焊接质量检测论文

锅炉、压力容器和管道焊接自动化的新发展 在我国锅炉、压力容器和管道制造行业中，各大中型企业的焊接机械化和自动化程度相对较高，像哈锅，上锅这样的企业已达到80%以上。不过，在国际上对焊接机械化和自动化作了重新定义。焊接机械化是指焊接机头的运动和焊丝的给送由机械完成，焊接过程中焊头相对于接缝中心位置和焊丝离焊缝表面的距离仍须由焊接操作工监视和手工调整。焊接自动化是指焊接过程自启动至结束全部由焊机的执行自动完成。无需操作工作任何调整，即焊接过程中焊头的位置的修正和各焊接参数的调整是通过焊机的自适应控制系统实现的。而自适应控制系统通常由高灵敏传感器，人工智能软件、信息处理器和快速反应的精密执行机构等组成。按照上述标准来衡量，我国锅炉，压力容器和管道焊接的自动化率是相当低的。极大多数仅实现了焊接生产的机械化。因此，为加速本行业焊接生产现代化的进程，增强企业的核心竞争力，应尽快提高焊接自动化的程度。按照当前中央提出的“以人为本”的理念。焊接自动化具有更深刻的意义。它不仅仅是提高了焊接生产率和稳定了焊接质量，而更重要的是使焊工远离了有害的工作环境，减轻或消除了职业病的危害。 以下列举几个在压力容器和管道制造中已得到实际应用现代化自动焊接装备实例。以说明其基本结构和功能以及在焊接生产中所发挥的作用。 1 厚壁压力容器对接接头的全自动焊接装备 德国Babcock-Borsig公司与瑞典ESAB公司合作于1997年开发了一台大型龙门式全自动自适应控制埋弧装备。专用于、厚壁容器筒体纵缝和环缝的焊接。自1998年正式投运至今使用状况良好，为了型厚壁容器对接缝的自动埋弧焊开创了成功的先例。 该装备配置了串列电弧双丝埋弧焊焊头，由计算机软件控制的ABW系统（Adaptive Batt Welding）和激光图像传感器。 在焊接过程中激光图像传感器连续测定接头的外形尺寸，测量数据通过计算机由智能软件快速处理，并确定所要求的焊接参数和焊头位置。也就是说每焊道的尺寸和焊道的排列是由系统的软件以自适应的方式控制的。 系统软件可调整每一填充焊道的4个焊接参数：焊接速度，焊接电流，焊道的排列和各填充层和盖面层的焊道数。因此，该系统可使实时焊接参数自动适应接头整个长度上横截面和几何尺寸的偏差。焊接速度是控制不同区域内的熔敷金属量，而焊接电流是控制焊道的高度和熔敷金属量。焊道的排列是决定每层焊道间的搭接量。每层的焊道数则取决于每层的坡口宽度。该设备的主控制器和监视器以PC机为基础。 多年的使用经验表明，该装备不仅大大提高厚壁容器的焊接生产率，而且确保形成无缺陷的厚壁焊缝，同时显著降低了焊工劳动强度，改善了工作环境。 2 厚壁管件全自动多站焊接装置 火力和核电站的主蒸汽管道，其壁厚已超过100mm，焊接工作量相当大，迫切需要实现焊接生产的全自动化，以提高生产率。每个焊接工作站由焊接操作机，翻转机构，滚轮架，夹紧装置和焊接机头及焊接电源等组成。所有的焊接工作站由中央控制器集成控制。适用的管径范围为139~558 mm，壁厚18~100 管件长度大于1800 可全自动焊接直管对接，直管与弯管接头，直管与法兰以及直管与端盖对接接头。焊接方法采用窄坡口热丝TIG焊。 在该自适应控制系统中，采用黑白摄像机检测坡口边缘的位置。采用彩色摄像机监控电弧和填充丝的位置。通过检则焊丝加热电流控制填充丝的垂直方向的位置。这种控制方法是利用黑白摄像机的图像，经过计算机图像处理，确定内外边缘的照度差。当焊接条件变化时，系统将自动调整摄相机快门的曝光时间。以达到给定的照度，使焊枪始终保持在焊接开始时调整好的位置。壁厚管件全自动多焊接装置基本上实现了焊接作业无人操作。