焊接质量事故

焊接质量事故（精选5篇）

焊接质量事故 篇1

摘要：文章讨论了焊接及铆接时产生的缺陷所引起的损坏事故的若干种情形,分析其原因,并指出了预防的对策。希望通过文章的分析,能够为相关人士提供参考。

关键词：焊接,铆接,应力,热影响区

在焊接作业中,常常产生一些缺陷。诸如焊芯和焊剂会导致缺陷,还有其他的很多因素,比如:焊缝边缘被污染,预热太轻微,熔透不充分,焊嘴送进不良,构件配置不适当,热影响区被硬化,也都会导致缺陷的出现。此外,钢中的碳燃烧后产生的一氧化碳气的气孔,焊条的涂层产生的氢气气孔,也形成缺陷。在焊接易氧化合金元素的钢时,由于过热和过烧,容易形成氧化物系夹杂物。此外,在焊缝的断裂面上看到的氢称为白点,对于容易淬火的钢来说,在周围飞散的焊接火花作用下,就可能淬上火,从而成为损坏事故的原因。

1 连接缺陷,焊缝根部缺陷和熔透缺口

某拉杆发生了断裂,原先是锻件轧支钢棒相互焊接在一起的。研究后查明是由于过少造成焊接区不致密,在断裂面上,有蓝色的回火痕迹,显示了蓝脆性特征。观察金相组织,为焊缝附近的组织为过热组织,并混有一些氧化物。

另一个缺陷的事例是某焊接的高压管道发生断裂,利用X射线透射,发现焊接根部有缺陷,金相检查显示,以此焊接根部为起点发生了裂纹。对根部的连接缺陷进行深度腐蚀,查明是氧化物系熔渣。

某换气装置的叶轮在承受交变载荷时,受尖锐熔透缺口的影响,发生了破坏。在叶轮上侧正面薄板部的凸缘上,发生了许多初期裂纹,裂纹是以叶轮叶片入口侧边缘的焊缝为起点,向内侧发生的。对初期裂纹进行了强制破坏,结果裂纹显示出和疲劳裂纹相同的断裂面。金相检查的结果表明,此裂纹是以熔透缺口部为起点而发生的。

2 焊接裂纹

焊接裂纹是许多损坏事故的原因。特别是在气焊薄钢板和薄壁管时,在焊缝附近会出现这种裂纹。从形式上来分类,这种裂纹属于晶界裂纹,它往往发生在1200度的钢的固相线稍下的温度,含硫量高的钢特别容易发生这种裂纹。

某自行车架子是用无缝钢管焊接的。在焊接以后,对许多架子进行了磁粉探伤检查。根据检查结果,可以肯定有的管子的接头附近有裂纹。通过金相分析,裂纹中混有由氧化物构成的埋入物,裂纹的表面有氧化和脱碳,这是典型的热裂纹。

另一个焊接裂纹的事例发生在壁厚3.5,直径70的管接头上。焊接是在水平位置进行的。这时,将相向侧面的两处进行定位焊以后,从此定位部中间的下侧位置起焊接管子的半周,然后,与之对称地再从下向上焊接管子的剩下的半周。最后,焊接始点和中点,也就是在圆周的上下两处,每半圈的焊道的端部稍有重叠。X射线透射检查时,通常在最初留下的焊道一侧的最后焊口弧坑附近。金相分析,裂纹区是细晶粒的铁素体组织,而稍微离开接缝的地方,由于焊接时的过热,出现粗晶粒的魏氏组织。管材具有明显的条状组织,这种组织在焊缝附近消失了,变成了裂纹区域中的伸长的硫化物系夹杂物。其一部分固溶,再冷却时,再次析出在奥氏体晶界。裂纹就发生在这种有物质析出而弱化了的晶界处。

3 热影响区硬化和焊接裂纹的敏感性

焊接裂纹敏感性的性质,经常出现在电弧焊焊厚断面的构件时。这种损坏事故的特征是以焊接金属的硬化或焊缝附近的热影响区的硬化为起因。在这些区域内,在焊接区冷却时很快产生细的晶内裂纹,或者,在以后的工作载荷作用下产生细的晶内裂纹。根据这样的情况,可以说:易淬火硬化的钢,具有焊接裂纹敏感性。某锰合金钢,机械强度较高,但是在焊接厚壁构件时,由于其焊接裂纹敏感性的原因,焊接是很不容易达到高质量的。通常,为了适应壁厚而缓慢冷却焊接接头,烟焊接边缘的表面区,都应完全地预热到100度到300度之间。

4 热处理引起的缺陷

焊接后进行回火或软化退火,会消除或减少应力。但是,如果加热温度在500到700度的范围内,作为焊接厚壁压力容器材料而使用的钒合金钢,则在软化退火后析出微细分布的炭化物或碳的硫化物。其结果是焊接接头变脆。因此,在使用这些钢焊接的压力容器,应该在500度以下的温度进行热处理以消除应力。

热处理时,造成表面脱碳也是一种事故。由于表面层脱碳,表面层的硬度,耐磨性,脆硬性,尤其是扭转疲劳强度和弯曲疲劳强度明显下降,塑性值却不会降低。在淬火时,脱碳层内,相变提前发生,内应力生成,导致变形或裂纹。比如,属于奥氏体系列的锰钢,其工具和结构钢表面脱碳后,因为局部马氏体的生成,导致产生组织应力而变脆。随之往往发生开裂破坏。

