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文档简介
输电铁塔焊接缺陷及质量控制措施应用技术企业科技与发展2010年第22期(总第292期)AppliedTechnologyEnterpriseScienceAndTechnology&DevelopmentNO.22,2010(CumulativelyNO.292)输电铁塔焊接缺陷及质量控制措施赵维(广西送变电建设公司铁塔厂,广西南宁53()031)【搞要】文章通过对输电铁塔加工过程中可能存在的焊接缺陷进行分析,对铁塔加工焊接缺陷的影响因素进行探讨,总结出相应的焊接质量控制措施,以期提高输电铁塔焊接质量.【关键词】输电铁塔;焊接;缺陷;质量控制【中图分类号】TS262.5【文献标识码】A【文章编号】16740688(2010)22012804WeldingFaultsofPowerTransmissionIronTowerandtheMeasuresofQualityControlZHAoWei(Iron7bwerPlantofGuangxiSubstationConstructionCo.,Ltd.,NanningGuangxi530031)【Abstract】Basedontheanalysisofthewieldingfaultsthatmayoccurinthemanufacturingofpowertransmissionirontower,thearticleexpoundsthefactorsthathaveeffectsonthesefaults,summarizestherelatedmeasurestocontrolthewieldingquality.)rimprovingthequalityofthewieldingofpowertransmissionirontower.【Keywords】powertransmissionirontower;wielding;faults;qualitycontrol随着电力需求的不断增K,大容量,高电压等级输电线路得到迅速发展,使得杆塔设计荷载越来越大,铁塔趋于大型化.为了提高输电线路铁塔抵抗自然灾害的能力,输电线路铁塔结构设计趋于复杂化,单丰材向双辛材,四主材以及四柱钢管塔结构方向发展,而四柱钢管塔)lII巾的焊接工作量是角钢输电铁塔焊接作量的78倍.其中焊接T作量占整基铁塔加lr作量的60%65%.焊接是输电铁塔加T的一道工序,其质量的优劣直接影响到整基铁塔的ll-f质量.为了确保输电铁塔加的整体质量符合设计要求,有必要对铁塔加T过程中的焊接缺陷及质量控制措施进行深入探讨,以便在输电铁塔加中规范焊接施I,提高焊接质量,确保输电铁塔整体质量1输电铁塔的焊接缺陷焊接是通过加热或加,或者两者并用,使工件达到永久结合的一种方法.采用焊接方法连接的接头统称为焊接接头,它是由焊缝金属,熔合区和热影响区3个部分组成.角钢输电铁塔的焊接件主要是塔座,连接板及挂线板;四柱钢管塔的焊接件主要有管与法兰的连接,塔座,管U形插板的连接等;焊接接头的丰要形式为T形角输电焊缝连接方式.受焊接材料,焊接环境,焊接人技术水平的影响,焊接接头小可避免地存在部分焊接缺陷焊接缺陷是指焊接过程中产牛的不符合标准要求的缺陷.焊接缺陷的种类繁多,根据多年实践,在实际焊接过程中总结出以下常见的几种焊接质量缺陷.1.1焊接裂纹裂纹是在焊接中火焊后冷却过程f11,在焊缝内部或HAZ出现的局部开裂现象.焊接裂纹主要有热裂纹,冷裂纹.