韓 霄

(中國電建集團(tuán)湖北工程有限公司 湖北 武漢 430040)

引言

在工業(yè)制造生產(chǎn)領(lǐng)域，焊接技術(shù)應(yīng)用非常廣泛，有“工業(yè)裁縫”之稱。焊接技術(shù)的應(yīng)用，從金屬接合到建筑工程、從機(jī)械制造到航空航天、從高樓大廈到微電子技術(shù)等等，其應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展規(guī)模不斷擴(kuò)大，且在多個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了突破性的進(jìn)展。

隨著社會(huì)的快速發(fā)展以及人口數(shù)量的不斷增加，對(duì)于電力能源的需求量越來越大，電力工程建設(shè)逐漸增多。在電力工程的壓力容器和壓力管道施工中，氬弧焊作為最常用的焊接工藝，其在應(yīng)用過程中存在的各類問題將直接影響焊接工件的質(zhì)量，進(jìn)而影響電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在此，本文對(duì)電力建設(shè)工程中氬弧焊焊接技術(shù)的質(zhì)量控制措施加以概述。

一、我國焊接生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀分析

焊接技術(shù)是一種以加熱、高溫或高壓的方式永久接合金屬材料或熱屬性材料的制造工藝技術(shù)，其連接材料并讓連接的產(chǎn)品發(fā)揮更大價(jià)值，在多個(gè)領(lǐng)域具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。隨著我國制造業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，焊接工藝越來越普及。作為重要的鋼材加工大國，焊接技術(shù)以其周期短、效率高、質(zhì)量好、成本低等優(yōu)勢(shì)，受到制造商青睞并迅速引入，且我國焊接技術(shù)正逐漸探索，向著自主化方向延伸，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整、產(chǎn)品質(zhì)量不斷提升，并在綠色節(jié)能技術(shù)、智能化焊接技術(shù)、成套體系生產(chǎn)管理等方面進(jìn)行深度創(chuàng)新和探索。

近年來，焊接材料產(chǎn)量逐年下滑、表觀消費(fèi)量下降明顯，但在我國制造業(yè)的發(fā)展過程中，鋼材仍然是占據(jù)主導(dǎo)地位的結(jié)構(gòu)材料，是經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的物資基礎(chǔ)。目前，我國焊材出口量已經(jīng)遠(yuǎn)超進(jìn)口量，產(chǎn)品和消費(fèi)結(jié)構(gòu)正向合理的方向發(fā)展，高端焊材品種不斷完善，在核電、超超臨界機(jī)組、大型加氫反應(yīng)器、航空航天、重型機(jī)械、高鐵等重大項(xiàng)目上都得到一定應(yīng)用。另外，我國已經(jīng)發(fā)展成為焊接設(shè)備生產(chǎn)大國，形成了京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角和成都地區(qū)四個(gè)產(chǎn)業(yè)聚集地，焊接設(shè)備產(chǎn)品覆蓋面和出口量逐步增加、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步完善，技術(shù)專利也由少變多。

二、氬弧焊焊接分類、原理和特點(diǎn)

在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，焊接技術(shù)發(fā)揮著愈發(fā)重要的作用，而氬弧焊作為焊接的主要技術(shù)之一，被廣泛引用于電站、航天、高鐵等各類工業(yè)生產(chǎn)中。根據(jù)焊接電極的不同，氬弧焊可以分為熔化極氬弧焊和非熔化極氬弧焊兩種，在電力工程建設(shè)工地現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用中，一般使用鎢極氬弧焊，即非熔化極氣體保護(hù)焊。

鎢極氬弧焊的電弧在鎢極和工件之間燃燒，在焊接電弧周圍通過氬氣形成保護(hù)氣罩，使鎢極、電弧、熔池以及鄰近熱影響區(qū)的高溫金屬不與空氣接觸，能防止氧化和吸收有害氣體，從而形成致密的焊接接頭，其力學(xué)性能非常好。

氬弧焊具有電弧燃燒穩(wěn)定、熱量集中、焊接應(yīng)力及裂紋傾向小、熔敷率高、焊接速度快、不受焊件位置限制、焊接接頭質(zhì)量高等特點(diǎn)，尤其在易氧化的有色金屬和合金鋼、單面焊雙面成型、薄板焊接等方面具有極強(qiáng)的實(shí)用性，在電力建設(shè)中得到廣泛的應(yīng)用。

