岸橋結(jié)構(gòu)件質(zhì)量控制工藝技術(shù)研究

周陽 吉亞娟 張國平

摘 ?要：目前我國制造業(yè)發(fā)展十分迅猛，也由此對于機(jī)械結(jié)構(gòu)件的加工制造更為重視，焊接作為結(jié)構(gòu)件加工的重要的一環(huán)，對于產(chǎn)品的整體制造性能，使用壽命至關(guān)重要，對于加工過程中的焊縫的形式，尺寸以及強(qiáng)度，剛度都要達(dá)到一定的構(gòu)件要求，加工完成后還需要采取一定的保護(hù)措施，有利于長期使用和保存，這些都直接影響到焊接結(jié)構(gòu)件的使用壽命，本文主要介紹港口機(jī)械大型結(jié)構(gòu)件制造過程中質(zhì)量控制工藝技術(shù)的研究，對推動鋼結(jié)構(gòu)件的制造技術(shù)的提升及改進(jìn)意義十分重大。

關(guān)鍵詞：岸橋;結(jié)構(gòu)件;質(zhì)量控制;工藝

1.引言

大型的結(jié)構(gòu)件也同時需要滿足能承受較高的剛度和強(qiáng)度以及穩(wěn)定性，進(jìn)而確保結(jié)構(gòu)件在使用過程中的安全性，這就要求結(jié)構(gòu)件在焊接的時候必須把控焊接工藝技術(shù)，但是在焊接當(dāng)中的焊接應(yīng)力，焊接變形卻會或多或少的存在，如果變形超出了一定的合理范圍，就會造成結(jié)構(gòu)件直接無法使用，不僅影響加工質(zhì)量，給工業(yè)生產(chǎn)造成一定的成本浪費(fèi)，也會影響整體生產(chǎn)進(jìn)度。

2.岸橋結(jié)構(gòu)件制造質(zhì)量控制分析

通常加工制造的方式有許多，例如，鑄造，鍛造，焊接等，前兩者主要針對大小規(guī)模較小的加工件，對于大型的構(gòu)件，往往需要通過多個小型構(gòu)件焊接而成，而要想使焊接結(jié)構(gòu)件保持恒定的質(zhì)量水準(zhǔn)，就需要配備嚴(yán)格而完善的質(zhì)量控制體系，確保質(zhì)量的實(shí)際加工是與標(biāo)準(zhǔn)工藝相一致，最終能夠生產(chǎn)出符合要求的結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品。

如果能夠?qū)附诱w工藝，以及后續(xù)的加工工藝工程做到科學(xué)有效的管理將會大大提高港口機(jī)械結(jié)構(gòu)件的加工質(zhì)量和效率，所以本文研究焊接質(zhì)量以及科學(xué)加工管控整體加工制造質(zhì)量的問題，分析其原因機(jī)理具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2.1質(zhì)量控制要點(diǎn)

主要過程包括：放樣一下料一拼板一切割一組立一埋弧焊接一鉆孔一組裝一矯正成型一零配件下料一制作組裝一焊接和焊接檢驗(yàn)一防銹處理。要想保證鋼結(jié)構(gòu)的加工質(zhì)量，就必須嚴(yán)格遵照工藝進(jìn)行，保證每一步工序到位。

（1）材質(zhì)是最先需要了解的，其主要構(gòu)成元素，需要由哪幾部分焊接而成，焊接的基本條件是否滿足，即是否具有可焊性，在既往的焊接過程中是否有過先例，如果沒有就需要進(jìn)行系統(tǒng)的評定，要從材料的牌號確定其裂紋的傾向性，并對材料進(jìn)行抗裂性試驗(yàn)。

（2）分析焊縫的可能尺寸和長度，焊縫可能存在延伸的部位，各焊縫對焊接變形可能存在的影響情況，并且提前預(yù)估在各種引起焊縫異常的情況中，各個焊縫出現(xiàn)的變形方向，計(jì)算變形的大小，并通過對比分析，為后續(xù)的模擬焊接或試驗(yàn)做鋪墊。

（3）針對應(yīng)力殘余的情況，必須要充分衡量其可能造成的影響，如果有需要，憑借相關(guān)軟件的特性，模擬焊接應(yīng)力對裂紋的實(shí)際影響，以及當(dāng)工件在受到一定程度的焊接交變載荷的時候，所形成的不利因素，為能夠及時的消除掉殘余應(yīng)力提供前提條件。