只需要一名操作人员在主控制室内设置管件的原始条件并在焊接过程中进行监控。这种全自动焊接装置已在日本三菱重工公司投入生产试用。 3 大直径管对接全位置自TIG焊机 大直径管对接的全位置TIG焊是一项难度很大的焊接作业，培养一名技能高度熟练的焊工需要耗费大量的人力和物力，而且产品的焊接质量还取决于焊工自身多年积累的生产经验。为了克服对焊工技能的依赖性，消除人为因素对产品焊接质量的不利影响，产生了开发模拟高级熟练焊工的智能和操作要领的全自动焊管机的想法。 该自动焊管机可用于直径165—1000mm，壁厚0—0 mm的不锈钢管环缝的全位置焊，并采用窄间隙填丝TIG焊（单层单道焊工艺）。焊机的自动控制系统采用了视觉和听觉传感器，由计算机程序控制执行机构，模仿熟练焊工的反应和动作。 自适应控制和质量监控系统的作用原理为，自适应控制主要是通过视觉传感器实时检测的信息和计算机图像处理，按模糊逻辑规则，实时控制钨极相对于坡口边缘的位置，填充焊丝相对于钨极的位置以及决定焊接熔池尺寸的焊接参数。而焊缝质量的监控系统则按照激光视频传感器，听觉传感器和电流传感器的信息实时修正焊接熔池尺寸，焊道形状，钨极尖端的形状，电弧燃烧的稳定性和焊接电流，以保证焊缝质量的一致性。 在自适应控制系统中，安装在焊枪前侧的视觉传感器（摄像机）起主要作用，将所摄取的对接区图像输入到计算机，根据计算机软件图像处理结果，可以定量检测钨极相对于坡口边缘的位置，填充焊丝相对于钨极的横向位移，以及焊接熔池的尺寸及钨极的损耗。 激光视频传感器是由摄像机和激光聚光灯组成，安装在焊枪的后侧。所形成的图像可用来测定焊道边缘的润温角，即焊道表面与坡口侧壁之间的角度。控制系统根据这些信息，对焊接参数进行自适应控制。 自适应计算方法的工原理如下。焊接过程中，为调整钨极的位置，引用了模糊逻辑理论，即所谓奇数理论。当前节距内钨极位置的修正速度是按所测定的钨极位移量和前一节距内的修正速度计算的，以此来保证修正精度。 上述大直径管全自动全位置焊管机已在电站锅炉安装工程中得到实际的应用，取得了令人满意的效果。

1、当承包单位施工焊接分项工程时，焊接/工艺监理工程师应加强对该分项工程的巡视检查，如建设单位要求或重要部位的焊接，监理人员应采取旁站监理，及时检查施焊过程中各工序是否符合规范标准要求，并根据有关质量标准检查焊缝的外观质量，如焊缝的外观质量不合格，则应及时下达监理通知要求承包单位进行整改，直到合格为止。焊缝的表面质量合格与否是保证底片透照质量和检测结果准确性的前提。2、焊缝外观质量检查合格后，由施工单位填写《无损检测申请报告》，焊接/工艺监理工程师接到《无损检测申请报告》后，向检测单位下达《无损检测指令》，检测承包单位依据指令对相应检测部位实施无损检测操作；3、焊缝存在返修时，检测单位将返修通知单一式两份提供给焊接/工艺监理工程师，由无损检测监理工程师下达《无损检测返修指令》，《无损检测返修指令》与返修通知单一并由焊接/工艺监理工程师交于施工单位进行返修。返修完毕经焊接/工艺监理工程师外观质量检查合格，施工单位填写《无损检测复探申请报告》，焊接/工艺监理工程师接到《无损检测复探申请报告》后，向检测单位下达《无损检测复（扩）探指令》，检测承包单位依据指令对相应部位实施复探操作，当检测比例为抽检时，复探的同时还应按有关标准要求进行扩探。