脱碳引起破坏的事例如下:某汽车板簧经过调质,抗拉强度是1270兆帕,使用中发生了损坏。损坏是在断面小的地方,形成了许多疲劳裂纹,大部分疲劳裂纹从板簧上侧开始产生,金相组织观察,板簧心部是很好的细针装组织,没有铁素体,但是板簧表面有明显脱碳。再没有别的缺陷。由于断面很小,所以尽管是在负荷不高的情况下,也导致了板簧的损坏。

某汽车用经渗碳淬火的锥齿轮,行驶不到一千公里就显著磨损。在齿轮圆锥部的端面发生破坏,而且,磨损全部发生在一边。金相组织观察,磨损处含碳量严重不足,是渗碳环节出现了问题,导致热处理淬火后硬度不达标,因此,渗碳不足与脱碳是非常相近的两种情况,都会降低硬度,降低耐磨性,从而缩短零件的寿命。

5 钎焊缺陷

承受拉应力———外力引起的应力或内应力———的钢,如果与固溶于铁的铜,锡,锌等金属溶液接触,则会由于金属侵入钢的晶界而产生裂纹。这被成为钎焊裂纹或钎焊脆性。某自行车的车梁,在进行硬钎焊之前,进行了冷弯和冷成型,因此,内部产生了拉伸内应力,因此,用来制造车梁的管子在硬钎焊之前,应进行消除应力退火。

6 铆接缺陷

某输送煤气的叶轮的外侧园盘,其铆孔发生了裂纹。用磁粉探伤检查,裂纹沿径向扩展。换言之,是在垂直于主应力的方向扩展,观察金相组织发现,铆钉孔的周围由于被加热而发生了组织的变化,在组织变化的领域内看到了裂纹,但是,裂纹没有向这个领域消失的地方扩展,所以,裂纹产生的原因是相变应力。

7 结束语

通过对以上六种缺陷的逐一讨论,基本包括了焊接和铆接时常见的损坏事故的一些现象,原因及对策,对生产实践具有指导意义。

参考文献

[1]高波.机械制造[M].大连理工大学出版社,2011:83-90.

[2]黄文灿.机械制造技术[M].人民邮电出版社,2015:30-36.

焊接质量控制因素分析 篇2

【关键词】焊接工艺参数；工艺规程；焊接质量

Welding Quality Control Factors

Li Yong-mei

（Hebei Zhicheng Construction Co.， Ltd Handan Hebei 056000）

【Abstract】This paper describes the influence of welding parameters and process factors on weld quality. Key mainly from the size and shape of the relationship between the weld welding procedure specification parameters， the relationship between the weld and the pool extends to regulate the relationship between the respective welding process and weld quality parameters were discussed， reveals that the welding quality control of welding heat input.

【Key words】Welding quality；Technological process；Welding parameters

1. 前言

（1）焊接由于节省大量的材料，生产效率高，是制造业中主要的加工工艺之一，几乎涉及到所有的产品。航空航天元器件及结构的焊接制作，工业产品及厂房的制作安装，民用产品的制造等等。利用现有设备及焊接材料和操作人员的技能情况，制定适合的焊接工艺规程，保证焊接质量，是产品的生产过程中，最为重要的环节。

（2）焊接质量的保证，是在试验的基础上，根据不同材料的物理性能和化学成分，以及所采用的焊接设备、焊接方法和结构特性，制定能保证其加工质量的焊接工艺技术文件。在生产实践过程中，如何确保焊接工艺规程的实施，是钢结构生产及维修部门的重要工作。

（3）由于各企业所加工构件的材料和结构不同，使用的焊接方法不同，在焊接试验和工艺评定方面，所做的内容也不尽相同，制定的焊接规程也有一定的差别。焊接规程做为焊接过程的技术性文件，不论生产何种产品，保证其质量的前提，就是焊接生产全过程完整的执行焊接工艺规程。

2. 焊接材料对焊接质量的影响

在结构材料已知的情况下，焊接工艺规程中，主要的几个参数如焊接材料、接头形式、焊接电流、焊接电压、保护气体流量、气体纯度、焊接层数，而合金钢及有色金属焊接过程，还要考虑层间温度、预热及后热温度。如任一参数的大幅度变动，都可能产生焊缝尺寸超差、成形不好、裂纹、夹渣、未焊透、咬边、焊瘤、烧穿、焊接变形等缺陷，甚至产品报废。

2.1 焊接过程是一个不均匀加热和冷却过程。

焊缝区及热影响区温度会随着焊条（焊丝）的移动而发生变化。是一个不均匀加热和冷却过程，熔池的冶金反应也是不充分的。日常操作中，基本是以提高生产效率为前提，尽可能的采用大的电流参数。大的电流参数，固然提高了生产效率，但对焊接质量和焊缝成形产生了一定的影响。会烧损一部分合金元素，随着合金元素含量的减少，焊缝冷却后的的组织结构发生变化，而且熔滴过渡形式也发生改变。短路过渡变为射流过度，熔滴尺寸变小，体表面积增大，气体带入熔池更多，产生气孔的几率增加。焊接电流过小易产生气孔、未焊透、夹渣等缺陷，降低接头的致密性，减少承载面积，致使接头强度和冲击强度降低。