2.2工藝質(zhì)量之焊接工藝

如果發(fā)現(xiàn)在焊接過程中，焊接位置存在虛焊的情況，需要對焊接處進(jìn)行補(bǔ)焊，并且進(jìn)行探傷，對探傷后的情況查明其原因，針對其原因，找到合適的解決辦法，制定后續(xù)同類型問題的既定規(guī)程。對于焊縫的邊緣超過了標(biāo)準(zhǔn)的允許值，則應(yīng)當(dāng)采用人工或電動的方式對其打磨加工，最好做到能夠圓滑的過渡，避免形成應(yīng)力集中，而對于焊縫的凹陷，焊弧坑以及焊縫尺寸不足的情況，常規(guī)的打磨可能會大面積的磨掉焊接的尺寸厚度，甚至可能造成二次焊接，這對焊接質(zhì)量十分的不利。所以打磨并不是最佳的解決辦法，針對這種情況，可以采取強(qiáng)酸腐蝕，MT或者其他的小范圍解決方式，酸腐蝕完畢之后仍然需要對修補(bǔ)的地方進(jìn)行探傷，知道最終達(dá)到焊縫的質(zhì)量要求。

3.焊接質(zhì)量控制要素

（一）預(yù)熱溫度控制

預(yù)熱溫度的控制指得是，在焊接過程中，需要將兩種焊接材料的溫度保持在接近或者相似的狀態(tài)，不能一種材料構(gòu)件的溫度高，另一種材料的構(gòu)件的溫度低，如果出現(xiàn)兩種材料構(gòu)件溫度不同則需要將其中一種材料進(jìn)行預(yù)熱，保證兩種材料構(gòu)件的溫度在合理的范圍內(nèi)才能進(jìn)行焊接。零件本身具備一定的脆性，焊接中可能會因?yàn)闇夭畹拇嬖?，造成焊接口存在脆性，容易脫落，斷裂?/p>

（二）尺寸偏差控制

決定焊接準(zhǔn)確性的一個重要因素就是要嚴(yán)格把控好焊接的尺寸，由于在焊接之前會對構(gòu)件采取坡口的制作，所以確定坡口的焊接尺寸對于后面焊接成品的尺寸有重要影響，當(dāng)確認(rèn)相關(guān)的尺寸正確之后再進(jìn)行焊接。同時，要預(yù)留一定的焊接收縮余量，防止鋼結(jié)構(gòu)件焊接變形。

（三）引弧板、引出板以及嵌條的木材控制

鋼結(jié)構(gòu)的焊接必然會涉及到T形接頭的位置，對于這樣的結(jié)構(gòu)最好是在兩端添加引弧板，并配以引出板。但是必須保證其坡口形式應(yīng)與焊接零件一致，焊接完成之后，可以使用氣體切割，或者砂輪打磨修正相關(guān)的部位，但是不得使用錘子等重物進(jìn)行敲打擊落，嵌條的材質(zhì)需要和母材保持一致，才能夠更好的控制焊接質(zhì)量。

4.大型鋼結(jié)構(gòu)件質(zhì)量控制的差異性

一般而言，焊接是大型結(jié)構(gòu)件加工的主要形式之一，因?yàn)楹附訒a(chǎn)生高熱量，會使得原本冷卻的部位瞬間溫度上升，而后又極速冷卻，焊接區(qū)會在高溫的影響下而發(fā)生膨脹，進(jìn)而使得被焊區(qū)產(chǎn)生一定的塑性變形，等到溫度下降之后焊接區(qū)域又會出現(xiàn)回縮，然而此時兩焊接部位已經(jīng)緊固無法自由伸縮，就會在焊接處產(chǎn)生殘余應(yīng)力，如果焊接的材料并不是非常的好，那么很容易在焊接的時候產(chǎn)生應(yīng)變力裂紋，而一旦應(yīng)力的存在，又會使得焊接件存在變形的可能，在結(jié)構(gòu)件的工藝生產(chǎn)中，通常將變形分為三大類：首先是收縮變形，這種變形主要是垂向或者徑向;彎曲變形主要是指橫向收縮的彎曲以及縱向彎曲。最后一類是扭曲變形，該種變形并不常見，而且形成過程比較復(fù)雜。

焊接所使用的焊材，必須存放在干凈，無污染的環(huán)境當(dāng)中，在焊接前對焊材的表面認(rèn)真清理，特別是焊接部位，要仔細(xì)的清灰，處理可能存在的氣孔，渣子等問題。一般的結(jié)構(gòu)件焊接往往是在工廠內(nèi)完成，所以加工制造環(huán)境相對較好，但是也有一些大型的構(gòu)件，由于運(yùn)輸?shù)葐栴}，可能會先將小件運(yùn)到現(xiàn)場，然后現(xiàn)場進(jìn)行露天焊接，這就可能會遇到風(fēng)，雨等不利于焊接的環(huán)境，所以需要盡可能避免這種環(huán)境下加工，以及采取隔離防護(hù)等措施。否則也會影響到加工的質(zhì)量。

