浅析水利水电工程金属结构制作焊接工艺

浅析水利水电工程金属结构制作焊接工艺

发表时间：2016-11-29T16:11:03.947Z 来源：《基层建设》2016年19期作者：黑世忠[导读] 摘要：水利水电工程在灌溉与防洪中都起到了十分关键性的作用。

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摘要：水利水电工程在灌溉与防洪中都起到了十分关键性的作用。而金属结构又是水利水电工程里十分重要的一个方面，因此我们一定要保证水利水电工程中金属结构的安全性与稳定性，这与整个工程的生产效益与效率息息相关。文章主要对水利水电工程金属结构制作焊接工艺进行了简要分析，以供参考。

关键词：水利水电工程；金属结构；焊接

引言

在水利水电工程的建设施工过程中，水工金属结构制造与安装是一项非常重要的工作，水工金属制造与安装的质量优良能够直接对水利水电工程的施工至量产生影响，因此，相关部门就应该对水工金属结构的制造与安装质量进行控制和管理，提高水工金属结构的制造与安装的质量，进而提升水利水电工程的建设施工质量。

1水利水电工程金属结构焊接工艺要点

1.1控制焊接疲劳失效

（1）减小焊接残余应力。残余应力的产生主要受焊接方法和焊接工艺影响。因此，要减小焊接结构中产生的残余应力，需要根据焊接材料的结构设计和焊接工艺设计等方面来考虑。焊接前设计时，可以通过减少焊接结构上的焊接数量以及焊缝尺寸，避免焊缝过度集中而引起的应力集中现象。确定好焊缝数量、焊缝尺寸后，如何规划焊缝的顺序也关系到残余应力的大小。焊接结构中的残余应力是由于焊接部位金属材料热胀冷缩引发临近材料横向和纵向收缩束缚所产生，因此不同的焊接顺序对构件的残余应力有较大的影响。焊接时，最好的选择是让焊缝能最大限度地自由伸缩而不受临近材料的束缚，从而尽可能减小焊接冷却后存在的残余应力。

（2）减小应力集中。金属结构件产生疲劳失效最根本的原因就是在持续载荷作用下焊接构件发生应力集中现象。因此，提高构件抗疲劳强度行之有效的方法就是最大限度地减少应力集中程度。一方面，在对待焊接材料进行施焊时应该尽可能地减小焊接面的突变，尽可能地使焊接面光滑圆整。这就要求焊接前的准备工作应充分，要合理设计焊接形状，尽量避免尖角或者拐角的形状，尽量设计成曲率半径大的圆弧形状。这样可以最大限度地保证焊接结构在应用时所承受的载荷分布相对均匀，从而避免焊接处局部承受载荷过大而导致整个焊接构件失效的现象。另一方面，合理的焊接接头设计也可在一定程度上降低应力集中。焊接时，应该尽量避免焊的交汇和焊缝过度的集中。此外，相邻焊缝间应该保持一定的安全距离。在承载最大工作应力的区域尽可能不要设置焊缝，在承受拉伸应力的构件上尽可能不要设置横向焊缝。

（3）改善焊接缺陷。此外，提高焊接结构抗疲劳应力失效、延长构件使用寿命的另一种有效方法是提高焊缝焊接质量，最大限度地减少各种焊接缺陷的存在。例如，利用相关机械设备对焊缝进行整体抛光打磨。既能有效改善焊缝处的形状参数，还可以较好地消除焊缝表面缺陷，一定程度上能够达到提高焊缝抗疲劳强度的目的[ 12 ]。相比于焊接构件的整体磨光工作，如果采用砂磨机对焊接部位及附近区域进行局部抛光，既能在很大程度上减小工作量，又能有效改善焊缝的形状参数，并且在防治疲劳失效的效果上与整体磨光提高抗疲劳强度基本相当。

1.2控制焊接脆性断裂

脆性断裂失效一般发生在脆性材料或低温情况下，其防治措施主要包括：尽量减少缺陷的产生，控制缺陷的大小以及数量；在不影响工业使用要求的前提下，尽量降低焊接结构的应力水平；从分子结构上，改善材料的抗断裂性能。基于上述几方面考虑，具体应从焊接设计、加工制造、质量检验等方面采取一系列行之有效的措施，以达到增强金属结构件抗脆性失效性能的目的。在设计焊接结构时，总体应该符合安全可靠和经济合理的要求。与此同时，还必须考虑使用过程中可能出现缺陷的情况。此外，足够的机械强度是选材的基本需求。同时，还应考虑所选材料在恶劣的工作环境下仍然能保证材料有足够的韧性。在不能减少应力集中和焊接缺陷时，尤其是在较低温度下工作或承受冲击载荷时，更应选择韧性高的材料，以保证有高的脆断抗力。焊接材料与母材的匹配应合理，保证较好的可焊性，避免出现缺陷。

1.3控制焊接塑性断裂

要提高焊接结构对塑性断裂失效的抵抗作用，应当从焊接设计、焊接加工以及检验等环节予以考虑。提高焊接部位的表面质量以及壁厚的均匀度，运用合理的焊接设计，防止缺陷的产生。焊接过程中，设计的加热和冷却过程应缓慢进行，以减少因为温差而引起材料伸缩产生的应力，防止结构件超压运行。使用过程中，应该加强设备维护的频率。对金属材料所接触的防腐层要经常进行检修，出现损坏时要及时更换，以免器壁因腐蚀而变薄。此外，还需要借助相应检测设备对焊接构件定期检测厚度，做到及时了解运行构件中焊接构件的最小壁厚。此外，应加强对投入使用前的设备的维护，且要注意时刻保持设备的干燥，并防止材料的腐蚀。 2水利水电工程金属结构制作焊接质量控制措施

2.1加强机械设备管理

并且机械设备的质量也能够对水工金属结构的制作焊接质量产生影响。在具体施工的时候，机械设备若出现质量问题，那么就会导致水工金属结构的安装出现停滞，这对于控制器安装质量来说非常不利。因此，想要确保水工金属结构的安装能够顺利进行，相关人员就必须对机械设备进行良好的选用，并确保其适用于水工金属结构的安装工程中，而且还应该做好机械设备的管理，防止机械设备因为人为因素造成损坏，在管理的时候还应对其进行有效的保养措施，提高机械设备的工作性能，进而提高水工金属结构的安装质量。

2.2做好材料质量控制

材料的质量是直接决定水工金属结构施工质量的重要基础，而且材料的质量也能够对水利水电工程的总体质量产生影响，所以，相关人员一定要做好施工材料的质量控制工作，进而保证水工金属结构安装以及水利水电工程的质量得到有效保证。在进行施工材料的选择过程中，相关人员应对工程的实际情况进行充分的考虑，并确保材料的质量符合水利水电工程以及水工金属结构安装的相关要求，而且在材料进场之前也应对其质量进行有效的查验。之后，应对材料进行分类管理，防止因为人为因素造成材料质量的降低。如果材料出现生锈等情况，安装之前应对其进行有效的处理，否则不能够进行使用。