電工程焊接工序內(nèi)所涉及的金屬結(jié)構(gòu)作業(yè)，會(huì)由于自身的復(fù)雜性結(jié)構(gòu)，而對(duì)自動(dòng)化焊接設(shè)備的依賴程度顯著增高。

1.3 原材料方面

原材料對(duì)焊接質(zhì)量的影響因素眾多，如原材料的購置、設(shè)備與材料的保管、焊接材料的選取以及對(duì)焊接工藝技術(shù)方面的處理等。在眾多的影響因素中，對(duì)于使用條件的規(guī)范與設(shè)定，將是關(guān)系焊接質(zhì)量的重要組成部分。因而，在水電工程金屬結(jié)構(gòu)焊接前，不僅要考慮到母材的選購與保管，更要選取出符合設(shè)計(jì)施工要求的規(guī)范性工藝技術(shù)，以此確保金屬結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量。

1.4 焊接工藝方法方面

當(dāng)焊接操作前，應(yīng)當(dāng)在遵從施工規(guī)定與設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，確保對(duì)具有不同厚度、不同牌號(hào)的母材等，進(jìn)行焊接工藝的評(píng)定工作。尤其在對(duì)金屬結(jié)構(gòu)焊縫極為集中的鋼結(jié)構(gòu)或大型水工鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接時(shí)，更要嚴(yán)格的依照操作規(guī)定、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、焊接順序以及施工工藝措施等實(shí)施焊接施工作業(yè)。

1.5 外部環(huán)境方面

通常情況下，水電工程的金屬結(jié)構(gòu)焊接項(xiàng)目大多為室外作業(yè)，因此，焊接質(zhì)量將會(huì)受到各類外部環(huán)境因素的影響與制約。并且，若外部施工環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，則施工難度將會(huì)進(jìn)一步提升。例如：當(dāng)在較為狹窄的引水隧洞內(nèi)進(jìn)行施工時(shí)，受空間狹小因素的影響，使得壓力鋼管在焊接過程中，極易因環(huán)境因素所具有的特殊性質(zhì)，而導(dǎo)致施工質(zhì)量等受到影響。同時(shí)，氣候因素也是影響焊接施工質(zhì)量與施工進(jìn)度的關(guān)鍵性指標(biāo)。例如：露天環(huán)境中的溫度、濕度以及風(fēng)力等因素，都是影響焊接質(zhì)量的外部環(huán)境因素，且此類因素在水電工程金屬結(jié)構(gòu)的焊接施工中，均無法避免[1]。

2 水電工程金屬結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量的控制措施

2.1 焊接作業(yè)前期的質(zhì)量控制措施

在金屬結(jié)構(gòu)焊接作業(yè)前，應(yīng)優(yōu)先制定出與焊接結(jié)構(gòu)相符的工藝方案，并在進(jìn)行焊接工藝作業(yè)指導(dǎo)書的編撰過程中，融入焊接方法、焊接環(huán)境、焊接順序以及其他焊接要求等內(nèi)容。與此同時(shí)，應(yīng)對(duì)施工人員做好技術(shù)交底工作，且施工企業(yè)應(yīng)定期對(duì)施工隊(duì)伍進(jìn)行焊接作業(yè)的專項(xiàng)崗位技能培訓(xùn)工作。并在培訓(xùn)結(jié)束后，通過崗前考核，篩選出專業(yè)技能水平不達(dá)標(biāo)及未取得上崗證的施工技術(shù)人員，并對(duì)其進(jìn)行再次培訓(xùn)與考核作業(yè)。此外，焊機(jī)與焊工工具等焊接設(shè)備是水電工程金屬結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量得以提升的關(guān)鍵，因此，在施工過程中應(yīng)嚴(yán)格選取焊接母材材料，依照現(xiàn)場(chǎng)條件對(duì)焊材牌號(hào)等做出合理配置，并根據(jù)水電工程的實(shí)際設(shè)計(jì)與施工特點(diǎn)，來進(jìn)行機(jī)械設(shè)備與工器具等的科學(xué)合理選取。

2.2 焊接作業(yè)中的質(zhì)量控制措施

在水電工程金屬結(jié)構(gòu)焊接工序全面開展的過程中，會(huì)涉及對(duì)最終產(chǎn)品的構(gòu)成產(chǎn)生極大影響的水工鋼結(jié)構(gòu)安裝與焊縫施工。對(duì)此，應(yīng)在構(gòu)建起較為完善的質(zhì)量保障體系的前提下，從焊接操作的全過程角度，分別采取相應(yīng)的措施。嚴(yán)格按照“事前計(jì)劃要合理、作業(yè)過程應(yīng)完善、應(yīng)急措施要得當(dāng)、事后評(píng)價(jià)應(yīng)及時(shí)”的原則。同時(shí)，依照水電工程金屬結(jié)構(gòu)焊接工藝流程，做好多方面的控制工作：