5.抓好制造過程中的質(zhì)量控制

（1）如果在之前的生產(chǎn)過程中并沒有使用到同類型的焊接材料，那么就需要對材料進(jìn)行抗裂性能的分析，要充分考慮在怎樣的情況下能夠更好的避免裂紋的產(chǎn)生。

（2）依照相關(guān)的工藝確定采取相對應(yīng)的接頭方式，焊接方式，甚至焊接的順序也需要有相應(yīng)的安排，進(jìn)行分步式的綜合檢驗(yàn)，從而確保相應(yīng)的工藝能夠順利進(jìn)行。

（3）對于一些特殊的構(gòu)件，本身不能進(jìn)行單項(xiàng)焊接，但是又不能確保保證其性能的，就需要考慮進(jìn)行模擬焊接試驗(yàn)，這種模擬焊不僅僅是指焊接本身而是涉及到整個流程，包括，裝卡方式，焊接方法，焊接順序，甚至預(yù)熱后處理等，盡可能的全面的仿真整個焊接的工藝流程，為最后的工藝驗(yàn)證做有利的事實(shí)依據(jù)。

5.1嚴(yán)控加工過程

加工過程的本質(zhì)其實(shí)是將技術(shù)方案，工藝制作規(guī)程，以及各項(xiàng)質(zhì)量管控措施，安全措施落實(shí)到位的實(shí)踐，要想把質(zhì)量管控好，最主要還是要落實(shí)到幾個關(guān)鍵點(diǎn)，如首先做好技術(shù)交底，制定嚴(yán)格的質(zhì)量控制要求，在加工過程中，隨時保持抽查的規(guī)定，當(dāng)加工時出現(xiàn)問題要立即上報并解決，做好整個加工過程中的各項(xiàng)工藝記錄并建立從頭至尾的完善管理檔案。

（1）由于結(jié)構(gòu)件的制造，焊接的過較為繁雜，所以對于焊材的管理以及焊接工具，設(shè)備，產(chǎn)品的編號環(huán)境都要有一定的要求。

（2）加工制造的管理也是影響加工質(zhì)量的關(guān)鍵一環(huán)，在滿足工藝要求，需要合理的設(shè)置好各部工序的關(guān)系，各個加工的工期時間，以及各個部門甚至外包方的協(xié)調(diào)關(guān)系杜絕粗制濫造的情況發(fā)生。

（3）整個加工制造中，加工人員才是加工實(shí)施的主體，所以對人員的獎懲也要納入到質(zhì)量管控當(dāng)中。焊接在整個鋼結(jié)構(gòu)制造中地位顯著，甚至有專業(yè)人士認(rèn)為，焊接直接關(guān)系到整個鋼結(jié)構(gòu)后續(xù)使用過程的壽命。而焊接的關(guān)鍵執(zhí)行主體是焊接人員，焊接是鋼結(jié)構(gòu)件制作十分關(guān)鍵的工藝，可以說焊接的質(zhì)量直接影響到結(jié)構(gòu)件的使用壽命，在焊接之前，需要對焊接人員進(jìn)行全方位的培訓(xùn)，特別是特殊的結(jié)構(gòu)，針對重點(diǎn)結(jié)構(gòu)焊接需要具備相應(yīng)的等級資質(zhì)才行。并且要檢查焊接件表面的實(shí)際情況，表面是否存在，渣子，塵土等異物，才能開始正式焊接。

6.結(jié)束語

根據(jù)實(shí)踐當(dāng)中鋼結(jié)構(gòu)的具體屬性，充分掌握岸橋結(jié)構(gòu)的質(zhì)量特征，對于目前大型結(jié)構(gòu)件的制造質(zhì)量影響因素進(jìn)行分析總結(jié)，把握其制造規(guī)律，總體控制結(jié)構(gòu)件制造的焊接質(zhì)量，以及焊接變形的影響因素，分析每一個結(jié)構(gòu)件制造過程的工藝路徑，工藝試驗(yàn)，并結(jié)合強(qiáng)而有力地人為管控手段，港口機(jī)械質(zhì)量控制必將得到進(jìn)一步的發(fā)展和提高。

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作者簡介：周陽，男，1989年9月生，陜西蒲城人，上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司助理工程師，研究方向：質(zhì)量控制。

吉亞娟，女，1982年2月生，江蘇鹽城市人，上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司工程師，研究方向：升壓站建造的質(zhì)量控制。

張國平，男，1983年10月生，江蘇鹽城人，上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司，工程師，研究方向：岸橋制造工藝。