（1）焊接电流增加时，电弧的热量增加，因此熔池体积和弧坑深度都随电流而增加，所以冷却下来后，焊缝厚度就增加。

（2）焊接电流增加时，焊丝的熔化量也增加，因此焊缝的余高也随之增加。如果采用不填丝的钨极氩弧焊，则余高就不会增加。

2.2 焊条电弧焊的电弧电压主要由电弧长度来决定。

（1）电弧长度越大，电弧电压越高，电弧长度越短，电弧电压越低。在焊接过程中，应尽量使用短弧焊接。焊接时弧长应更短些，以利于熔滴过渡，防止熔化金属下滴。碱性焊条焊接时应比酸性焊条弧长短些，以利于电弧的稳定和防止气孔。弧长增加，金属飞溅越多，对母材金属的表面损伤严重。特别是对有防腐要求的不锈钢类和钛金属构件焊接过程中，应尽量减少飞溅物。

（2）同时，在焊接过程中，焊接速度应该均匀适当，既要保证焊透又要保证不焊穿，同时还要使焊缝宽度和余高符合设计要求。

（3）当其它条件不变时，电弧电压增长，焊缝宽度显著增加而焊缝厚度和余高将略有减少，电弧电压增大，严重时引起磁偏吹。这也是使焊缝成型不好，形成气孔、夹渣、未焊透的一个因素。在焊接电源为直流反接时，表现得尤为突出。

（4）由此可见，电流是决定焊缝厚度的主要因素，而电压则是影响焊缝宽度的主要因素。因此，为得到良好的焊缝形状，即得到符合要求的焊缝成形系数，这两个因素是互相制约的，即一定的电流要配合一定的电压，不应该将一个参数在大范围内任意变动。

（5）焊速对熔深和熔宽均有明显影响，焊速较小时（例如单丝埋弧焊焊速小于）熔深随焊速增加略有增加，熔宽减小。但焊速达到一定数值以后，熔深和熔宽都随焊速增大而明显减小。这是因为焊接速度增加时，焊缝中单位时间内输入的热量减少了。

2.3 常用焊接材料包括焊条、焊丝、保护气体、焊剂。

焊芯（焊丝）其作用主要是填充金属和传导电流。

2.3.1 焊剂有酸性、中性、碱性三大类；焊条按酸碱度可分为酸性和碱性两大类。焊丝按结构有实芯和药芯两类，按用途有8大类。手弧焊和埋弧焊作业中，焊缝区是通过气渣联合保护的。气保焊和气焊是以气保护为主。碱性焊条由于加入二氟化钾，影响气体电离，电弧的稳定性变差，一般要求采用直流反接。焊条工艺性能是通过药皮配方来实现的。特别是压力容器及特殊钢结构制造中尤为重要。

2.3.2 为了保证焊接质量，原材料的质量检验很重要。在生产的起始阶段，就要把好材料关，才能稳定生产，稳定焊接产品的质量。（1）加强焊接原材料的进厂验收和检验，必要时要对其理化指标和机械性能进行复验。（2）建立严格的焊接原材料管理制度，防止储备时污损焊接原材料。（3）实行在生产中焊接原材料标记运行制度，以实现对焊接原材料质量的追踪控制。（4）选择信誉比较高、产品质量比较好的焊接原材料供应厂和协作厂进行订货和加工，从根本上防止焊接质量事故的发生。

2.3.3 焊接接头是组成焊接结构的最基本要素。也是焊接结构的薄弱环节。主要有角接、对接、T形、搭接、卷边五种形式（见图1）。

图1

2.3.4 如何让焊接接头才能正确的达到标准有如下的几点：

（1）为使焊缝的厚度达到规定的尺寸不出现焊接缺陷和获得全焊透的焊接接头，焊缝的边缘应按板厚和焊接工艺要求加工成各种形式的坡口。

（2）焊条电弧焊时，为保证焊条能够接近焊接接头根部以及多层焊时侧边熔合良好，坡口角度与根部间隙之间应保持一定的比例关系。当坡口角度减小时，根部间隙必须适当增大。因为根部间隙过小，根部难以熔透，必须采用较小规格的焊条，降低焊接速度；反之如果根部间隙过大，则需要较多的填充金属，提高了焊接成本和增大了焊接变形。

（3）带有钝边的接头，根部间隙主要取决于焊接位置和焊接工艺参数，在保证焊透的前提下，间隙尽可能减小。

2.4 焊接方法。

2.4.1 焊接质量对工艺方法的依赖性很强，焊接方法在影响焊接工序质量的诸因素中占有非常突出的地位。通常由经验比较丰富的焊接技术人员编制，以保证它的正确性与合理性。在此基础上确保贯彻执行工艺方法的严格性，在没有充足根据的情况下不得随意变更工艺参数，即使确需改变，也得履行一定的程序和手续。

2.4.2 不合理的焊接工艺不能保证焊出合格的焊缝，若不严格贯彻执行工艺流程规定，也不能焊出合格的焊缝。在焊接质量管理体系中，对影响焊接工艺方法的因素进行有效控制的做法是：（1）严格按照国家有关规定或标准对焊接工艺进行评定。（2）对焊接技术人员所需的文件进行严格的筛选。（3）按照相关规定，对施焊过程中的现场实行加强监督与管理。

3. 结束语

焊接操作通常都是在室外进行，不可避免的受到自然条件的影响。所以，也应引起一定的注意。在焊接质量管理体系中，控制环境因素的措施因过于简单，当环境条件达不到有关规定时，需暂停焊接工作，或防雨雪、采取防风措施后再进行焊接，在低气温下焊接时，低碳钢不得低于零下20℃，普通合金钢不得低于零下10℃，超过这个温度界限，需要对焊接工件进行预热。

参考文献

[1] 李亚江.焊缝组织性能与质量控制[M].化学工业出版社，2012.