三、提高電力建設(shè)工程氬弧焊焊接質(zhì)量的控制方法

在電力建設(shè)工程當(dāng)中，對(duì)于氬弧焊焊接的質(zhì)量要求是非常高的，必須采取有效的措施，加強(qiáng)氬弧焊施工過程中的質(zhì)量控制。

(一)選用合適的焊接材料和焊接工藝

焊接質(zhì)量受工件工作環(huán)境、工件母材及焊接材料、焊接方法及工藝參數(shù)等多方面因素影響，結(jié)合實(shí)際情況做出判斷，選擇合適的焊接材料、制定合適的焊接工藝，是保證工件焊接質(zhì)量的基本前提。

在焊接材料選擇方面，應(yīng)根據(jù)工件母材的化學(xué)成分、力學(xué)性能、工作環(huán)境等，對(duì)照熔敷金屬的參數(shù)，選擇化學(xué)成分和力學(xué)性能與母材接近的焊接材料。對(duì)于新型焊接材料，在使用前須經(jīng)過工藝評(píng)定，確保材料性能及產(chǎn)品性能滿足相關(guān)要求。施工單位須當(dāng)重視焊接材料的采購工作，通過正規(guī)渠道采購焊材，檢查焊接材料的材質(zhì)證明文件，并通過專業(yè)人員開展質(zhì)量抽查檢測(cè)，建立可追溯的質(zhì)量檔案。經(jīng)檢測(cè)合格的焊材，應(yīng)按照技術(shù)規(guī)程和管理文件的要求、規(guī)范整齊的儲(chǔ)存在焊接材料倉庫中，保持存放環(huán)境的溫度和濕度，并定期檢查庫存量和材料質(zhì)量。在工件焊接前，須對(duì)焊條、焊絲、焊劑等焊接材料進(jìn)行檢查，避免焊接過程中使用生銹變質(zhì)或受潮的焊接材料。

在焊接工藝方面，應(yīng)根據(jù)焊接材料的性能分析，確定合適的焊接方法、電流電壓參數(shù)以及預(yù)熱和焊后熱處理等流程，并盡量使用對(duì)稱焊接來減少焊縫的殘余應(yīng)力，避免變形和裂紋。氬氣作為一種惰性氣體，不易與其他金屬材料和氣體發(fā)生反應(yīng)，且氣流具有冷卻作用，是有效隔離空氣、保護(hù)焊縫區(qū)域、提高焊接性能的理想保護(hù)氣體。氬弧焊選用的氬氣純度為99.99%，在氬弧焊施工過程中， 應(yīng)根據(jù)工件的壁厚、電流大小、焊縫位置、接頭形式等，通過氬氣流量來調(diào)節(jié)氬氣濃度。如氬氣流量太小，保護(hù)效果減弱，可能導(dǎo)致金屬母材的氧化；如氬氣流量過高，會(huì)因氣流量大而產(chǎn)生紊流，使空氣被紊流卷入熔池而導(dǎo)致熔敷金屬的氧化。因此，氬弧焊要求焊工能熟練操作、合理的設(shè)定氬氣流量，從而保證焊縫質(zhì)量。

(二)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)焊接技術(shù)管理

加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的焊接技術(shù)管理，是保證焊接質(zhì)量的關(guān)鍵所在。

在焊接人員方面，焊工、熱處理工、技術(shù)人員、質(zhì)檢人員、無損檢測(cè)人員等，均應(yīng)持有與工作相對(duì)應(yīng)的資格證書。焊工進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)后，應(yīng)參加現(xiàn)場(chǎng)崗前練習(xí)并經(jīng)考核合格后，方可上崗。焊接技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)每個(gè)工件的特點(diǎn)，制定對(duì)應(yīng)的焊接作業(yè)指導(dǎo)文件、編制詳實(shí)的焊接工藝卡，并通過安全技術(shù)交底使各級(jí)人員提高質(zhì)量意識(shí)、掌握焊接工藝流程和工藝參數(shù)、熟悉質(zhì)量控制和安全防控要點(diǎn)。