在我国，电焊操作需要持证上岗，焊工是属于准入类的工种，在技能人员职业资格中，81项工种里准入类的只有五项，焊工就是其中一项，而实际情况确实大部分的行业从业人士都是无证操作。随着技术的不断规范以及行业的相关要求，越来越多的人都想考一个电焊证，考证的优势还是非常大的，首先持证和非持证的薪资待遇相差很大，往往能够达到多出一倍或者更高的级别。因此，关于短期焊工培训的问题自然而然地成为了从业人员都比较关心的问题。焊接作为工业“裁缝”是工业生产中非常重要的加工手段，焊接质量的好坏对产品质量起着决定性的影响，那么，焊接技术未来的发展究竟如何呢？行业前景随着生产的发展，焊接广泛应用于宇航、航空、核工业、造船、建筑及机械制造等工业部门，在中国的经济发展中，焊接技术是一种不可缺少的加工手段。进入二十一世纪后，焊接是制造业中的一个重要组成部分，并且发展迅速，因此给焊接产业带来了前所未有的发展机遇，水电焊、氩弧焊、数控等技术类工种在就业日趋艰难的大形势下仍是一枝独秀。目前我国每年消耗钢材3亿吨（焊接结构约2吨），需要焊机约75万台，焊接行业将在今后8~10年会持续保持增长，市场上很多优秀的焊工月薪都过万，薪资也十分可观。

摘 要：在近几年科学技术快速发展的背景下，焊接技术作为一项复杂、系统的工作，也得到了不断的发展。但在焊接实际操作情况中还是存在一些常见缺陷，必须选用恰当的防治措施进行预防消除。本文就焊接中常见缺陷及预防措施进行了探究和分析，以供参考。 下载论文网 　　关键词：焊接；常见缺陷；预防措施 　　一、常见焊接中的缺陷 　　1、焊接裂纹缺陷 　　裂纹是在焊接过程中出现的一种严重缺陷，焊接裂纹是指在焊接的过程中焊缝之间的原子结合效果遭到破坏，从而使得焊缝在形成新的界面所产生的缝隙。根据焊接过程中所出现的缝隙的大小可以将焊缝裂纹分为宏观、微观以及极细微裂纹，其中宏观是仅凭肉眼就可发现的裂纹，而微观裂纹则指的是在显微镜下才可看见的裂纹，而最后一种则是在超精密显微镜下才能看到的裂纹，根据裂纹形成温度的不同可以分为热裂纹和冷裂纹。同时根据裂纹形成机理的不同可以分为层状撕裂、应力腐蚀裂纹等多种裂纹形式。在焊接的过程中形成的裂纹尤其是冷裂纹其对焊缝性能的影响是灾难性的，这一问题在压力容器事故中表现最为明显，通过对压力容器事故统计后发现，在造成压力容器事故原因中，除了设计和选材不合理外，因焊接过程中焊缝所产生裂纹而导致的事故比重是最大的。 　　2、气孔现象及成因 　　焊接进入熔化阶段时，熔池凝固之前，内生和外入气体未排除而形成的空隙即为气孔。其直接造成金属熔合面积变小，从而降低了焊缝处受荷载是的强度。在电弧焊中这种现象尤为明显。出现此种质量缺陷的原因多为熔池温度低、熔敷金属给送的过多、运条角度不适当、焊口清理不干净、焊接速度过快等。 　　3、夹渣现象及成因 　　夹渣是残留在焊缝中的熔渣或其他非金属夹杂物，其形状多数呈不规则状，易产生在坡口边缘、焊道形状突变等处。夹渣的成因主要有运条不当，熔池内各组分分不清；焊件上或坡口内油、污、锈等未清理干净，特别是在多层焊时；熔池温度低，焊速太快；电弧过长或极性不正确；埋弧焊封底时，焊丝位置偏离。 　　4、未焊透现象及成因 　　未焊透是焊接时接头的根部未完全熔透的现象，这类缺陷不仅降低了焊接接头的机械性能，而且在未焊透处的缺口和端部形成应力集中点，承载后往往会引起裂纹，是一种危险性缺陷。其产生原因一般是：坡口钝边间隙太小；焊接电流太小或运条速度过快；坡口角度小；运条角度不对以及电弧偏吹等。 　　5、焊瘤现象及成因 　　焊瘤是指在焊接过程中金属流溢到加热不足的母材或焊缝上，未能和母材或前道焊缝熔合在一起而堆积的金属。这种缺陷使焊缝成型不美观，立焊时有焊瘤的部位往往有灰渣和未焊透。管子内部的焊瘤除降低强度外，还减少管内的有效截面。焊瘤产生原因主要熔池温度过高，凝固较慢，在铁水自重作用下下坠形成焊瘤；坡口立焊或搭接立焊中，如焊接电流过大，焊条角度不对或操作手势不当；焊丝和母材的化学成分不匹配等易产生这种缺陷。 　　