工業(yè)鈑金焊接結(jié)構(gòu)件廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、汽車、航空航天等領(lǐng)域,其故障不僅影響設(shè)備運(yùn)行效率,還可能引發(fā)安全隱患。焊接結(jié)構(gòu)件的故障多表現(xiàn)為焊縫缺陷、結(jié)構(gòu)變形和連接失效,需通過系統(tǒng)診斷確定根源,采取科學(xué)維修技術(shù)恢復(fù)其性能。
焊縫缺陷是最常見的故障類型,主要包括裂紋、氣孔、未熔合等。診斷時(shí)可采用外觀檢查與無損檢測(cè)結(jié)合的方式:外觀檢查通過肉眼或放大鏡觀察焊縫表面,裂紋多呈線性分布,氣孔表現(xiàn)為表面凹陷的孔洞;對(duì)于內(nèi)部缺陷,可使用超聲波探傷儀,根據(jù)反射波信號(hào)判斷缺陷位置和大小。裂紋修復(fù)需先清除缺陷區(qū)域,用角磨機(jī)打磨至露出金屬光澤,再采用小電流分段焊接,每段焊縫長(zhǎng)度控制在 50mm 以內(nèi),避免熱輸入過大導(dǎo)致二次開裂。氣孔和未熔合缺陷可通過碳弧氣刨清除后重新焊接,補(bǔ)焊時(shí)需確保坡口角度合理,便于熔池形成。
結(jié)構(gòu)變形會(huì)導(dǎo)致鈑金件裝配精度下降,常見的有整體彎曲、局部凸起等。診斷需借助精密測(cè)量工具,用激光 tracker 檢測(cè)大型結(jié)構(gòu)件的空間位置偏差,或用百分表測(cè)量平面度誤差。變形原因多為焊接應(yīng)力釋放,維修時(shí)可采用機(jī)械矯正與熱矯正結(jié)合的方法:對(duì)于薄板件,用專用夾具施加反向力進(jìn)行機(jī)械矯正,矯正力需逐步增加,避免過度矯正導(dǎo)致開裂;厚板結(jié)構(gòu)則采用局部加熱矯正,用氧乙炔焰在變形區(qū)域進(jìn)行點(diǎn)狀加熱,加熱溫度控制在 600-800℃,利用金屬冷卻收縮產(chǎn)生的應(yīng)力抵消變形。
連接失效表現(xiàn)為焊接接頭松動(dòng)或斷裂,多因焊縫強(qiáng)度不足或疲勞損傷。診斷時(shí)需檢查焊縫尺寸是否符合設(shè)計(jì)要求,用拉力試驗(yàn)機(jī)抽檢接頭強(qiáng)度,判斷是否存在焊接參數(shù)不當(dāng)?shù)膯栴}。維修時(shí),若焊縫尺寸不足,需增加補(bǔ)焊層,補(bǔ)焊道應(yīng)與原焊縫平滑過渡;對(duì)于疲勞斷裂的接頭,需清除舊焊縫,重新設(shè)計(jì)焊接坡口,采用低氫型焊條焊接,焊后進(jìn)行去應(yīng)力退火處理,消除焊接殘余應(yīng)力。
維修后的質(zhì)量驗(yàn)證不可少的。修復(fù)后的結(jié)構(gòu)件需再次進(jìn)行無損檢測(cè),確保缺陷清除;通過加載試驗(yàn)驗(yàn)證其承載能力,加載量為設(shè)計(jì)載荷的 1.2 倍,保持 30 分鐘無異常即為合格。對(duì)于重要結(jié)構(gòu)件,還需進(jìn)行時(shí)效處理,自然放置或低溫加熱一段時(shí)間,使應(yīng)力充分釋放,避免短期內(nèi)再次出現(xiàn)故障。
工業(yè)鈑金焊接結(jié)構(gòu)件的故障診斷與維修需遵循 “先檢測(cè)后修復(fù)、先定性后定量” 的原則,結(jié)合材料特性和使用工況制定方案,才能在保證維修質(zhì)量的同時(shí),最大限度延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)件的使用壽命。