焊接裂纹是危害较大的一种焊接缺陷,其在应力作用下,裂纹尖端形成较大的应力集中,致使裂纹延伸扩展,导致构件断裂.在输电铁塔加_丁的焊接环节,裂纹的产生基本是由于不严格执行焊接工艺规程,外部应力或拘束度过大造成的.因此,在输电铁塔加T中,必须严格控制焊接裂纹的出现.预防焊接裂纹产生的措施:由于母材在设计中已确定,铁塔加_I:焊接环节必须合理选择焊接材料及将其烘干,严格按照焊接工艺评定的要求焊接,以确保焊缝组织结构的塑性和韧性;必要时可对焊件进行预热或保温措施;严格控制组装预应力,组装时不可采取强力组装定位焊.1.2咬边咬边是指在焊接过程中沿焊趾母材部位产生的沟槽或fLJ陷.过深的咬边对焊道的力学性能产生严重影响,丰要表现在咬边减少构件承载的有效截面积,并在咬边处产牛应力集中,降低焊接(特别是低合金高强钢的焊接)接头的强度.预防产生咬边的措施:通过调整焊接参数(焊接电流,电弧长度),焊条或焊丝的倾角,焊接运条的摆动等措施来减少焊接咬边的产生.1.3夹渣夹渣是指焊缝中存在的非金属夹杂物及固体颗粒,常见的【作者简介】赵维(1973一),男,硕士,任职于广西送变电建设公司铁塔厂,主要从事铁塔制造和材料加工研究工作.128夹渣有层间夹渣.夹渣的形状各异,大小不一.夹渣对焊缝的连接强度,抗冲击性及冷弯性能等均有不利影响,特别是尖锐形的夹渣对焊缝力学性能的影响和危害最为严重,在拉应力作用下,焊缝中的夹渣尖端产生严重的应力集中.预防焊缝夹渣的措施主要为通过做好焊前准备和控制工艺参数来减少焊缝夹渣.焊前处理好坡口两侧的铁锈油污,设定合理的坡口尺寸和形状有利于焊接熔渣浮出熔池.多层焊时,清理好层间熔渣,选择合理的焊接电流及焊接速度,确保足够的焊接熔池停留时间,便于熔渣浮出熔池.1.4未焊透及未熔合未焊透是指母材金属未熔化,焊缝金属没有进入焊接接头根部的现象,一般存在于单面焊缝的根部.未熔合是指焊接过程中焊道与母材坡口,上层焊道与下层焊道之间没有完全熔化结合形成的缺陷.未熔合是一种面积型缺陷,垂直于应力方向的未熔合导致焊缝承载面积的减少最为明显,应力集中也比较严重,其危害仅次于裂纹.未焊透及未熔合的预防措施:选择合适的焊接坡口形式和坡口角度,钝边及间隙宽度;选择合适焊条,焊丝倾角及匹配的焊接电流,从而获得一定的焊接线能量;多层焊时层间清理要适度,避免形成沟槽,坡口变宽等.1.5气孔气孔是指焊接过程中,焊接熔池中的气体在熔池凝固前来不及逸出而以气泡的形式存在于焊缝金属内部或表面所形成的空穴.气孔在焊缝中存在的形状各异,分布不均匀,其种类大致有密集气孔,球形气孔,条形气孔,柱状气孔等.气孔会降低焊缝的连接强度和致密性,对构件的危害不及裂纹与未熔合严重.预防气孑L出现的措施:施焊前清除焊材,坡口两侧的铁锈,油污,同时避免焊材受潮,对于易受潮的焊材应按规定烘干保温并储存在保温筒内;调整好焊接电流,电压及焊接速度;采用二氧化碳气体保护焊时,焊前应除水与使保护气体下燥,同时应控制好保护气体的流量.2铁塔焊接缺陷的影响因素在输电铁塔焊接件的生产过程中,由于诸多因素对焊接质量的影响,造成不符合设计技术标准要求的产品返修或报废,给企业带来一定的经济损失.因此,在焊接生产前需考虑人员,机械,材料,方法,环境等因素对焊接质量的影响,通过焊前预防来确保焊接产品质量.2.1影响输电铁塔焊接质量的环境因素根据焊接环境的特点,影响焊接质量的环境因素可分为理化环境和劳动环境两大类型.理化环境因素包括直接影响焊接接头质量的理化环境以及通过影响焊接设备性能,焊接材料性129能,焊接工艺参数的稳定性而影响焊接质量的理化环境.劳动环境因素是指直接影响焊接操作人员的身体健康,劳动保护,安全卫生,心理活动而间接影响焊接质量的环境.