二、焊接中缺陷的防治措施 　　1、冷、热裂纹的预防措施 　　防止热裂纹主要方法：在焊接过程中可以减少其应力，这要求焊接技术人员要严格遵守工艺流程的相关规定进行焊接。在焊接金属材料之前，要对焊接工艺进行严格分析，并选择出最适合的工艺。另外，焊接金属材料的技术人员要严格把控工艺参数，合理的控制焊接后冷却的速度。减少焊接中裂纹的产生还可以利用小电流的手法，对金属材料进行多层道焊；冷裂纹的控制方法：首先要合理的选择焊条，在选择过程中最好要选择低氢型的，以免氢大量扩散在焊缝中，还有一种减少氢含量的方法就是清理坡口，将坡口的油污、水分等清理干净。其次就是要避免焊接材料受潮，遵守焊接材料保管守则，要依照相关规定对焊接材料进行选取。最后合理的调整焊接接头的应力和韧性，其调整方法是降低焊缝氢含量使内应力减少、采取淬硬组织回火的方式、在焊接过程中要按照合理的程序进行、对金属材料采用分段退焊法等。 　　2、气孔的预防措施 　　焊条端头药皮熔化不好，保护差，易产生气孔，同时焊件表面如果存在油污，水分等，也容易产生气孔。因此要加强对焊件表面的清理工作。根据生产的实际情况，选用抗锈能力较强的焊条，如低氢型焊条的抗锈能力较差，氧化铁型焊条抗锈能力较好，若除锈工作量大，很难彻底清除干净，在不影响焊缝强度的前提下，可以选用抗锈能力好的焊条，则不易产生气孔。推荐采用直流反接法进行焊接，能有效防止气孔的产生。 　　3、夹渣的防治措施 　　防止夹渣应选择合理的焊接规范及坡口尺寸。适当增大焊接电流，必要时把电弧缩短，同时增加停留时间，对融化金属和熔渣加热充分。视情况调整焊条角度和运条方法。彻底清理坡口及焊层间的熔渣，将凹凸处铲平。正确选择母材和焊条，降低焊渣的熔点和粘度。 　　4、未焊透的预防措施 　　使用较大电流来焊接是防止未焊透的基本方法。另外，焊角焊缝时用交流代替直流以防止磁偏吹，合理设计坡口并加强清理，用短弧焊等措施也可有效防止未焊透的产生。 　　5、焊瘤的防治措施 　　焊瘤不但影?成形美观，而且容易引起应力集中，焊瘤处易夹渣、未溶合，导致裂纹的产生。一般熔池下部出现“小鼓肚”时，可利用焊条左右摆动和跳弧动作加以控制；在搭接或帮条接头立焊时，焊接电流应比平焊适当减少，焊条左右摆动时在中间部位走快些，两边稍慢些。焊接坡口立焊接头加强焊缝时，可选用小直径的焊条，并应适当减小焊接电流。 　　三、提高焊接质量的措施 　　1、全面落实焊接规定，强化每位焊工的焊接规范意识 　　通过车间人员考评办法的实施，使每位检验员、焊工端正工作态度。特别是焊工的管理，因为焊工的工作态度、心理状态决定每条焊缝的外观质量。同时，要求检验员学习焊接管理规定，让其熟知焊接知识常识和现场焊接要求。 　　2、焊接材料和焊接工件的准备 　　保证在焊前一定要按焊接工艺要求、焊接工件的材料性质，正确匹配焊接材料，同时严格按照焊条说明烘干，保证随取随用，条件允许情况下，选择品牌较好的焊条。工作前按标准准备焊接坡口，严格清理焊口，合理进行装配以便利于焊接。 　　3、提高焊工的业务技术水平 　　每位焊工都应熟知焊接规范，正确了解和熟练掌握各种焊接位置的焊接每一种运条方式。加强理论培训，熟悉焊接理论，了解焊接缺陷知识。在生产实际中对于无法避免的困难位置焊接前，应进行模拟练习，保证实际工作中的焊接质量。 　　结束语 　　焊接技术在发展工程结构中起的作用越来越重要，而影响焊接质量的不利因素也较多，在焊接质量控制上存在一定的难度。但是焊接质量的好坏直接关系到设备生产的安全运行和使用寿命，因此，焊接工作者对于常见焊接缺陷的成因一定要十分清楚，并且及时采取措施进行预防。