摘要：在水工鋼結(jié)構(gòu)制造安裝現(xiàn)場建立質(zhì)量保證體系，使水工鋼結(jié)構(gòu)的制造安裝從工裝設(shè)計(jì)、工藝制訂、材料采購、資源配置、焊接、檢驗(yàn)等都在受控條件下進(jìn)行，從而保證水工鋼結(jié)構(gòu)的制造安裝質(zhì)量，確保金結(jié)設(shè)備的安全可靠運(yùn)行。其中焊接工序是鋼結(jié)構(gòu)制造、安裝生產(chǎn)中的一道關(guān)鍵工序，焊接質(zhì)量的好壞在產(chǎn)品的使用中起著至關(guān)重要的作用，焊接檢驗(yàn)是保證焊接產(chǎn)品質(zhì)量的重要措施。

　　關(guān)鍵詞：水工鋼結(jié)構(gòu),焊接檢驗(yàn),質(zhì)量,控制

　　在水利工程金屬結(jié)構(gòu)制造安裝中，主要制作工序是組裝和焊接，其中焊接工序是鋼結(jié)構(gòu)制造、安裝生產(chǎn)中的一道關(guān)鍵工序，其質(zhì)量的好壞直接影響金結(jié)設(shè)備安全運(yùn)行的可靠性，因此，各有關(guān)水工鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造安裝及驗(yàn)收規(guī)程規(guī)范，都對焊接這一環(huán)節(jié)給予了充分地重視，并對其施工質(zhì)量指標(biāo)作了明確的規(guī)定。從目前鋼結(jié)構(gòu)所發(fā)生的事故分析看，大多在焊縫及熱影響區(qū)，直接關(guān)系到鋼結(jié)構(gòu)制造、安裝質(zhì)量，因此焊接質(zhì)量的好壞在產(chǎn)品的使用中起著至關(guān)重要的作用，而焊接檢驗(yàn)是保證焊接產(chǎn)品質(zhì)量的重要措施。

　　一、焊接檢驗(yàn)的作用與意義

　　焊接生產(chǎn)的質(zhì)量檢驗(yàn)簡稱焊接檢驗(yàn)，它是根據(jù)產(chǎn)品的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求，對焊接生產(chǎn)過程中的原材料、半成品、成品的質(zhì)量以及工藝過程進(jìn)行檢查和驗(yàn)證。目的是保證產(chǎn)品符合質(zhì)量要求，防止廢品的產(chǎn)生。

　　焊接檢驗(yàn)對生產(chǎn)者，是保證產(chǎn)品質(zhì)量的手段；對主管部門，是對企業(yè)進(jìn)行質(zhì)量評定和監(jiān)督手段；對用戶，則是對產(chǎn)品進(jìn)行驗(yàn)收的重要手段。檢驗(yàn)結(jié)果是產(chǎn)品質(zhì)量、安全和可靠性評定的依據(jù)。

　　二、質(zhì)量檢驗(yàn)的依據(jù)

　　1.施工圖樣：圖樣規(guī)定了產(chǎn)品加工制造后必須達(dá)到的材質(zhì)特性、幾何特性以及加工精度的要求。

　　2.技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：包括國家的、行業(yè)的或企業(yè)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)法規(guī)。在這寫標(biāo)準(zhǔn)或法規(guī)中規(guī)定了產(chǎn)品的質(zhì)量要求和質(zhì)量評定的方法。

　　3.制造的工藝文件：如工藝規(guī)程等，在這些文件中根據(jù)工藝特點(diǎn)提出必須滿足的工藝要求。

　　4.訂貨合同：在訂貨合同中有時(shí)對產(chǎn)品提出附加要求，作為圖樣和技術(shù)文件的補(bǔ)充規(guī)定，同樣是制造和驗(yàn)收的依據(jù)。

　　三、質(zhì)量檢驗(yàn)方式

　　產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中可以采用各種檢驗(yàn)方式來達(dá)到質(zhì)量保證與控制。重型或大型復(fù)雜的焊接結(jié)構(gòu)，多是單件或小批生產(chǎn)，為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)制造過程中的質(zhì)量問題，避免產(chǎn)生廢品，一般對每一道關(guān)鍵工序都采取按工藝流程和按檢驗(yàn)制度相結(jié)合的檢驗(yàn)方式進(jìn)行。

　　常用質(zhì)量檢驗(yàn)方式的分類及其特征

　　四、焊接檢驗(yàn)方法及其分類

　　焊接質(zhì)量檢驗(yàn)的方法，按其特點(diǎn)和內(nèi)容可分為下表中三大類。

　　（一）破壞性檢驗(yàn)