[2] 陈祝年.焊接工程师手册[M].机械工业出版社，2010.

[3] 陈裕川.焊接工艺评定手册[M].机械工业出版社，2011.

[4] 伍广.焊接工艺[M].化学工业出版社，2011.

焊接质量事故 篇3

锅炉压力容器特种承压设备在我国整个国民经济中发挥着重大作用,而承压部件焊接结构的可靠度对设备系统的安全运行非常重要,焊接结构的失效往往导致事故的发生。通常锅炉压力容器特种设备的安全生产运行管理,集中于事故系统的分析和对材料及生产工艺致因的研究,关注事故征候的较少。事故征候,是指并未构成事故的发生,但对安全存潜在影响的事件,即发生事故的征兆。据海因里希( H. W. Heinrich) 安全法则,事故、事故征候及近似事故征候比例约1: 29: 300,即每起事故的发生, 都伴随着约29起事故征候的出现和产生300起左右的近似事故征候[1]。这一概念较多应用在民航安全领域[2]。引入锅炉压力容器特种设备的安全管理研究是很有必要的。

例如,再热裂纹就是锅炉压力容器特种承压设备焊接结构失效事故中的一种事故征候,可能导致焊接结构疲劳失效,最终发生爆炸事故。再热裂纹不仅发生在焊后消除应力热处理过程中,也可能发生于焊后再次高温加热的过程中( 包括长期高温使用过程) ,虽然对再热裂纹本质已有了较多的认识, 但是其机理十分复杂[3],难以定性定量分析。因此,对焊接结构失效事故征候的分析和科学预测较难。

当前针对锅炉压力容器特种设备的事故征候的分析、预测和处理的研究相对较少。传统方法有: 回归分析预测、变权组合预测、时间序列分析预测以及饱和增长趋势预测等。这些常规方法通常依据大量的实际检验数据,归纳抽象出随机数字中潜在的统计学规律。而此类承压设备属于高可靠性系统,其故障发生概率往往很低,获取大量的数据较困难。 同时,破坏性试验成本高昂,获取大量实际检验数据的经济可行性很低。传统的数据运算也存在计算误差,易于导致结果极性差错,造成结果失真。因此引入灰色理论预测方法和马尔科夫预测理论研究焊接结构失效事件[4],针对锅炉压力容器特种设备安全评价过程中,焊接结构失效事件及其征候事件的随机性、波动性及不确定性,综合运用科学的预测方法,为锅炉压力容器特种设备的安全控制提供有效地决策支持。

1结合马尔科夫理论的灰色预测模型

1.1焊接结构失效事件GM(1,1)模型建立

通过焊接接口的模糊综合评价( Fuzzy Comprehensive Evaluation,FCE)[5]、机械性能试验以及无损探伤检测,得到关于产品焊接结构失效事件的原始数据序列为:

数据在使用灰色预测模型之前,需对原始数据序列进行级比检验[6]。级比序列为:

σ = { σ( 2) ,σ( 3) ,…,σ( n) }

当级比序列 σ( k) ∈ ( e-2 / ( n +1),e2 / ( n +1)) ,则认为该数据序列适合建立GM( 1,1) 模型。

当级比序列 σ( k)  ( e-2 / ( n +1),e2 / ( n +1)) ,则需对数据序列做出调整,使数据满足可容覆盖条件。 通常对数据 进行平移 变换、对数变换、方根变换等[7]。

经过数据序列的级比检验和相应的调整后,对原始数据序列依次进行累加,得到新数列。记r次累加生成为r - AGO( Accumulated Generating Operation) 。

依据以下定理: 序列X( 0)= { X( 0)( 1) ,X( 0)( 2) ,X( 0)( 3) ,…,X( 0)( n) } 为非负准光滑序列,则X( 0)的一次累加生成序列X( 1)具有准指数规律,对原始数据数列做一次累加( 1 - AGO) 。

求得X( 0)的1 - AGO序列:

继而计算X( 1)的紧邻均值等权生成序列:

Z( 1)= { z( 1)( 2) ,z( 1)( 3) ,…,z( 1)( n) } ,其中:

构造数据矩阵B和数据向量Y :

由1 - AGO序列X( 1)建立白化微分方程:

其中,GM( 1,1) 模型的最小二乘估计参数列 Φ 满足 Φ = [a,b]T= [^a,^b]T= ( BTB)-1BTY 。

则上述白化方程的解为:

进而由灰色系统理论建立焊接结构失效事件GM( 1,1) 模型的顺序时间响应函数序列为:

式中,t = 1,2,…,n ; 参数 - a为发展系数,反映了 ^x( 1)和 ^x( 0)的发展态势; 参数b为灰色作用量, 由实际应用数据值挖掘得到,反映数据变化关系。

对式( 1) 作累减还原计算,得到原始数列对应顺序的预测还原值:

对模型预测结果进行预测精度分析[7],分别计算预测值 ^x( 0)( t) 的残差方差S1和实际值x( 0)( t) 的残差方差S2:

然后计算后验差比值C和小误差频率 α :

通过后验差比值C和小误差频率 α 的计算结果与灰色预测模型精确度等级对比,衡量模型精确度, 见表1所示。

1.2灰色状态马尔科夫链模型建立[8,9]

通过GM( 1,1) 模型得到一个序列:

^X( 0)是一个具有马尔科夫特点的非平稳随机序列。

将该序列划分n个状态:

其中,

式中,1,i和 2,i为灰原,随顺序( 时间) t的变化而变化; 待定系数A1,i、A2,i、B1,i、B2,i由焊接结构失效事件数据确定。

设Mij( k) 为焊接结构失效事件由状态 i经k步转移至状态 j的原始数据样本数,Mi为处于状态 i的原始数据样本数,则得到焊接结构失效事件由状态 i经k步转移至状态 j的状态转移概率为:

即,状态转移概率矩阵为:

状态转移概率矩阵P( k) 是系统各状态间相互转移的全部概率统计规律。预设预测对象当前处于状态 k,考察P( k) 中第k行元素,若maxjpkj=pkl,则认为系统下一顺序时间转移至状态 l的发生概率最大。在实践运用过程中,通常考察1步状态转移概率矩阵P( 1) ,但若出现矩阵P( 1) 的某一行有两个或两个以上相同或相近的元素概率值作为该行最大值的情况,则状态的顺序转移方向可能难以确定。这时,需要继续向下考察第2步甚至第n( n ≥ 3) 步状态转移矩阵P( n) 。

通过考察上述焊接结构失效事件状态转移概率矩阵,确定系统顺序转移状态,进而确定焊接结构失效事件预测值的相对值变动灰区间 [1,i,2,i]。 可用区间中位数作为焊接结构失效事件预测值,即:

2预测应用算例

通过锅炉压力容器焊接接口的模糊综合评价 ( FCE) ,结合机械性能试验及无损探伤检测,对广泛应用于超超临界锅炉的12Cr1Mo VG集箱角接头进行同条件下十批次的焊接质量可靠度评定,得到再热裂纹导致的焊接结构失效事件发生概率的统计数据。对此类焊接结构失效事件运用灰色马尔科夫预测模型,检验该预测模型的实际预测效果并对此类焊接结构失效事件进行分析预测[10,11]。焊接结构失效事件的原始数据,见表2所示。

2.1建立GM(1,1)模型[12,13,14]

根据表1中提供的原始数据建立焊接结构失效事件GM( 1,1) 模型,并对下一顺序批次的检验焊接结构失效事件发生的结果做出预测。

首先,对原始数据序列进行级比检验。

σ = { 1. 05,0. 95,0. 84,1. 09,0. 88,1. 04,0. 83, 0. 91,0. 86} 级比界区 为: ( e-2 / ( 10 +1),e2 / ( 10 +1))= ( 0. 833,1. 199) 。进而对原始数据序列直接建立GM( 1,1) 模型。

依据1. 1节中GM( 1,1) 模型,计算系数向量:

将参数带入式( 1) 得:

按照式( 2) 进行累减。

当 t = 0 时,^x( 0)( 1) = ^x( 1)( 1) = 1. 23 ;

当t > 0时,将表1数据带入,得到t批次检验时焊接结构失效事故的GM( 1,1) 模型预测值为:

模型精度检验见表3。

根据灰色预测模型精度检验参照表,认定建立的焊接结构失效事件GM( 1,1) 模型的预测精度为一级。该模型较好地反映了焊接结构失效事件发生概率的变化趋势,可用于焊接结构失效事件的预测。

2.2状态划分

对1 ~ 10批次的焊接结构失效事件的实际检验数据x( 0)( t) 与对应批次的预测值 ^x( 0)( t) 相比,得到对应的相对误差; 残差 ε( 0)( t) 与对应预测值 ^x( 0)( t) 相比,得到对应的相对残差。综合分析相对误差和相对残差大小,由式( 3) 、式( 4) 可得,整个序列划分为四个状态:

估计值偏小状态 1:

估计值较小状态2:

估计值较大状态3:

估计值偏大状态 4:

建立焊接结构失效事件,见表4。

2.3灰色状态马尔科夫预测

根据表4中的数据,可以得到M1= 1; M2= 2; M3= 6; M4= 1。

结合表4数据及式( 5) 、式( 6) ,得到焊接结构失效事件的1步状态转移概率矩阵为:

第10批次检验结果系统状态处于 2,从状态转移概率矩阵可以得出,矩阵第2行maxp2j= p21, 以及下一批次检验焊接结构失效事件发生的概率状态最可能处于状态 1。故由式( 7) 得,第11批次检验发现的焊接结构失效事件的概率为:

同理,运用上述灰色马尔科夫预测模型,可以对第12批次检验发现的焊接结构失效事件的概率进行预测。第10、11、12批次灰色预测与灰色马尔科夫预测结果如表5所示。其中,

绘制焊接结构失效事件GM( 1,1) 模型和灰色马尔科夫模型预测曲线,同时和实测曲线进行对比, 如图1所示。

3结论

1) 结合本文应用算例与后续批次焊接结构失效事件的跟踪研究,通过对预测数据与实际数据灰色关联度分析和残差检验对比等,可以认为,将灰色马尔科夫预测模型引入到对焊接结构失效事故征候事件的预测是可行的。针对焊接结构失效事件的前瞻性预测,灰色马尔科夫预测模型的预测精度高于98% ,且较GM( 1,1) 模型预测结果的精度平均提高了近4% ,消除了GM( 1,1) 模型的固有偏差。

2) 灰色预测“小样本、贫信息”的特点,克服了传统方法依靠大量实际检验数据的局限性,较精确的反应焊接结构失效事件的历史发展趋势,马尔科夫预测模型,则解决了随机波动性对事故预测的影响。灰色马尔科夫预测模型方法,符合对锅炉压力容器特种设备焊接结构安全研究的实际要求。