通常情况下,影响输电铁塔焊接质量的环境因素是指直接影响焊接质量的理化环境因素.这种理化环境因素主要包括空气的温度,湿度和风力3个指标,其次是焊件坡口区域的清洁程度.其中,温度的影响效果最直接,后果最严重,又最难控制;湿度次之;风力可在局部小环境内得到控制;坡口区域的清洁程度容易保证.这些环境因素在焊接质量的形成过程中起着不同的作用.2.2影响输电铁塔焊接质量的人的因素人的因素是指操作者及检验者,试验者的质量意识,技能熟练程度和身体素质等.输电铁塔制造与安装质量的形成过程离不开人的操作和管理.质量意识,工作作风及心理状态是关键的影响因素,也是产生焊接缺陷的主要原因.造成人为操作误差的主要原因有:质量意识差;操作时粗心大意;不遵守操作规程;技术不熟练,操作技能低.2.3影响焊接质量的设备因素设备因素是指焊接设备,烘干设备,无损检测和试验设备,以及仪器仪表的性能精度和维护等对焊接质量的影响.焊接设备和仪器仪表是保证焊接质量符合设计技术要求的重要因素.由于焊接设备和仪器仪表及焊接检测设备在使用过程中不断老化,磨损等,使其性能和精度不断发生变化,从而影响焊接质量.2.4影响焊接质量的材料因素材料因素主要是指母材及焊接材料(焊条,焊丝)的化学成分和物理性能等对焊接质量的影响因素.材料质量对焊接质量起着主导作用,材料质量的控制是整个质量保证体系和焊接控制体系中的重要环节.当材料不符合设计规定要求或错用材料,将会导致焊接结构失效断裂.因此,应加强对材料质量的复核或入库材料的保管,以及焊材的烘培,发放,回收及过期或失效的处理等管理工作,确保无不合格材料应用于焊接工程.2.5影响焊接质量的工艺因素T艺因素是指加工工艺,组装工艺,焊接T艺,操作规程等.包括1-艺流程的安排,工艺之间的衔接以及焊接工艺参数的指导性文件及质量检验工艺的适用性等.焊接工艺对焊接T序质量的影响主要来自2个方面的因素:制定焊接工艺的方法,选择工艺参数和丁艺装备等的正确性和合理性;贯彻执行工艺方法的严肃性.在焊接过程中必须加强对工艺装备和计量器具的管理,严肃工艺纪律,合理使用机具,并对工艺实施过程进行检查和监督.3输电铁塔焊接质量的控制措施焊接过程是输电铁塔加T的关键过程和主要过程.塔座,管与法兰组装尺寸偏差,焊接质量的好坏直接影响铁塔组立和构件受力情况的改变.因此,铁塔ll-E的焊接接头除完全熔透焊外,焊缝表面质量应符合钢结构焊缝外形尺寸(GB1085489).以上分析了焊接缺陷的种类以及人员,机械,材料,方法,环境等因素对焊接质量的影响.由此可见,对焊接质量的控制主要从人员,机械,材料,方法,环境5个方面或焊前控制,焊中控制,焊后控制3个阶段着手,这3个阶段构成了焊接质量控制系统过程.3.1焊前准备3.1.1焊接计划焊接实施前应制订详细的质量计划,内容须全面体现和落实企业质量管理体系文件的要求,主要包括质量控制的组织机构,质保体系和质量责任制,同时设置质量控制点,规定质量培训和技术交底,焊接质量计划验证.3.1.2焊接工艺焊接丁艺准备工作包括焊接工艺评定和制定焊接施工技术方案.正式施焊前应进行焊接工艺评定,根据合格的焊接工艺评定制定焊接作业指导书(焊接施工技术方案),焊接操作者根据焊接作业指导书进行焊接作业.如出现下列情形应重新进行焊接工艺评定:首次焊接的钢种;改变焊接材料,焊接方法;焊接坡口形式,焊接线能量,焊接位置,焊后热处理规范的改变等.3.1.3焊工凡是从事输电铁塔焊接工序的焊丁,必须按照现行相关规定进行培训考核,考核合格后,方可从事相应的焊接施丁.3.1.4焊接用设备输电铁塔焊接所需的手弧焊机,焊条烘干设备和焊缝热处理装置应齐全,完好,性能稳定可靠,应装有在周枪(校)期内合格的电流,电压表,压力表.3.1.5坡口加工及清理在现场条件允许的情况下,应尽量采用等离子弧,氧乙炔等热加工方法.