　　1.焊接接頭的力學(xué)性能試驗(yàn)

　　⑴拉伸試驗(yàn)：測定接頭的強(qiáng)度（屈服點(diǎn)，抗拉強(qiáng)度）和塑性（伸長率、斷面收縮率），同時(shí)還可以發(fā)現(xiàn)焊縫斷口處的缺陷，并可驗(yàn)證所選用的焊材及焊接工藝正確與否。

　　⑵彎曲試驗(yàn)：用以檢驗(yàn)接頭的塑性，并可以反映出接頭各區(qū)的塑性差別，暴露焊接缺陷和考核熔合線的結(jié)合質(zhì)量。

　　⑶沖擊試驗(yàn)：考核焊縫金屬和焊接接頭的沖擊韌度和缺口敏感性。

　　⑷硬度試驗(yàn)：測定焊縫金屬和熱影響區(qū)的硬度并可間接估算材料的強(qiáng)度，用以比較出接頭各區(qū)的性能差別及熱影響區(qū)的淬硬傾向。

　　2.金相檢驗(yàn)

　　觀察、研究由于焊接熱過程和冶金特點(diǎn)所造成的金組織變化和微觀缺陷，從而對焊接材料、工藝方法和參數(shù)作出相應(yīng)的評價(jià)。

　　⑴宏觀金相檢驗(yàn)：

　　①宏觀組織分析：用以了解焊縫一次結(jié)晶組織的粗細(xì)程度，熔池形狀及尺寸；焊接接頭各區(qū)域的界限和尺寸以及各種焊接缺陷等；

　　②宏觀斷口分析：檢查未熔合或熔合不良、未焊透等缺陷；

　　③鉆孔檢驗(yàn)：對焊縫局部鉆孔，檢查焊縫的內(nèi)部氣孔，確定焊縫的顯微缺陷和金相組織。

　　⑵微觀金相檢驗(yàn)：在光學(xué)（或電子）顯微鏡下進(jìn)行分析，確定焊縫的顯微缺陷和金相組織。

　　(二)非破壞性檢驗(yàn)

　　1.外觀檢驗(yàn)：以肉眼觀察為主，必要時(shí)利用放大鏡，量具及樣板等對焊縫外觀尺寸和焊縫表面質(zhì)量進(jìn)行100%檢查。

　　①焊縫外形尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖樣和工藝文件規(guī)定，焊縫高度不低于母材，焊縫與母材應(yīng)圓滑過渡。

　　②焊縫和熱影響區(qū)表面不允許有裂紋、未熔合、夾渣、弧坑和氣孔。

　　③咬邊缺陷：不同類別的焊縫要求不一樣。

　　2.密封性檢查

　　⑴水壓試驗(yàn)：檢驗(yàn)焊縫的密封性和受壓元件的強(qiáng)度；

　　⑵氣壓試驗(yàn)：只能用很低的壓力來檢查焊縫的密封性，決不能用來檢驗(yàn)受壓元件的強(qiáng)度；

　　⑶煤油檢驗(yàn)。

　　3.無損檢測

　　主要無損檢測方法的適用性及特點(diǎn)

　　五、焊接缺陷和質(zhì)量檢驗(yàn)

　　在焊接接頭中產(chǎn)生的不符合設(shè)計(jì)或工藝文件要求的缺陷，稱為焊接缺陷。

　　焊接缺陷按其性質(zhì)可分為四大類：焊接檢驗(yàn)包括預(yù)先檢驗(yàn)（焊前檢驗(yàn)）、中間檢驗(yàn)（焊接過程檢驗(yàn)）和最后檢驗(yàn)（成品檢驗(yàn)）3部分。

　　1.預(yù)先檢驗(yàn)（焊前檢驗(yàn)）：焊前檢驗(yàn)是焊接檢驗(yàn)的第一個(gè)階段．也是至關(guān)重要的一個(gè)階段。質(zhì)量的達(dá)成靠預(yù)防．焊前應(yīng)把所有影響質(zhì)量的因素都檢測到位。

　　a）母材、焊接材料；焊接原材料和焊接材料的型號、規(guī)格和訂貨要求應(yīng)符合圖樣和技術(shù)文件規(guī)定，材料的代用應(yīng)執(zhí)行代用制度。材料進(jìn)廠時(shí)，應(yīng)按材料標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定檢查驗(yàn)收，必要時(shí)可進(jìn)行抽檢復(fù)驗(yàn)。其它焊接材料的選用，應(yīng)根據(jù)母材的化學(xué)成份、機(jī)械性能、焊接接頭的抗裂性、焊前預(yù)熱、焊后熱處理及使用條件等因素綜合考慮。焊條應(yīng)根據(jù)說明規(guī)定進(jìn)行烘干，烘干的焊條應(yīng)在100～150℃保溫，隨用隨取。烘干的焊條位置于空氣中超過四小時(shí)，重新烘干，重新烘干次數(shù)不超過兩次。焊絲表面不得有油污、水、鐵銹等，不得有小角度彎曲。焊劑顆粒度應(yīng)符合說明書要求，焊劑使用前應(yīng)烘干，烘干溫度和保溫時(shí)間，按說明書要求進(jìn)行，烘干的焊劑要隨用隨取。