船舶焊接质量的检验措施探讨 篇4

【关键词】船舶；焊接质量；检验；措施

目前，在建造船舶时十分广泛的应用焊接技术，这就对焊接的质量提出了要求，要加强对焊接质量的检验工作，采取有效的检验措施，保证船舶的质量和安全。

一、船舶焊接质量检验概述

在如今的船舶建造上，在进行船体结构的连接时，不在采用以往的铆接进行连接，大部分都使用焊接技术。船舶的结构十分繁杂，而且样式较多，需要进行连接的结构较多，这就意味着在很多地方都要使用焊接技术。因此，焊接的质量好坏对船舶的整体质量产生着十分重要的影响，如果焊接部分出现质量问题，将会对船舶的安全造成威胁，这就需要有关的质量检验人员，对检验工作给予重视，按照有关规定，结合实际情况，做好焊接的质量检验工作，保障船舶的质量。目前来说，对于船舶焊接质量的检验主要包括如下几个方面：对焊接的材料进行测试和检验；选择合适的焊接工艺；对焊接人员的工作进行监督；监督船舶整体结构的焊接；检查海上有关设施的焊接；检查海底管道的焊接等。其中最为重要的是对船舶整体结构焊接进行检查和监督，以下就是对相关人员如何做好船体结构的焊接检验工作的一些探讨。船舶整体结构中的焊接质量的检验工作主要包括以下内容：首先在开始进行焊接之前对焊缝的检查；然后是对焊接的表面质量和具体规格的检查，最后是对焊缝的内部质量进行检查。

二、船舶焊接质量检验的具体步骤和措施

第一，焊接之前对焊缝的检查。首先要确定焊缝的位置，然后在对其进行详细的检验，检验的内容包括，焊缝的空隙大小，坡口情况还有对焊接的质量进行定位、焊接缝隙是否清洁、接缝处的错边情况等。在焊接之前对焊缝的检查，要确保焊接的坡口满足焊接的具体要求，只有这样才能保证整体焊接的质量，焊接前对焊缝的检查方法有很多种，而且检查的内容和相应的标准也较多，在实际工作中，要根据具体的情况，按照相关的标准和规定认真的进行检验。焊接之前对焊缝的检查工作，要遵守关于焊接工艺的相关要求，认真检查焊缝的空隙和坡口的具体形状，使其在焊接的时候能充分的焊透，满足焊接工艺的标准。此外，还需要对如下几种情况加以重视：首先是要对焊缝处的油渍、绣渍、铁锈、氧化皮以及杂物等进行清理，确保焊缝周围的光滑、干燥和整洁。其次，如果进行焊接时，条件较为恶劣，出现阴雨、大风或者气温较低的状况时，对于处于露天位置的焊接区域要进行遮挡。通常情况下，用于建造船舶的钢材料的焊接温度应在零摄氏度以上，如果焊接时的温度达不到零摄氏度，而且钢材料中的碳的含量大于百分之零点四，钢板厚度较大，焊接的要求时间不长时，要对材料进行适当的提前加热。最后，在进行强度较高的钢材料或者是铸钢的焊接时，要准确的查看该船舶的相关工艺材料，对其进行充分的焊接前的适当加热，以及焊接后的保温工作。

第二，对焊缝的表面质量以及具体规格的检验。在对焊缝进行质量检验时的第一步就是对其表面质量的检验，在检验合格后，还要进行抽样，对样本进行内部质量检验，待内部质量检验合格后，再对其进行密性试验。在检验的过程中，首先要掌握和了解焊接的有关工艺文件，对不同种类的焊缝所在钢材的编号和对应的焊条的编号以及其焊接的具体规格进行了解，此外，还要知道焊缝的类型以及其是如何进行标注的。所谓焊缝的具体规格指的关于其大小和样式的有关规定。焊缝的样式主要有角接焊缝、塞焊、对接焊缝、搭接焊缝这四种。角接焊缝还可以具体的分为双面全焊透角焊、双面填角焊、链式断续角焊以及交错断续角焊等等。

第三，对焊缝的内部质量进行检验。在对焊缝表面质量检验完毕，并将检验中出现的问题解决之后再进行内部质量检验。在检验时可以使用超声波、射线、渗透等方法进行探伤。此外，还有水压、煤油试验等。

（一）射线、超声波探伤：在使用射线和超声波对焊缝的内部质量进行检验时，要严格遵守相关的操作规范，避免造成不必要的伤害。参与检验的有关人员要对其工艺和具体计划的规范性进行把关，此外，在实际检验中，还要对以下几个方面进行重视，尤其是在一些小型船厂中。（1）进行探伤操作的有关人员必须有专业的资格证书；（2）对于检测中出现的不能达到要求的焊缝，要及时的进行处理，在处理时要对其处理的工艺进行监督和检验；（3）在进行探伤检验时，如果检测到焊缝内出现不应该存在的问题，而且这种问题的存在将会导致附近区域也出现问题时，要在其周围扩大探伤的范围，从而探测到整个出现问题的区域； （4）在检验完成后，如果所有检测焊缝的合格率达不到百分之八十，就要组织对关键部门的焊缝进行二次的检验，这些焊缝的个数大约占总焊缝数的百分之二十左右，并且要对焊接工艺进行重新的定夺；（5）所用钢材的级别越高，在拍片时的布片就应该越密集，处于纵横交叉部位的焊缝在布片时，其布片的方向要与横向的焊缝保持一致。

