大型金属焊接结构-箱形井架焊接工艺与失效分析的论文
摘 要：时代在进步，社会在发展，随着时代的进步，国内的煤矿建设行业发展迅速，目前国内煤矿建筑结构最为常见的便是箱形井架焊接结构，其实目前现代化煤矿的标志性建筑结构，是国内大受好评的金属焊接结构。但是箱形井架结构在焊接的时候有可能会出现焊接失效的情况，这对于煤矿建筑的安全性影响巨大，只有对箱形井架结构的焊接工艺和失效原因进行深入的分析，才能够提出针对性的处理方法。
关键词：大型金属焊接结构；箱形井架；焊接工艺与失效；分析
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.022
箱形井架是一种我国在上世纪九十年代初由外国引进到国内的一种大型金属焊接结构，由于其相比于我国较为传统的焊接结构有着具有许多良好的优势，一经引进便被国内许多的煤矿建设企业的设计人员和决策人员表示赞赏，并且快速将其深入研究透彻，而后根据我国的实际情况来进行略微的调整，最后便被大范围地投入使用，即使到了现在，箱形井架的焊接结构也依然是现代化煤矿的标志性建筑结构。但是这种金属焊接结构虽说已经投入使用了挺长一段时间，但是金属焊接的失效问题仍然时有发生，并且由于金属焊接失效而造成的灾难性事故也不在少数，金属焊接失效问题一直以来都是煤矿建设企业最为重视的问题，必须对金属焊接失效的原因进行深入的分析，找到相应的处理方案，才能够保证箱形井架焊接工艺对煤矿建设企业带来的正面作用。
1 导致箱形井架失效的原因和影响因素
要想避免和预防箱形井架由于焊接失效或是制作工艺方面的原因而造成严重的灾难性事故，就必须要先对造成箱形井架失效的原因以及影响因素进行深入的分析，而后再提出相应的基础措施。
根据统计数据进行分析，笔者发现导致箱形井架失效的影响因素大致分为三种，分别是金属结构设计、金属材料的选择以及制造和安装的工艺与质量水平。 而在这三种影响因素当中，金属结构的设计和焊接是最常出现，同时也是最为重要的影响因素，导致箱形井架结构失效的问题大多都与金属结构焊接的特殊热加工工艺息息相关。
在制作工艺方面会造成箱形井架失效的主要原因之一便是裂纹。而裂纹则又细分为三种类型，其一是指在金属材料当中有某一个部分存在缺陷以及裂纹，其二是指在箱形井架结构的焊接过程当中出现的焊接裂纹或其他焊接缺陷，其三则是指箱形井架在天轮长期受到升降罐笼的循环，因为交变载荷的作用导致箱形井架的焊接缝隙被不断拉伸和压缩，从而出现了疲劳裂纹和应力腐蚀裂纹。
而导致箱形井架失效的原因则大致可以分为两种，其一是由于焊接裂纹以及其他的'焊接缺陷而导致箱形井架结构焊接失效；而其二则是由于金属材料经受到反复的焊接热循环和由于焊接应力而出现焊接变形，从而导致金属材料的材质性能骤降，并且与产品的尺寸出现了偏差，以至于产品的质量十分不理想。以上两种情况都很可能会导致箱形井架结构焊接失效，最终甚至会引起灾难性事故的发生。
2 相应的技术措施
2.1 遵守国家现行的标准
首先，箱形井架的焊接必须要遵守国家现行的《钢结构设计规范》中的标准来进行设计，并且按照相关的规范标准合理选择金属材料，最好是以韧性高的为优先选择，这样便能够确保箱形井架在建设完成后有着较高的脆断抗性。并且焊接缝隙的布置必须具备较高的合理性，切忌焊缝过密或是使用十字焊缝，这些都可能导致焊缝之间的距离布置存在问题。而且在厚度以及截面出现变化的部分需要尽量使用圆滑过渡，切忌出现大量的拐角和死角这类应力容易集中的部分，同时还要注意不可在箱形井架的主焊缝和高应力部分焊接其他的附件，这对于箱形井架的结构十分不利。还需要注意的是，在进行强度核算的时候需要保证箱形井架的安全系数是过关的，并且最好使用应力集中最小的对接接头，确保母材和焊缝之间的过渡足够平缓。
2.2 制作工艺的质量水平
在箱形井架的制作工艺方面，最需要注意的是材料的质量，只有符合图纸和设计要求的材料才能够保障箱形井架的质量水平，并且必须有严格的施工工艺规范，制定详细的焊接工艺要求，确保焊接材料和母材有着较高的匹配程度，并且在焊接完成后要进行焊接工艺评定。其中最需要严格把控的便是材料以及焊材的代用制度，必须要确保有着较高的可焊性，否则一旦出现焊接缺陷，便会直接影响到箱形井架的质量，甚至可能会造成严重的灾难性事故。除此之外还需要注意焊接方法以及工艺参数的合理性，严格按照流程来进行装配焊接工作，确保接头形式的合理性，这样便能够有效减少焊接残留下来的应力。
3 结语
综合上文所述，根据上文对箱形井架焊接失效的原因分析，我们可以看出，箱形井架焊接失效大多都是因为在材料材质的选择方面、设计方面以及焊接工艺方面没有按照国家现行的相应规范、标准以及准则来进行，从而导致箱形井架结构的焊接失效，引起重大的灾难性事故，直接危及到企业的发展，甚至危害到社会群众的人身安全以及财产安全。所以对于煤矿建设企业来说，遵守国家相关的法律法规以及规范标准是极为重要的，只有这样，才能够切实的提高箱形井架的焊接强度，不断的增加箱形井架的寿命周期，最大程度的保障箱形井架的竖立足够具有安全性，从而进一步的促进我国煤矿行业的健康的、快速的、可持续的发展。
参考文献：
[1]缪凯，王青峰，刘吉斌，黄治军，王玉涛.WQ-1高韧性埋弧焊丝焊缝金属强韧性的研究[J].武汉工程职业技术学院学报，2003（04）：4-7.
[2]谢伟东，李影，陈兆东.FA-B200数控镗铣加工中心焊接结构立柱工艺性分析及焊接[J].机械工人，1996（09）：9-10.
[3]王克楠.軽金属溶接（《轻金属焊接构造协会会刊》）2012年第1-11期（50卷）要目[J].机械制造文摘（焊接分册），2013（06）：33-37.
[4]张新安，范建立.爆破法消除岔管焊接应力在龙江水利枢纽工程建设中的應用[J].中国水能及电气化，2015（09）：67-70+58.
[5]屈岳波，曹彬，王梁，张伯奇，吴健栋，蔡志鹏，潘际銮.窄间隙埋弧焊接头熔合区弱化的研究[J].清华大学学报（自然科学版），2014，5403：305-308.
[6]黄张豪，李林.TOFD技术在瀑布沟电站蜗壳焊缝质量检测中的应用[J].水电站机电技术，2009，3202：38-40+67.
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