　　b）焊接設(shè)備、儀表、工藝裝備；施工中的焊接設(shè)備及其相關(guān)設(shè)施應(yīng)處于正常工作狀態(tài)，設(shè)備必須具有參數(shù)穩(wěn)定、調(diào)節(jié)靈活和安全可靠等性能，并能滿足焊接規(guī)范需要。設(shè)備上的電流、電壓表及規(guī)范參數(shù)調(diào)節(jié)裝置等應(yīng)定期檢查，并經(jīng)法定計(jì)量部門認(rèn)證合格。

　　c）焊接坡口、接頭裝配及清理；焊縫的布置、坡口形式和尺寸、坡口的制備質(zhì)量和焊接接頭的裝配質(zhì)量是否符合圖樣要求。焊件組對和定位是否符合規(guī)范要求。Ⅰ、Ⅱ類焊縫坡口的加工應(yīng)采用機(jī)械加工，Ⅲ類焊縫則可采用熱加工方法加工坡口。坡口加工完成后應(yīng)進(jìn)行檢查，對超過規(guī)定的表面不平，局部凹凸、裂紋、夾層等缺陷應(yīng)予清除和修整。

　　d）焊工資格；焊工應(yīng)經(jīng)專門的技術(shù)訓(xùn)練，從事Ⅰ、Ⅱ類焊縫焊接的工人，需按SDZ009-84《手工電弧焊及埋弧自動焊焊工考試規(guī)則》或其他有關(guān)焊工考試規(guī)則進(jìn)行考試，并取得第三方公證單位認(rèn)可的焊工合格證。

　　e）焊接工藝文件；焊接工藝試驗(yàn)結(jié)果評定內(nèi)容，除無損探傷、拉伸及冷彎試驗(yàn)外，還應(yīng)根據(jù)材料性質(zhì)提出有關(guān)力學(xué)性能試驗(yàn)、金相試驗(yàn)、抗裂試驗(yàn)和化學(xué)試驗(yàn)等。并依據(jù)焊接工藝文件，制定出詳細(xì)的焊接作業(yè)指導(dǎo)書。

　　2.中間檢驗(yàn)（焊接過程檢驗(yàn)）焊接過程檢驗(yàn)是焊接檢驗(yàn)的第二階段。主要依靠焊工在整個(gè)操作過程中完成．主要包括焊接環(huán)境確認(rèn)、焊接規(guī)范參數(shù)控制、焊接工藝執(zhí)行情況、焊縫返修等。焊接過程中檢驗(yàn)的目的是為了防止由于操作原因或其他特殊因素的影響而產(chǎn)生的焊接缺陷．便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)并去除。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：焊接夾具在焊接過程中是否牢固：檢驗(yàn)在在操作過程中可能出現(xiàn)的未焊透、夾渣、氣孔、燒穿等焊接缺陷等等。焊接過程中的檢驗(yàn)．為成品檢驗(yàn)時(shí)新發(fā)現(xiàn)缺陷的性質(zhì)的確定提供了一定的依據(jù)。

　　a）焊接環(huán)境。根據(jù)規(guī)范等規(guī)定：當(dāng)施焊環(huán)境出現(xiàn)下列任—情況，且無有效防護(hù)措施時(shí)，禁止焊接施工：①雨天和雪天的露天施焊；②施焊場地風(fēng)速大于五級(8m/s)；③環(huán)境溫度低于-10℃；④相對濕度大于90%。由于水工鋼結(jié)構(gòu)制造安裝施工基本上是露天作業(yè)，且工期緊、交叉作業(yè)多，因此，在施工時(shí)必須保證焊接環(huán)境條件符合焊接技術(shù)要求，從而為保證產(chǎn)品焊接質(zhì)量創(chuàng)造良好條件。