（二）水压试验：水压试验是指依照不同的区域，根据有关规定，把水压到相应的高度，对焊缝和整个船体施加一定的压力，在这种压力下，对船体结构和焊缝进行检验，观察其是否出现漏水或者变形的情况。这种方法较为传统，在对焊缝进行检验的同时对船体的强度也进行了检验。虽然这种方法应用较为普遍，但是存在着一定的局限性，主要表现为以下几个方面：（1）耗费的时间较长，而且需要投入的人力较多，尤其是在船舶很大的情况下；（2）试验用到的水，在進行排水时花费的时间较长；（3）试验结束后，船台上很脏而且十分潮湿，船舱中的梯子和脚手架处留有水痕，容易造成滑倒，出现危险，必须要等到彻底干燥后在进行其它工作；（4）在进行试验时，要安装相应的给水和排水设施，较为繁琐；（5）如果环境气温与水温的温差较大时，会在船体上留有水珠，影响对缺陷的检验；（6）如果在检测中存在缺陷也只能在将水排干净后再对缺陷处进行注水处理；（7）当户外的环境温度达不到零摄氏度以上时，在进行注水时只能使用热水，其效果不是十分理想，而且对于较大的船舶这种方法很不实用。综上所述，水压试验法还不是一种十分理想的检测方法，存在着很多的局限。作为焊缝检测手段，有一定局限性。

（三）煤油试验：煤油试验方法较为简单，而且可靠性很强，较为实用。是目前采用最多的一种检验方法。煤油试验指的是对要进行检验的部分涂上煤油，通过煤油的渗透来检验焊接处的质量。具体的方法和操作中该注意的问题如下：（1）对于需要检验的区域的焊缝周围涂抹涂白垩粉的水溶液，要将其宽度控制在四十毫米以内，等待彻底晾干后再进行试验，如果气温在零摄氏度以下，则要使用酒精或者盐水作为溶剂；（2）在要进行检验区域的焊缝背面涂抹一定量的煤油，检验时要确保焊缝处煤油层的厚度和完整性。

总结

以上就是对船舶焊接质量检验措施的探讨，检验过程可以分为焊接前检验、对焊缝表面质量的检验和焊缝内部质量检验。本文对这三个步骤进行了简单的论述，并且提出了三种焊缝内部质量检验常用的方法。目的在于帮助检验人员做好船舶焊接质量的检验工作，确保建造船舶的安全。

参考文献

[1]陆均.船舶焊接检验[J].科技信息，2004（8）：65-66.

[2]赵思连.船舶焊接缺陷及其质量检验[J].武汉造船，2001（6）：121-123.

[3]李宏微.试论船舶焊接工作管理[J].中国新技术新产品，2012（9）：55-56

[4]于利民，景艳.船舶的焊接缺陷分析及质量控制[J].造船技术，2011（8）：130-132.

专业

浅谈压力管道焊接质量的控制 篇5

【关键词】管道施工；焊接质量;管理措施

0.引言

压力管道是指管内或管外承受压力，内部输送 “可能引起燃爆或中毒”的介质的管道。焊接是压力管道安装的主要控制内容，是质量形成过程中的关键工序，焊接质量的好坏直接影响着工程的竣工验收和系统的安全运行。

1.施工人员组织

施工单位必须取得相关压力管道安装的许可证，具备压力管道安装要求的能力，有与安装工作相适应的专业人员，其中质检人员和焊工必须取得质量技术监督部门颁发的特种作业人员资格证书。

2.施工机具准备

2.1焊机电源及焊机的选择

电弧能否稳定的燃烧是获得优良焊接接头的主要因素，电弧稳定燃烧时焊接电源的基本要求：①具有合适的外特性；②具有适当的空载电压；③具有良好的动特性；④具有良好的调节特性。选择电焊机时应当根据电焊机的主要用途，电源电压，功率以及焊接材料的特性进行。

2.2焊接设备的管理

用于焊接的设备有电弧焊机，氩弧焊机，焊条烘干箱、保温桶等，在确定设备的基础上，对焊接设备按《设备控制程序》进行控制，并有完好和专管标识。同时，对每台设备的性能和能力进行检查，每台用于检测焊接设备的电流表、电压表均须完好，准确，可靠，并有周检合格标识。

3.施工中的材料准备

焊接材料是压力管道焊接质量的基本保证条件，压力管道用焊材经检查、验收合格后，方能登记入库。企业应设焊材一级库，项目部设焊材二级库。一级库应具有保温、去湿的必要条件，入库、发料手续及记录齐全。二级库应具有良好的环境和烘干、保温设备，设备上的各种仪表应在周检期内使用。现场焊条烘干，应有专人负责，详细记录烘干的温度和时间，填写《焊条（剂）烘干与恒温存放记录》。根据领料单发放焊材，详细填写《焊材领用和发放记录》，焊工每次领用的焊条应放在保温桶内，每只筒只能领用同一牌号的焊条，以防错用，且数量不应超过3Kg，存放时间不应超过4h，逾期应重新进行烘干，重复烘干次数不得超过两次。