在焊接實(shí)施中，操作人員要認(rèn)真負(fù)責(zé)、嚴(yán)格遵守工作紀(jì)律，焊接前對(duì)重要環(huán)節(jié)進(jìn)行確認(rèn)，嚴(yán)格遵守工藝卡的參數(shù)流程開展焊機(jī)施工。焊接質(zhì)量檢查要嚴(yán)格執(zhí)行“三檢制”，尤其是對(duì)焊工自檢，必須建立嚴(yán)格和監(jiān)督和獎(jiǎng)懲制度。質(zhì)檢人員應(yīng)加強(qiáng)巡視，及時(shí)糾正焊接過程中的不規(guī)范操作行為，避免出現(xiàn)大面積的不合格品。

焊接完成后，應(yīng)按照金屬檢測(cè)施工方案和工藝卡，對(duì)焊縫質(zhì)量進(jìn)行無損檢測(cè)。發(fā)現(xiàn)焊接缺陷后，要及時(shí)分析缺陷產(chǎn)生原因、制定返工方案、組織合格人員進(jìn)行返修。在返修過程中，應(yīng)當(dāng)注意同一焊接部位最多只能返修兩次。

另外，施工過程中，要建立全周期焊接技術(shù)檔案，包含母材的光譜檢驗(yàn)，焊接材料的采購、抽查、儲(chǔ)存、發(fā)放和回收，焊縫的編號(hào)及操作人員、焊接工藝參數(shù)、熱處理記錄、無損檢測(cè)和返修記錄等，確保每一道焊縫的可追溯性、有效的控制焊縫質(zhì)量。

(三)加強(qiáng)五新技術(shù)應(yīng)用

創(chuàng)新是企業(yè)發(fā)展的核心動(dòng)力，為適應(yīng)電力建設(shè)科技創(chuàng)新的新常態(tài)、堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，電力建設(shè)施工企業(yè)要推動(dòng)五新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，積極引進(jìn)先進(jìn)的焊接、熱處理和無損檢測(cè)等設(shè)備，針對(duì)高參數(shù)電站中的新型母材選用新型焊接材料，通過焊接工藝評(píng)定制定符合施工企業(yè)條件的氬弧焊新流程，完善質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)。通過上述措施，有效提高焊接效率、提升焊接質(zhì)量、加強(qiáng)過程控制、提高驗(yàn)收水平，從而形成自身的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

(四)培養(yǎng)專業(yè)人才

隨著電力建設(shè)工程的發(fā)展和管理模式的變更，焊接專業(yè)人才已成為制約電力建設(shè)焊接工程安全生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。對(duì)于加強(qiáng)氬弧焊焊接質(zhì)量、促進(jìn)氬弧焊技術(shù)發(fā)展，培養(yǎng)專業(yè)的人才是必不可少的。一方面，惡劣的工作環(huán)境和相對(duì)短暫的職業(yè)周期，使高水平焊接操作人員日益缺乏。企業(yè)要從多元化用工渠道、人員結(jié)構(gòu)組成、人事激勵(lì)、員工勞保福利等方面著手，建立一套穩(wěn)定培養(yǎng)高級(jí)焊工的機(jī)制。另一方面，焊接技術(shù)人員可有效的促進(jìn)電力施工過程中氬弧焊質(zhì)量的提高，但技術(shù)的專業(yè)性和個(gè)人發(fā)展的局限性，使焊接技術(shù)管理隊(duì)伍青黃不接。加強(qiáng)與高校的人才合作、注重技能和素質(zhì)的全方位培訓(xùn)、打破技術(shù)和發(fā)展壁壘、切實(shí)提升技術(shù)人員綜合實(shí)力，才能為電力施工企業(yè)的發(fā)展提供強(qiáng)大的動(dòng)力支持和人才支撐。

四、結(jié)束語

綜上所述，當(dāng)前隨著社會(huì)的快速發(fā)展，對(duì)于電力能源的需求量越來越大，這在很大程度上促進(jìn)了電力工程的建設(shè)。焊接作為電力工程建設(shè)的重要內(nèi)容，如果焊接存在質(zhì)量問題，必須會(huì)影響到電力工程建設(shè)質(zhì)量。希望通過本文分析，能夠?qū)﹄娏こ探ㄔO(shè)提供一定幫助。