管对接焊接质量影响因素

管对接焊接质量影响因素

辛跃

中车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东 青岛 266000

摘要：钢管在铁路客车框架制造过程中作为基础结构而使用，其主要承载悬挂件安装座等的焊接连接，也用作附加气室而使用。钢管连接焊缝主要包括管管对接焊缝和管板对接焊缝，其作为转向架主要承载一般均需要进行探伤建议。本文分析了影响钢管焊接质量的因素，阐述了改进措施。

关键词：管对接；影响因素；质量

引言

从影响焊接质量因素分析入手，对管焊接质量控制措施以及铸钢件焊接返修措进行分析。

1 影响焊接质量主要因素

影响焊接质量主要因素有：（1）环境因素。焊接工作通常在室外露天进行，必然受到外界自然条件，如温度、湿度、风力及雨雪天气的影响，在其它因素一定的情况下，有可能单纯因环境因素造成焊接质量问题。（2）机器设备因素。焊接设备性能的稳定性与可靠性对焊接质量会产生一定影响，特别是结构复杂、机械化、自动化高的设备。（3）工艺方法因素。焊接质量工艺方法因素影响主要表现为：一方面是工艺制订的合理性；另一方面是执行工艺的严肃性。（4）操作人员因素。焊接工作的操作人员主要就是焊工及焊接设备的操作人员。各种不同的焊接方法对焊工的依赖程度不同。如果焊工不遵守焊接工艺规程，操作技能差等都可能影响焊接质量。 

2 管焊接质量控制分析

（1）焊接前的质量控制

1）焊接材料的质量控制。钢管及焊材到达现场，现场材料员按要求检查核对材料的名称、规格、型号、数量和质量证明等资料是否相符，经检验合格的材料、现场材料员负责进行入库，并对其登记上账。材料的储存应符合相关规定，露天存放的钢材应做好防护措施。碱性焊条在使用前应按工艺要求进行烘干，通常为加热到350-400℃，保温1-2小时。

2）焊接环境的控制。施焊环境要有适宜的温度、湿度、风速，才能保证所施焊的焊缝组织获得良好的外观成形与内在质量，具有符合要求的机械性能与工艺性能。以达到下影响因素时不得施焊：第一、当焊件表面潮湿或在下雨、下雪相对温度超过80%以上，且无良好的应对措施时。第二、焊接时的风速超过所选用焊接方法的相应规定值：手工电弧焊、埋弧焊：8m/s、氩弧焊、二氧化碳气体保护焊：2m/s。且期间，焊工无有效保护措施或采取措施仍达不到要求时。第三、现场温度过低，低于钢材产生冷裂临界值，未来采取预热和增温措施时。

3）焊接设备的质量控制。管道焊接所需的焊条电弧、氩弧焊焊机、气瓶、流量计、焊条烘干设备和预热及热处理设置应配备齐全、性能稳定可靠，数据显示准确，施工过程中带电设备应有可靠接地，其焊机电流电压的检定应符合规定范围。

4）焊接工艺及方法的合理选择。第一、在压力管道焊接前，应依据设计图纸文件及引用的标准、规范，并依椐所制定的工艺评定报告定并结合施工现场的实际条件编制出焊接工艺技术文件（焊接工艺卡或作业指导书），确定相应的焊接方法、材料及工艺参数，并制定控制焊接过程的措施。如属于首次焊接的钢种，则首先要制定焊接工艺评定指导书，对该材料进行工艺评定试验，合格后做出焊接工艺评定报告，使管道焊接施工中各种材质、焊接接头形式的焊接工艺评定覆盖达到100%。第二、施工前应对焊工进行技术交底，内容包括焊接材料、工艺参数、焊前预热、层间、后热、热处理的温度和时间、对焊接材料的保管、使用以及无损检测等各项要求，并做好技术交底记录，焊工必须严格执行焊接工艺，保证焊接质量。

5）焊接人员必须具有焊接合格证。管通常为压力管道，根椐等级不同有低、中、高压三类；从事压力管道焊接的焊工、必须按照现行《锅炉压力容器焊工考试规则》及根椐现场的焊接方法、材料材质及焊接位置的规定进行规范考试，考试合格后，方可从事相应的焊接操作，且焊接合格证应在有效期内。 