4.压力管道的焊接方法和工艺

4.1焊前技术准备工作

焊接前编制压力管道焊接作业指导书，进行焊接工艺评定和填写焊工工艺卡。焊接技术人员应当根据工程概况，编制焊接作业指导书，拟定技术措施，制定焊接方案。凡施焊单位首次采用的钢种、焊接材料和工艺方法，必须进行焊接工艺评定，用以评定施焊单位是否有能力焊出符合产品技术条件所要求的焊接接头，验证施工单位制定的焊接工艺指导书是否合适。焊接工艺评定应以可靠的钢材焊接性能试验为依据，应在工程焊接之前完成。归档的焊接工艺评定报告应包括下列内容：①焊接工艺评定任务书；②焊接工艺评定指导书；③施焊记录；④焊接工艺评定报告；⑤附件：管材，焊材质保书或复验报告，外观检查记录，无损检测报告，物理性能试验报告（包括拉伸、弯曲、冲击韧性、金相等），热处理报告。

当评定不合格时，应分析原因，并修正不合理的参数，重新拟定工艺后，再进行评定，直到合格为止。最后完成的焊接工艺评定报告，经施焊单位技术总负责人审批后，编制“焊接工艺卡”，用于生产中指导焊接工作。

4.2压力管道焊接方法和工艺

4.2.1采用氩弧焊打底，电弧焊填缝和找补

氩弧焊即氩气保护焊，可以获得良好的焊接接头，返修率低，易于保证工程质量，目前已普遍用于质量要求较高的碳素钢和合金钢焊接接头的根部焊道焊接。电弧焊即手工电弧焊，是利用焊条与工件间产生的电弧热将金属熔化的焊接方法。电弧焊是适应性很强的焊接方法，可在室内或野外高空进行平、横、立、仰全位置焊接，是压力管道焊接中的主要焊接方法。

4.2.2焊接工艺

（1）打底：选用氩弧焊打底，由下往上施焊，点焊起、收尾处可用角磨机打磨出适合接头的斜口。整个底层焊缝必须均匀焊透，不得焊穿。氩弧打底必须先用试板试焊，检查氩气是否含有杂质。氩弧施焊时应将焊接操作坑处的管沟用板围挡。以防刮风影响焊缝质量。底部焊缝焊条接头位置可用角磨机打磨，严禁焊缝底部焊肉下塌、顶部内陷。并应及时进行打底焊缝的检查和次层焊缝的焊接，以防产生裂纹。

（2）中层施焊：底部施焊完后，清除熔渣，飞溅物，并进行外观检查，发现隐患必须磨透清除后重焊，焊缝与母材交接处一定清理干净。焊缝接头应与底层焊缝接头错开不小于10mm，该层选用焊条直径为Φ3.2（焊条材料和直径根据管材的材质和规格来确定），假如工程中管壁厚度为9mm时，焊缝层数选用底、中、面共三层。中层焊缝厚度应为焊条直径的0.8～1.2倍，运条选用直线型。严禁在焊缝的焊接层表面引弧。该层焊接完毕，将熔渣、飞溅物清除后进行检查，发现隐患必须铲除后重焊。

（3）盖面：该层选用焊条直径为Φ3.2。焊接时视其焊缝已焊厚度而选用。每根焊条起弧、收弧位置必须与中层焊缝接头错开，严禁在中层焊缝表面引弧，该盖面层焊缝应表面完整，与管道圆滑过渡，焊缝宽度为盖过坡口两侧约2mm，焊缝加强高度为1.5-2.5mm，焊缝表面不得出现裂纹、气孔、夹渣、熔合性飞溅等。不得出现大于0.5mm深度，且总长不大于该焊缝总长10%的咬边，焊接完毕，清理熔渣后，用钢丝刷清理表面，并加以覆盖，以免在保温、防腐前出现锈蚀。

（4）焊缝焊接过程中，设专人记录，对每个焊缝的材质，管道规格，焊接过程中的电压、电流、时间，焊工编号及姓名，外界温度，焊前预热及焊后热处理进行详细记录。焊缝焊接完毕后，对焊缝进行编号，在每道焊缝处都加盖焊工钢印号，以便后期检查及对焊工进行考核。

（5）压力管道焊接完毕后，对所有焊缝进行外观检查，检查完毕后按比例进行无损检测，无损检测包括焊缝表面无损检测和焊缝内部无损检测。当抽样检测时，对每一位焊工所焊焊缝按规定的比例进行抽查。

5.焊接的环境

施焊环境因素是制约焊接质量的重要因素之一。施焊环境要求要有适宜的温度、湿度、风速，才能保证焊缝获得良好的外观和内在质量，具有符合要求的机械性能与金相组织。因此施焊环境应符合下列规定：

5.1焊接的环境温度应能保证焊件焊接所需的足够温度和使焊工技能不受影响。当环境温度低于施焊材料的最低允许温度时，应根据焊接工艺评定提出预热要求。

5.2焊接时的风速不应超过所选用焊接方法的相应规定值。当超过规定值时，应有防风设施。①手工电弧焊、埋弧焊、氧乙炔焊<8m/s；②氩弧焊、二氧化碳气体保护焊<2m/s。

5.3焊接电弧1m范围内的相对湿度应不大于90%(铝及铝合金焊接时不大于80%)。

5.4当焊件表面潮湿，或在下雨、刮风期间，焊工及焊件无保护措施或采取措施仍达不到要求时，不得进行施焊作业。

6.结束语

压力管道的质量控制是环环相扣的，只有认真按照规范、规程进行操作，人尽其责、物尽其用，遵循实事求是的工作思想才能最终取得良好的施工质量。

【参考文献】

［１］张西庚.压力管道安装质量保证指南.2002.9.