机电特种设备焊接工艺和焊接现状分析

陆玺羽

龙信建设集团江苏机电安装工程有限公司江苏海门226100

摘要：特种设备主要包括有起重机械、压力管道、客运索道、压力容器、锅炉等，在特种设备的焊接中注重焊接外观质量，同时也要注重对焊接内在质量的控制，避免对设备的整体资粮及使用寿命带来影响，防止在今后的运行中存在安全隐患。但目前在机电特种设备焊接中部分工作人员仍然比较注重设备外在焊接质量，对于内部焊接质量控制力度不强，埋下了一定的安全隐患问题。为此本文就对机电特种设备焊接工艺及焊接现状加以分析，提出相应的解决对策。

关键词：机电特种设备；焊接工艺；焊接现状

机电特种设备是关于多种机电设施的一个统称，常见特种设备包括大型的娱乐设施、起重机械、电梯、客运索道等，在机电特种设施的生产过程中国家相关部门对其指定了专门的安全管理规程，最早自1955年就已经成立了关于机电特种设备的安全管理规程，同时不断扩大机电特种设备的范围，强调在应用中应确保机电特种设备的安全性。但从实际情况来看，我国在对机电特种设备安全管理中相关制度并不能落实，只是流于形式，对于焊接工作缺乏重视力度，或在设备安装中由于焊接人员自身的技术水平较低，或焊接工艺部完善，导致在设备的今后使用中存在一定的安全隐患。

一、机电特种设备焊接特点

（1）起重机焊接特点与结构

常见的起重机主要有门式起重机、桥式起重机与塔式起重机三种，每种起重机的结构与焊接特点都不同。其中门式起重机主要是由起升机构、门架、操纵室、大小车运行机构与导电装置所组成，其主要特点为跨度大，主梁较长，需要设置悬臂，在设计中应考虑到该起重机的运输条件，主梁宽度大，以偏轨箱形梁为主，桥式起重机与门架组装桥架组装方式类似，而主梁预装与制造方式不同。桥式起重机主要是由载重机构、运移机构与可移动桥架所组成，桥架是由两个端梁与一个主梁结合而成，端梁两侧有车轮，在焊接中需要将腹板、盖板拼接，焊缝应确保焊实焊透。和筋板利用焊接形成箱形的主梁半成品，降低箱形主梁变形几率，采用不同焊接顺序，在桥架组装焊接中对于部件要求较为严格，需要在桥架组装焊接前对部件进行焊接，控制变形，满足桥架焊接中翻动和平衡的要求。塔式起重机是由底架、通道、司机室、平台与塔身等结构所组成，构件具有独立性与载荷承受能力，在焊接中主要是以连接法为主，确保各个结构可拆卸。

（2）电梯焊接特点

电梯是将电气与机械所紧密结合的一种大型特种设备，在电梯安装施工中需要对轿厢进行焊接，是电梯的主要焊接结构，轿厢主要是由轿厢架、轿厢体与相关构件所组成，其中轿厢架是轿厢承载结构，强度较高，轿厢架通常是由底梁、上梁、立柱与拉链所组成，如底梁安装轿厢地，对轿厢载荷直接承受，采用的是框式焊接结构，用折弯钢板与型钢焊接成框架，其中有加强横梁与立柱连接。采用手工焊条电弧焊的焊接方式，或采用二氧化碳气体保护焊。轿厢体是组装焊接形成，如框架与轿底板，加强筋与轿壁焊接。在电梯制造中薄板焊接采用的是钨极氩弧焊方式，电气开关箱中箱体与螺柱采用的是螺柱焊。

（3）游乐设施焊接特点

游乐设施是高空运转和高速运转载人设备，具有动载荷，其中所采用的钢材多为钢管，对于这类游乐设施进行制造安装材料十分重要，在游乐设施制造中所采用的焊接工艺与焊接结构是人们所广泛关注和重视的。因焊接型式设计不合理或是局部焊接结构不合理，对于焊接质量部重视，在游乐设施运行中会直接产生焊缝开裂等现象，从而造成重大设备及人员伤亡事故，在游乐设施高速运转过程中连接机构与座舱为关键焊接机构，如在回转壁式游戏机中为确保座舱平衡，主要焊接结构包括回转臂、拉杆与座舱。其中回转臂上支撑板焊接，是在端部钢板中穿入支撑板，插入箱型梁缺口中，和其进行焊接，这种结构的抗震动与抗冲击效果良好。此外，还有大型的观缆车、过山车等在钢结构制造中采用的是钢管，钢管之间通过焊接的方式来进行俩呢及，焊接工艺作为一个系统化工程，存在较多的关联因素，当前国内设计院对于结构完整性较为重视，但对于结构细部焊接质量重视程度不高，导致设备在运行中容易出现问题。由于钢管的接头比较复杂，且焊接位置变化大，需要采用必要工装来确保焊缝的质量与焊接接头质量。游乐设施制造厂在焊接方法选择中多采用氩弧焊、二氧化碳气体保护焊、焊条电弧焊、埋弧自动焊等多种焊接方式，管接头变化较多，在制造安装中焊条电弧焊是其必不可少的一种焊接方式，因此制造厂商在工艺路线制定中应将焊条电弧焊作为首要的焊接工艺方法，确保焊接结构的质量。

（4）客运索道焊接特点

客运索道是通过架空绳索支撑与牵引客车来运送乘客的机械运输设施，支架钢结构为其主要的焊接结构，在支架焊接中多采用焊条电弧焊的方式，焊缝有角接焊缝与对接焊缝，在客运索道中其他结构均为焊接制造而成。

二、机电特种设备焊接技术

在对机电特种设备焊接中通常都是全焊结构，焊接工作量大，质量要求高，在焊接工作中需要不断探索先进的技术与方法，不断提高我国的焊接工艺与焊接技术水平。当前我国应用较广的集中焊接工艺主要包括以下几个方面：第一，双面脉冲自动焊接生产线。为降低材料费用，提高锅炉热效率，在大型电站水冷壁管屏中采用的是扁钢加光管组焊接，而这类部件锅炉容量与其外形尺寸成正比，通常一台600MW电站水冷壁管屏，拼接缝的长度超万米，为此，在焊接中需要采用高效的焊接工艺来完成。第二，大直径厚壁管生产中高效焊接法。随着输送管线工作参数的不断提高，大直径厚壁管的需求量不断增加，在对这种管材的生产制造过程中需要将钢板压制成型，采用一条或两条纵缝进行组焊，由于厚壁管焊接量大，为提高钢管的产量，通常采用的是串列电弧来进行高速埋弧焊，在16mm厚壁管焊接中最高焊接速度高达156m/h，在38mm厚壁管焊接中最高焊接速度高达100m/h。第三，厚壁容器。在厚壁容器的生产中多采用窄间隙埋弧焊的焊接方式，该种焊接方式具有优质、高效与低耗性特点，在我国锅炉化工机械制造与大重型机械制造中得到广泛应用与推广。

结语：

综上所述，在大型机电特种设备中钢结构焊接材料较多，且焊接施工工艺、接头类型较多，焊工的焊接技术水平高低不一，焊工证书多样，在产品钢结构焊接中需要执行的标准上不统一，各个企业对于设备的焊接质量要求不同，导致在特种设备焊接中质量相差较大，同时也会影响到机电特种设备的安全性能，为设备在今后的运行和使用中埋下了较多的安全隐患。为此在对机电特种设备制造安装中应制定相关焊接标准和质量控制措施，确保焊接结构的质量。

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