气候因素对焊接工作的影响

本文作者：朱国兴 单位：江苏省特种设备安全监督检验研究院南通分院

从起重机械的说明书来看，起重机金属结构中焊缝质量的大小在整个起重机总质量中达1%，可见起重机在制造过程中，焊接质量的好坏直接关系到起重机使用的安全性能[1]。TSGQ0002《起重机械安全技术监察规程-桥式起重机》的第三章材料；第四章金属结构；第八章生产工艺，第十章检测检验都对焊接质量的控制提出了明确要求，可见焊接质量是监督检验人员控制起重机制造质量的重中之重[2]。我市临江沿海，大部分起重机制造企业的工作现场都为码头、港口，湿度大、空气中水分多，冬季气温低，焊接工作环境恶劣。在监督检验过程中发现，焊接接头中时有气孔、夹渣缺陷，甚至产生裂纹。在低温潮湿天气下，对制造厂的焊接生产提出了更高的要求。

1低温潮湿天气对焊接工作的影响

如果在低温下进行焊接，由于焊接环境温度低，增加了焊接热影响区与焊接母材之间的温度梯度，就会导致热影响区的冷却速度增大。冷却速度过快，将导致焊缝及热影响区产生脆硬的马氏组织、内应力和焊接裂缝，所有这些都会降低焊接接头的质量，不仅影响焊缝的相变过程，而且影响焊缝的力学性能。一般情况下，如果工艺条件正常，低温会使焊接试件的强度提高，但塑性降低，脆性增加。雨雪天、潮湿环境中焊接，空气中含有较多水分，电弧高温会使水分热分解产生氢气，氢会导致焊接产生延迟裂纹，使构件连接产生隐患，在构件运行一段时间后，就会出现裂纹，也就是氢脆。另外，如果在刮风天焊接时，电弧不易稳定，特别是对CO2气体保护焊焊接质量影响很大，因刮大风会破坏CO2气流对弧柱区及熔池的隔离作用，而使空气中的氢侵入造成焊缝产生大量气孔，降低了焊缝质量[3]。

1.1对焊条的影响

焊条在出厂时都有一定的含水量，它根据焊条型号而变。这个含水量是正常的，对焊缝的质量没有严重影响。所有的焊条在空气中都能吸收水分，在相对湿度为90%时，焊条涂料吸收水分很快，普通碱性焊条露在外面一天受潮就很严重。焊条涂料含水分太大，是很危险的，用潮湿的焊条进行焊接，焊后在焊缝的表面会产生大量的气孔特别对于潮湿的碱性低氢焊条，焊接时工艺性能变坏，飞溅增大，且由于氢的增加引起气孔、裂纹、白点等缺陷的产生。即使焊条重新烘干，焊接时仍会产生气孔、夹渣，而且增加焊缝金属中扩散氢的含量恶化了焊缝金属的机械性能。

1.2对焊接坡口的影响

潮湿的天气使得打磨好的坡口很快生锈，而且使坡口及其附近含有大量的水分，这些锈和水在焊接过程中有可能进入熔池，造成气孔、夹渣，而且增加焊缝金属中扩散氢的含量，恶化焊缝金属的机械性能。

1.3对焊接过程的影响

雨、雪、雾等有可能在焊接过程中进入熔池附近，或被焊条所吸收，增加焊接金属中扩散氢含量，从而在焊缝中形成气孔、裂纹等缺陷。

1.4对焊后焊缝的影响

在潮湿的天气里，空气传热率增加，焊后的高温焊缝及其热影响区冷却速度加快，使焊缝及热影响区硬度增加。如果雨雪直接落到焊后的高温焊缝及热影响区上，其硬度会大大增加，韧性降低，焊接残余应力集中，并有形成表面裂纹的可能性，恶化了焊缝机械性能。

1.5对焊工的影响

雨、雪、雾天气对焊工的操作水平有很大影响，使焊接质量不稳定。

2低温潮湿的天气中焊接所采取的措施

2.1加强焊条保管、发放和使用管理工作

为防焊条受潮，焊条的保管采取以下措施：不随意拆开焊条包装，尽量做到现用现拆，焊完后将剩余的焊条密封起来。焊条必须存放于通风良好、干燥的材料库中；焊条的发放和使用管理采取以下措施：碱性低氢型焊条在使用前必须烘干，一般为3500℃，烘干1h。缓慢加热，保温、缓冷。烘干后的碱性低氢焊条最好放入另一温度控制箱内（80~1000℃）存放，随用随取。酸性焊条在1500℃左右烘干1h每个焊工必须配一个焊条保温筒，焊条放在保温筒内。保温筒在使用时要及时关闭，在保温筒内可放适量硅胶以吸潮。焊工在焊接过程中，手中不得有多余焊条，以减少焊条受潮机会。一次领出用不完的焊条，下次用时重新烘干。焊条烘干次数不得超过两次。

2.2提高焊接工作条件

考虑焊工的保暖，给焊工配备个人防寒用品，包括棉服、棉鞋、帽子、手套等，具备较长时间抵抗严寒的能力，以免低温影响其操作技能的正常发挥。根据焊缝的位置及现场情况，搭能够防风、雨、雪的棚子。焊工在棚子里进行焊接工作，一方面使雨雪落不到焊缝上，另一方面改善了焊工的劳动条件。

2.3严格控制焊接工艺

焊前对焊口及附近进行清理，在低温环境下，并用氧乙炔焰进行烘干预热，去除坡口及其附近的水份，并使坡口在焊接过程中保持一定的预热温度。焊接过程中最好不要间断。有间断时，间断时间不要过长；如果间断时间过长，应重新加热烘烤。当焊接件厚度比较大时，采用多层焊接，要保持尽可能高的层间温度。如果因层间温度过低而吸潮，应进行烘烤。焊后高温焊缝用耐高温石棉保温缓冷，如果硬度太高，应采用焊后热处理降低硬度并释放焊接残余应力，以获得良好的机械性能。原则上一条焊缝应一次焊接完成，若有中断，在重新焊接前应仔细检查和清渣。如发现缺陷，应进行处理，达到合格后，方可重新预热施焊。对起重机械的主梁、吊具横梁的受拉区的对接焊缝应当进行100%射线或者超声检测如发现质量问题，及时反馈。无损检测人员须取得相应资格的特种设备无损检测人员证书后，从事相应的工作。

3结论

综上所述，低温潮湿天气对焊接危害是严重的，但只要采取上述措施，焊接质量是可以保证的。制造企业在掌握了低温潮湿天气下的焊接工艺方法后，有效的避免了焊接缺陷的产生。