　　b）焊接規(guī)范參數(shù)；焊條電弧焊焊接工藝參數(shù)包括：焊條種類、型號和直徑，焊接電流的種類、極性和大小，電弧電壓，焊接速度，焊接層次，預(yù)熱溫度和焊后熱處理溫度及時(shí)間等。產(chǎn)品施焊時(shí)，質(zhì)檢員、技術(shù)員必須督促焊工嚴(yán)格執(zhí)行工藝紀(jì)律，嚴(yán)格按焊接作業(yè)指導(dǎo)書要求進(jìn)行施焊，對于一、二類焊縫并要求有經(jīng)質(zhì)檢員簽字認(rèn)可的施焊記錄。

　　c）焊接工藝執(zhí)行情況；通常焊工都根據(jù)焊條直徑推薦的電流范圍，或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選定一個(gè)電流，在試板上試焊，在焊接過程中看熔池的變化情況、渣和鐵水的分離情況、飛濺大小、焊條是否發(fā)紅、焊縫成形是否好、脫渣性是否好等來選擇焊接電流。當(dāng)焊接電流合適時(shí)，焊接時(shí)很容易引弧，電弧穩(wěn)定，熔池溫度較高，渣比較稀，很容易從鐵水中分離出來，能觀察到顏色比較暗的液體從熔池中翻出，并向熔池后面集中，熔池較亮，表面稍下凹，但很平穩(wěn)地向前移動，焊接過程中飛濺較小，能聽到很均勻的劈啪聲，焊后焊縫兩側(cè)圓滑地過渡到母材上，魚鱗紋較細(xì)，熔渣也容易敲掉。在保證焊縫具有所要求的尺寸和外形，保證熔合良好和線能量不超要求的原則下，焊接速度由焊工根據(jù)具體情況靈活掌握。

　　d）焊縫返修是指存在超標(biāo)缺陷的焊縫必須經(jīng)焊補(bǔ)來處理。SL36《水工金屬結(jié)構(gòu)焊接通用技術(shù)條件》及DL5017、DL/T5018等均規(guī)定“焊縫同一位置修補(bǔ)次數(shù)一般不應(yīng)超過兩次，第三次修補(bǔ)必須經(jīng)技術(shù)總負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)，并將修補(bǔ)情況記入產(chǎn)品質(zhì)量檔案”。因此，焊縫返修必須有返修工藝和記錄，必要時(shí)應(yīng)有返修工藝評定，以保證焊縫返修在受控狀況下進(jìn)行。返修工藝應(yīng)依據(jù)材料、設(shè)備技術(shù)參數(shù)、缺陷性質(zhì)、位置、大小和產(chǎn)生的原因及焊縫受力特點(diǎn)來制定，并要進(jìn)行審批，否則應(yīng)視為無效，不予執(zhí)行。

　　3.最后檢驗(yàn)（成品檢驗(yàn)）：成品(包括焊接零部件)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。為了保證焊接的質(zhì)量．對成品必須進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。它主要包括后熱、焊后熱處理、焊縫外觀和焊縫無損檢測：

　　a）后熱、焊后熱處理；焊后熱處理的主要作用是消除焊件的焊接殘余應(yīng)力，降低焊接區(qū)的硬度，促使擴(kuò)散氫逸出，穩(wěn)定組織及改善力學(xué)性能和高溫性能等。選擇熱處理溫度要根據(jù)鋼材的性能、顯微組織、接頭工作溫度、結(jié)構(gòu)形式、熱處理目的來綜合考慮，并通過顯微金相和硬度試驗(yàn)來確定。

　　b）焊縫外觀及尺寸；焊縫外觀檢查應(yīng)在焊縫完成48h后進(jìn)行．檢查宜采用焊縫量規(guī)和5倍的放大鏡進(jìn)行。檢查的項(xiàng)目主要有裂紋、焊瘤、飛濺、電弧擦傷、夾渣、咬邊、表面氣孔、焊縫邊緣直線度、焊縫余高、焊縫寬度、焊腳高等。

　　c）無損檢測；焊縫外觀質(zhì)量檢查合格后應(yīng)進(jìn)行焊縫無損檢測．無損檢測方法、檢測范圍和質(zhì)量要求應(yīng)符合設(shè)計(jì)文件、產(chǎn)品相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。一類、二類焊縫經(jīng)無損檢測后．如發(fā)現(xiàn)有不允許缺陷，應(yīng)在缺陷方向或在可疑部位作補(bǔ)充探傷，補(bǔ)充檢測長度應(yīng)不小于200mm，如經(jīng)補(bǔ)充探傷仍發(fā)現(xiàn)有不允許缺陷，則應(yīng)對該焊工在該條焊縫上所施焊的焊接部位或整條焊縫進(jìn)行探傷．成品檢驗(yàn)合格后由Ⅱ級或Ⅱ級以上無損檢測人員編寫和簽署焊縫無損檢測報(bào)告．作為質(zhì)檢材料存檔和上交驗(yàn)收部門。