首先，避免金屬結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件等，在運(yùn)輸中出現(xiàn)變形、損壞等現(xiàn)象，確保構(gòu)件的拼裝尺寸等不會(huì)受到影響；其次，在進(jìn)行水工鋼結(jié)構(gòu)安裝作業(yè)時(shí)，通常會(huì)以單元部件的形式，在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行整體的組裝，但受到單元件剛度較差等因素的影響，極易在運(yùn)輸時(shí)發(fā)生塑料變形等情況，進(jìn)而對(duì)工程拼裝精度造成不利影響。致使安裝焊縫增大，從而導(dǎo)致焊接質(zhì)量受到影響。因此，在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸過程中，通常會(huì)在易變形部位使用支墊、支撐以及其他保護(hù)措施等；而在結(jié)構(gòu)構(gòu)件拼裝結(jié)束后，應(yīng)對(duì)整體尺寸進(jìn)行校對(duì)與核準(zhǔn)，確保施工內(nèi)容符合設(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn)與受力條件后，對(duì)受力點(diǎn)或剛度較大位置處點(diǎn)焊加固定型，之后再進(jìn)行復(fù)核，構(gòu)件尺寸經(jīng)復(fù)核無誤后，對(duì)存在焊接質(zhì)量問題的焊點(diǎn)、焊縫等位置進(jìn)行必要的清理，確保焊縫、焊點(diǎn)的清潔度。除此之外，為避免焊接應(yīng)力過大而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形的現(xiàn)象，則可通過對(duì)稱分段焊接予以解決。例如：在進(jìn)行水工鋼閘門的焊接作業(yè)時(shí)，應(yīng)首先實(shí)施主橫梁與縱梁的焊接作業(yè)，然后再對(duì)閘門面板實(shí)施焊接作業(yè)。

除此此外，在焊接過程中為提高焊接質(zhì)量，應(yīng)嚴(yán)格注意做好如下控制：為避免因施工操作缺乏規(guī)范性，所導(dǎo)致的焊縫質(zhì)量問題，應(yīng)在施焊前進(jìn)行試焊，從而能夠根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況調(diào)整好最優(yōu)焊接參數(shù)；為防止焊接過程中形成焊瘤，應(yīng)嚴(yán)格控制焊接速度與電流強(qiáng)度，并對(duì)溫度過高的熔池做?；〗禍靥幚恚粚?duì)于焊縫集中的部件，應(yīng)在拼裝完并點(diǎn)焊成型后進(jìn)行對(duì)稱分段焊接，并通過對(duì)焊縫實(shí)施錘擊操作以防止過大的焊接應(yīng)力而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)變形；在進(jìn)行露天作業(yè)時(shí)，應(yīng)確保焊接作業(yè)處于恒溫環(huán)境下，如果溫差過大，應(yīng)采取合理的保溫措施避免因溫差原因而產(chǎn)生焊縫變形；在實(shí)際施工中，焊縫表面不應(yīng)與母材處于相同焊接高度，尤其是焊縫表面的超出高度，應(yīng)及時(shí)通過打磨等方式來予以解決。

2.3 焊接檢驗(yàn)與焊后的質(zhì)量控制措施

待水電工程金屬結(jié)構(gòu)焊接結(jié)束后，便可對(duì)工程做出詳細(xì)的質(zhì)量檢測(cè)。在檢測(cè)中所涉及的檢測(cè)方式也較為多樣。如外觀檢查、超聲波探傷、X射線檢驗(yàn)等方式。其中，一級(jí)焊縫的檢測(cè)內(nèi)容應(yīng)包含外觀檢查、超聲波探傷、X射線檢驗(yàn)等，并確保三者同時(shí)符合標(biāo)準(zhǔn)要求；二級(jí)焊縫的檢測(cè)內(nèi)容包括外觀檢查與超聲波探傷，并確保兩者都符合要求；三級(jí)焊縫只要通過外觀檢查合格后即可。同時(shí)，當(dāng)焊接工序完成后，也要極力查找焊接過程中存在的缺陷，若在對(duì)焊縫進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，其質(zhì)量合格卻出現(xiàn)表面缺陷，必須通過補(bǔ)焊的方式來解決此類問題。如果無損探傷發(fā)現(xiàn)焊縫內(nèi)部存在焊渣、氣泡或裂紋時(shí)，應(yīng)及時(shí)清除不合格焊縫并重新焊接。并在二次焊接的過程中，嚴(yán)格控制焊縫質(zhì)量，以此確保焊接質(zhì)量的有效提升。

而對(duì)于焊縫的返修操作，應(yīng)確保焊縫打磨長(zhǎng)度適中。通常情況下，焊縫打磨的長(zhǎng)度=總返修時(shí)長(zhǎng)+50mm。同時(shí)，返修過程中應(yīng)注意形成船型的圓滑過渡；對(duì)于焊縫打磨深度的要求，應(yīng)大于缺陷深度1.5mm，對(duì)于根部缺陷的焊縫打磨深度應(yīng)嚴(yán)格做好控制，避免出現(xiàn)打透的情況發(fā)生。且在對(duì)不符合要求的焊縫進(jìn)行清理時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用碳弧刨，對(duì)不合格的焊縫等予以刨除。

依照理論而言，水電工程金屬結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量，會(huì)隨著計(jì)劃預(yù)控方案的周密性而顯著提升。但在實(shí)際操作中，常常會(huì)因無法預(yù)估或不可避免的因素，而導(dǎo)致水電工程金屬結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量受到不同程度的影響，進(jìn)而導(dǎo)致其焊接質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)難以達(dá)成。為此，找尋出影響因素，并在焊接作業(yè)時(shí)避免這些因素造成的影響，便成為提升焊接質(zhì)量的根本途徑[2]。

3 結(jié)束語

總而言之，新形勢(shì)下，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的顯著提升，水電工程項(xiàng)目逐漸增多。在愈加激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)下，唯有提升水電工程金屬結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量，才能確保工程整體質(zhì)量的穩(wěn)步提升。同時(shí)，水電工程金屬結(jié)構(gòu)焊接施工中所涵蓋的工序眾多，且作業(yè)環(huán)境與外部條件等影響因素也普遍較多，這也為焊接質(zhì)量的控制，帶來了全新的挑戰(zhàn)。因此，在水電工程金屬結(jié)構(gòu)的焊接過程中，唯有不斷提升焊接質(zhì)量，才能確保水電工程的完善構(gòu)建與應(yīng)用目標(biāo)達(dá)成。