坡口加T完成后,必须除去坡口表面的氧化皮,油污,熔渣及影响接头质量的表面层,清除范围为坡口及其两侧母材不少于20i/ira,并应将lu1凸不平处打磨平整.3.1.6组装/定位组装应在确认坡L加工,清理质量合格后进行,组装间隙应均匀.定位焊的作用是保证焊接质量,促使接头背面成形良好的关键,如果坡u形式,组装间隙,钝边大小合适,易造成内凹,焊瘤,未焊透等缺陷.在对接焊时,如板厚一致,应按规定进行修磨过渡,并采取措施防止焊接过程产生变形.定位焊时,应采用与根部焊道相同的焊接材料和焊接工艺,并由合格焊T施焊.3.2焊接过程控制3.2.1焊接材料控制焊接材料的管理(采购,验收,入库,保管,发放,同收)应按相关规程接材料质量管理规程(JBT3223-1996)进行,以保证材料的规格,型号符合设计要求.对现场使用的焊条必须烘干,操作人员用保温桶领用,以防返潮.每一只筒内只能领用同一牌号的焊条,以防错用.焊条在桶内存放时间不宜超过4h,否则必须进行重新烘干.焊丝一次领用数量不得超过最小包装,使用前应检查表面的锈蚀,油污等杂质是否被清理干净.3.2.2焊接现场控制焊接过程中,现场检验人员应对实际焊接工艺参数,焊接材料,组装定位焊是否符合焊接作业指导书的丁艺规程进行检查,确认坡口,尺寸及组装要求.焊T必须严格执行焊接T艺要求,现场质检员应加强监督检查,这是保证焊接质量的关键.焊T应进行工序交接,确认坡口质量.确保焊接艺正确实施.3-2.3焊接环境控制焊接环境应符合(健筑钢结构焊接技术规程(jBJ181m2002)中的相关规程要求.(1)在焊接作业区,当手T电弧焊超过8m/s,气体保护电弧焊及药芯焊丝电弧焊超过2m/s时,应设防风棚或采取其他防风措施.(2)焊接作业区的相对湿度不得大于90%.(3)当焊件表面潮湿或有冰雪覆盖时,应采取加热去湿除潮措施.(4)当焊接作业区环境温度低于0时,应将构件焊接区各方向大于或等于2倍钢板厚度且不小于100mm范匍内的母材加热到20以上后方可施焊,且在焊接过程中均不应低于这一温度,同时对构件采取必要的保温措施.3.3焊后检查3.3.1焊缝外观检查焊缝表面质量的检验应在无损检测之前进行,所以焊缝表面质量均应采用标准样板,量规,硬度计等进行100%的外观检验并符合钢结构焊缝外形尺寸(GBl085489)及钢结构一r程验收规范(GB50205-2001)标准中的具体要求,且应如实记录结果.外观合格的标准焊缝表面不得有裂纹,气孔,弧坑和夹渣等缺陷,并不得有熔渣与飞溅物,咬边和焊缝余高应符合相关的要求.3.3.2焊缝内部质量的检验无损检测人员应经培训考核合格,执证上岗.外观检查合格后,并在焊口焊接完成24h后方可进行无损检测.所采用的检测方法,检测比例应符合有关规范,标准以及设计要求.无损检测结束后,应及时标明焊几编号,材质,规格,焊r_I位置,焊T代号,无损检测位置,无损检测方法.检验人员应及时对无损检测报告进行汇总.3.4焊缝返修焊接过程巾发现缺陷应及时清理修补.迅速检查焊缝质13O量,若缺陷超标,应趁焊口温度降低及时修补.根据缺陷种类制定相应的返修T艺,对缺陷进行修补,焊缝同一部位的返修次数不宜超过2次.第一次,第二次返修由焊接T艺人员对所需返修的缺陷进行原因分析并编制返修_T艺,由焊接责任师
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