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　　摘要：在水工鋼結構制造安裝現場建立質量保證體系，使水工鋼結構的制造安裝從工裝設計、工藝制訂、材料采購、資源配置、焊接、檢驗等都在受控條件下進行，從而保證水工鋼結構的制造安裝質量，確保金結設備的安全可靠運行。其中焊接工序是鋼結構制造、安裝生產中的一道關鍵工序，焊接質量的好壞在產品的使用中起著至關重要的作用，焊接檢驗是保證焊接產品質量的重要措施。

　　關鍵詞：水工鋼結構,焊接檢驗,質量,控制

　　在水利工程金屬結構制造安裝中，主要制作工序是組裝和焊接，其中焊接工序是鋼結構制造、安裝生產中的一道關鍵工序，其質量的好壞直接影響金結設備安全運行的可靠性，因此，各有關水工鋼結構設計、制造安裝及驗收規程規范，都對焊接這一環節給予了充分地重視，并對其施工質量指標作了明確的規定。從目前鋼結構所發生的事故分析看，大多在焊縫及熱影響區，直接關系到鋼結構制造、安裝質量，因此焊接質量的好壞在產品的使用中起著至關重要的作用，而焊接檢驗是保證焊接產品質量的重要措施。

　　一、焊接檢驗的作用與意義

　　焊接生產的質量檢驗簡稱焊接檢驗，它是根據產品的有關標準和技術要求，對焊接生產過程中的原材料、半成品、成品的質量以及工藝過程進行檢查和驗證。目的是保證產品符合質量要求，防止廢品的產生。

　　焊接檢驗對生產者，是保證產品質量的手段；對主管部門，是對企業進行質量評定和監督手段；對用戶，則是對產品進行驗收的重要手段。檢驗結果是產品質量、安全和可靠性評定的依據。

　　二、質量檢驗的依據

　　1.施工圖樣：圖樣規定了產品加工制造后必須達到的材質特性、幾何特性以及加工精度的要求。

　　2.技術標準：包括國家的、行業的或企業的有關標準和技術法規。在這寫標準或法規中規定了產品的質量要求和質量評定的方法。

　　3.制造的工藝文件：如工藝規程等，在這些文件中根據工藝特點提出必須滿足的工藝要求。

　　4.訂貨合同：在訂貨合同中有時對產品提出附加要求，作為圖樣和技術文件的補充規定，同樣是制造和驗收的依據。

　　三、質量檢驗方式

　　產品在生產過程中可以采用各種檢驗方式來達到質量保證與控制。重型或大型復雜的焊接結構，多是單件或小批生產，為了及時發現制造過程中的質量問題，避免產生廢品，一般對每一道關鍵工序都采取按工藝流程和按檢驗制度相結合的檢驗方式進行。

　　常用質量檢驗方式的分類及其特征

　　四、焊接檢驗方法及其分類

　　焊接質量檢驗的方法，按其特點和內容可分為下表中三大類。

　　（一）破壞性檢驗

　　1.焊接接頭的力學性能試驗

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

　　⑵彎曲試驗：用以檢驗接頭的塑性，并可以反映出接頭各區的塑性差別，暴露焊接缺陷和考核熔合線的結合質量。

　　⑶沖擊試驗：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：測定焊縫金屬和熱影響區的硬度并可間接估算材料的強度，用以比較出接頭各區的性能差別及熱影響區的淬硬傾向。

　　2.金相檢驗

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

　　⑴宏觀金相檢驗：

　　①宏觀組織分析：用以了解焊縫一次結晶組織的粗細程度，熔池形狀及尺寸；焊接接頭各區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：對焊縫局部鉆孔，檢查焊縫的內部氣孔，確定焊縫的顯微缺陷和金相組織。

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

　　(二)非破壞性檢驗

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

　　①焊縫外形尺寸應符合設計圖樣和工藝文件規定，焊縫高度不低于母材，焊縫與母材應圓滑過渡。

　　②焊縫和熱影響區表面不允許有裂紋、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：檢驗焊縫的密封性和受壓元件的強度；

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

　　⑶煤油檢驗。

　　3.無損檢測

　　主要無損檢測方法的適用性及特點

　　五、焊接缺陷和質量檢驗

　　在焊接接頭中產生的不符合設計或工藝文件要求的缺陷，稱為焊接缺陷。

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

　　1.預先檢驗（焊前檢驗）：焊前檢驗是焊接檢驗的第一個階段．也是至關重要的一個階段。質量的達成靠預防．焊前應把所有影響質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、規格和訂貨要求應符合圖樣和技術文件規定，材料的代用應執行代用制度。材料進廠時，應按材料標準的規定檢查驗收，必要時可進行抽檢復驗。其它焊接材料的選用，應根據母材的化學成份、機械性能、焊接接頭的抗裂性、焊前預熱、焊后熱處理及使用條件等因素綜合考慮。焊條應根據說明規定進行烘干，烘干的焊條應在100～150℃保溫，隨用隨取。烘干的焊條位置于空氣中超過四小時，重新烘干，重新烘干次數不超過兩次。焊絲表面不得有油污、水、鐵銹等，不得有小角度彎曲。焊劑顆粒度應符合說明書要求，焊劑使用前應烘干，烘干溫度和保溫時間，按說明書要求進行，烘干的焊劑要隨用隨取。

　　b）焊接設備、儀表、工藝裝備；施工中的焊接設備及其相關設施應處于正常工作狀態，設備必須具有參數穩定、調節靈活和安全可靠等性能，并能滿足焊接規范需要。設備上的電流、電壓表及規范參數調節裝置等應定期檢查，并經法定計量部門認證合格。