（2）焊接施工过程的质量控制

1）坡口加工及组对。第一、坡口加工：在条件允许的情况下，应尽量采用机械加工坡口，按工艺卡要求的几何形状及尺寸，坡口端面要与管子轴线垂直，预留钝边合理。坡口及管子内外20-40mm范围内要用磨光机打磨出金属光泽。坡口加工后应在四小时内进行焊接，否则在焊前应再次进行清理。第二、组对定位：管接头组对前应在确认坡口加工合格、清理质量符合要求，定位焊应根椐管径的大小确定定位焊的点数、长度及厚度，应采用与根部焊道相同的焊接材料和焊接工艺，并由合格焊工施焊。组对间隙应合理，定位时应保证接管的内壁平齐、内壁错边量不超过管壁厚度的10%，如壁厚不一致，应按规定进行削薄处理。

2）焊接中的质量控制。焊接过程应严格执行工艺文件规定，采用合理运条方法，焊接过程中应观察熔池及焊缝的形成，杜绝管口在振动、应力状态下进行焊接。在焊接过程中一旦出现气孔、夹渣、裂纹、未熔合等缺陷应立即停止焊接，分析原因，经处理后方可继续施焊。

3）焊接清理。焊接过程中应严格清理层与层、道与道之间的焊渣及氧化物，避免夹渣、未熔合的产生，焊后应清理表面及焊缝两侧的熔渣及飞溅物，保证焊缝外观美观。 

（3）焊接后检查检验的质量控制。

1）焊缝外观检查。焊缝外观质量的检验应在无损检测以及耐压试验之前进行，主要检查焊缝表面成形、余高、宽窄差等，通查采采用检验尺、标准样板、量规、硬度计等进行，应如实记录结果。外观合格的标准焊缝表面不得有裂纹、气孔、弧坑和夹渣等缺陷，并不得有熔渣与飞溅物，咬边和焊缝余高应符合相关的要求。

2）焊缝内部质量的检验。内部质量检验应根椐管道对焊缝质量要求进行选择相应的检测方法，常用的方法有渗透、磁粉、超声波、射线的探伤等。应由专业无损检测人员来进行实施，检测后应出具相应的检测报告并做好记录。无损检测结束后，施工单位应及时在管线图上准确标明管道编号、管道材质、规格、焊口位置、焊工代号等。检验人员应及时对无损检测报告以及RT底片进行检查。如需返修，应严格执行返修工艺，做好返修施焊纪录，同时还应及时审查按规定要求扩深的RT底片报告。

3）试验。试验是管道与设备一起联合运行，检验整个管道系统是否符设计及使用要求。通常采用水压、气压等试验的方法；应严格按照检验、试验的程序和要求进行，并做好记录；输送剧毒、有毒和易燃流体的管道必须按规定确定泄露；真空系统管道压力试验后，还要进行真空试验。 

3 焊接返修的质量控制

管工程焊接无损检验后，如果存在不可允许的缺陷应及时进行返修。返修由焊接工艺人员对所需返修的缺陷进行分析，分析产生原因并编制返修工艺，由焊接责任师审批后方可实施，焊缝同一部位的返修次数不宜超过两次。焊缝返修后应按返修工艺的要求进行焊接检验和无损检测。要求焊后热处理的管道焊缝，一般应在热处理前进行返修，如在热处理后返修、补焊后应做必要的热处理。有抗晶间腐蚀要求的不锈钢焊缝，返修部位达到原有化学成份及组织性能要求。焊缝返修次数、部位及返修情况应记入交工资料，返修的纪录、报告等内容均汇入工程档案。

结束语

钢管焊接直接关系到车辆质量与正常安全运行，因些需要从人员、设备、材料、工艺和环境等方面强化管理，采取有针对性措施，加强在焊前、焊中、焊后各环节的控制，才能充分保证管对接焊缝的焊接质量。

参考文献

[1]王鹏飞、宋歌、张添、赵光辉、张成仁. 影响压力钢管对接焊缝质量因素分析[J]. 中国水利, 2020(18):3.