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

　　d）焊工資格；焊工應經專門的技術訓練，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則》或其他有關焊工考試規則進行考試，并取得第三方公證單位認可的焊工合格證。

　　e）焊接工藝文件；焊接工藝試驗結果評定內容，除無損探傷、拉伸及冷彎試驗外，還應根據材料性質提出有關力學性能試驗、金相試驗、抗裂試驗和化學試驗等。并依據焊接工藝文件，制定出詳細的焊接作業指導書。

　　2.中間檢驗（焊接過程檢驗）焊接過程檢驗是焊接檢驗的第二階段。主要依靠焊工在整個操作過程中完成．主要包括焊接環境確認、焊接規范參數控制、焊接工藝執行情況、焊縫返修等。焊接過程中檢驗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生的焊接缺陷．便于及時發現并去除。它包括檢驗在焊接過程中焊接設備的運行情況是否正常、焊接工藝參數是否正確：焊接夾具在焊接過程中是否牢固：檢驗在在操作過程中可能出現的未焊透、夾渣、氣孔、燒穿等焊接缺陷等等。焊接過程中的檢驗．為成品檢驗時新發現缺陷的性質的確定提供了一定的依據。

　　a）焊接環境。根據規范等規定：當施焊環境出現下列任—情況，且無有效防護措施時，禁止焊接施工：①雨天和雪天的露天施焊；②施焊場地風速大于五級(8m/s)；③環境溫度低于-10℃；④相對濕度大于90%。由于水工鋼結構制造安裝施工基本上是露天作業，且工期緊、交叉作業多，因此，在施工時必須保證焊接環境條件符合焊接技術要求，從而為保證產品焊接質量創造良好條件。

　　b）焊接規范參數；焊條電弧焊焊接工藝參數包括：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，預熱溫度和焊后熱處理溫度及時間等。產品施焊時，質檢員、技術員必須督促焊工嚴格執行工藝紀律，嚴格按焊接作業指導書要求進行施焊，對于一、二類焊縫并要求有經質檢員簽字認可的施焊記錄。

　　c）焊接工藝執行情況；通常焊工都根據焊條直徑推薦的電流范圍，或根據經驗選定一個電流，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、焊條是否發紅、焊縫成形是否好、脫渣性是否好等來選擇焊接電流。當焊接電流合適時，焊接時很容易引弧，電弧穩定，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，焊后焊縫兩側圓滑地過渡到母材上，魚鱗紋較細，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具體情況靈活掌握。

　　d）焊縫返修是指存在超標缺陷的焊縫必須經焊補來處理。SL36《水工金屬結構焊接通用技術條件》及DL5017、DL/T5018等均規定“焊縫同一位置修補次數一般不應超過兩次，第三次修補必須經技術總負責人批準，并將修補情況記入產品質量檔案”。因此，焊縫返修必須有返修工藝和記錄，必要時應有返修工藝評定，以保證焊縫返修在受控狀況下進行。返修工藝應依據材料、設備技術參數、缺陷性質、位置、大小和產生的原因及焊縫受力特點來制定，并要進行審批，否則應視為無效，不予執行。

　　3.最后檢驗（成品檢驗）：成品(包括焊接零部件)檢驗是焊接檢驗的最后階段。焊接結構在生產過程中．雖然經過焊前檢驗和焊接過程檢驗．但由于影響焊接產品質量的因素很多．如由于焊接過程外界因素的變化或焊接工藝參數的不穩定等都可能導致焊接缺陷的產生。為了保證焊接的質量．對成品必須進行質量檢驗。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力，降低焊接區的硬度，促使擴散氫逸出，穩定組織及改善力學性能和高溫性能等。選擇熱處理溫度要根據鋼材的性能、顯微組織、接頭工作溫度、結構形式、熱處理目的來綜合考慮，并通過顯微金相和硬度試驗來確定。

　　b）焊縫外觀及尺寸；焊縫外觀檢查應在焊縫完成48h后進行．檢查宜采用焊縫量規和5倍的放大鏡進行。檢查的項目主要有裂紋、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；焊縫外觀質量檢查合格后應進行焊縫無損檢測．無損檢測方法、檢測范圍和質量要求應符合設計文件、產品相關標準的規定。一類、二類焊縫經無損檢測后．如發現有不允許缺陷，應在缺陷方向或在可疑部位作補充探傷，補充檢測長度應不小于200mm，如經補充探傷仍發現有不允許缺陷，則應對該焊工在該條焊縫上所施焊的焊接部位或整條焊縫進行探傷．成品檢驗合格后由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告．作為質檢材料存檔和上交驗收部門。