焊接技术在特种设备的生产装配过程中起着极其重要的作用，本文以游乐设施中的特种设备为例，对特种设备焊接技术进行简要介绍，并结合实际焊接过程出现的问题，详细论述了特种设备焊接中常见的缺陷类型及其产生原因，最后指出了游乐设施中特种设备焊接作业的要点。特种设备；焊接技术；常见缺陷；控制要点
目前，很多游乐设备的主要部件连接依靠焊接来完成，所以在这些游乐设施的设计制造、安装调试的过程中，焊接技术始终起着举足轻重的作用，从这一角度来看，保证游乐设施的焊接质量是这些特种设备安全运行的基础。因此，我们在当前研究游乐设施中特种设备焊接技术，发现其中易出现的问题以及技术操作要点显得很有必要。
游乐设施中特种设备焊接技术概述
首先，焊接指的是在加热或者高温高压下，将两种或多种材料结合在一起的过程，一般通过熔焊、压焊、钎焊三种途径来达到焊接效果，其原理是多种材料通过原子或者分子的结合和扩散形成永久性联接的过程。为了满足人们寻求刺激的心理，无论是运动方式还是自身结构，游乐设施都趋向于大型化和复杂化的设计，因此这对游乐设施所采用的焊接方式提出了更高的要求。目前，国内多数游乐设施主要为螺栓紧固和焊接这两种连接方式，其主要部件中往往采用焊接技术制作而成，例如常见的轨道、压力杆、摆臂等，这些主要结构通常会直接影响着游乐设施安全指数的高低。而在很多设备的现场焊接组装过程中，往往又会因为施工条件的限制，焊接的精度甚至焊接所用的焊条未能达到设计标准，这也是导致设备运行一段时间后出现裂缝的主要原因之一，从而直接影响着设备的安全性能。
目前，游乐设施正朝着大型化、轻量化的方向发展，在设备选材中，往往首先考虑高强度的材料，以此达到设计轻量化的目的。但出于成本上的考虑，多数设备的制作仍然以高强度钢板为主要材料。当前，高强度钢板的品种较多，例如，含磷冷轧钢板的强度较高、塑性较好，并且具有较优良的耐腐蚀性；而冷轧双相钢板的拉伸性能较好。游乐设施的组装多采用焊接技术及堆焊修复技术，主要分为手工电弧焊和钎焊两种方式。其中，手工电弧焊的质量较高，但是会降低零件的疲劳强度；钎焊则恰恰相反。所以，很多游乐设施在焊接后仍需要手工打磨等后期处理，以使设备更加整洁美观。当然，我们在对游乐设施进行修复时，大多也采用焊接方式。同时，部分游乐设施使用了大量铝合金材料，而铝合金材料表面具有致密氧化膜，因此在焊接过程中必须清除干净，以免影响焊接质量；另一方面，在铝合金的焊接过程中还要避免产生气孔，铝合金的这些特性给焊接带来了一定的难度。另外，游乐设施也会采用镀锌钢板，来提升设备的防腐性能，目前多采用电阻焊的方式对镀锌材料进行焊接加工，但仍然会出现很多问题，如钢板融化层发生分流、电流密度不均匀、焊接过程中电阻值发生变化等等。值得一提的是，当前我国越来越多的游乐设施开始采用玻璃钢材料进行制作，这种材料具有更轻的重量、更高的强度，并且易加工、易上色，因此逐渐应用于更多的游乐设施。
特种设备焊接中常见缺陷
a背面超高
在实际焊接操作过程中，被焊接物体背面的余高是无法用肉眼直接看到的，因此我们只能通过焊接速度、焊接间隙、钝边或者焊接形成的熔孔直径来判断余高，这就依赖于焊接者的工作经验。在实际焊接要求中，要求I 级焊缝的背面余高不得超过0.03cm。由于采用不同焊接方式产生的熔孔直径也有所不同，因此在实际焊接过程中，要针对不同焊接要求，合理选择焊接方式。例如对管道进行打底时，为了减少熔孔直径，常采用手工钨极轻弧焊的方式；在盖面时，则使用焊条电弧焊方式，避免打底时背面超高。
b背面凹陷
焊接部位的背面凹陷多发生在水平固定管位的5～7点处，这是因为在焊接时，材料融化形成的铁水会由于重力原因向下掉，进而产生背面凹陷。为了防止熔池温度过高，造成铁水下流而产生内凹的状况，我们常在焊条电弧焊开始的6～7点处控制电弧的拉长预热时间，避免因时间过长而造成更多的铁水下流；在使用手工钨极氢弧焊的过程中，遇到需要仰焊的位置时，可采用在内部填充焊丝的方法来抑制背面凹陷的形成
c未焊透与未熔合
这两者的概念相近，但又有所不同。未焊透通常为发生于焊缝底部的体积性缺陷，而未熔合则一般指的是发生于焊层与焊层间的面积性缺陷。我们通常采用以下几点措施来避免这两种情况的发生：一是对焊层进行清理，去除夹渣；二是要选择合适的焊接速度和焊接电流，并注意对接间隙的尺寸；三是适当拉长电弧并加大电流。
d气孔
在管状部件的焊接过程中，采用焊条电弧焊或者手工钨极轻弧焊经常会产生气孔。这是因为在熔化焊接的过程中，气体在熔池金属冷却凝固前未能及时逸出，所以残留在焊缝金属表面或者内部，形成空隙或者空穴。这些空隙、空穴会在一定程度上破坏金属的致密性，减少了焊缝金属的有效横截面积，直接造成焊缝的强度被削弱。因此我们可以设立合适的工作清洁区，对坡口表面进行清洁；另外，焊点对焊丝表面要清理干净，能够露出金属，并看到其金属光泽；再则，我们可以按照严格的规范标准保管和使用焊条，保持焊条的干燥，也可通过适当增大引弧电流的方式，延长熔池的冷却时间。值得注意的是，不能用电弧重熔的方式试图消除产生的气孔，因为产生的气孔往往是由于氢气泄露而导致的，这时电弧重熔只会导致焊缝变脆。
e夹渣
夹渣一般指的是熔化焊接时发生冶炼反应后的产物，这是因为熔池冷却过程中的非金属杂质和熔渣在焊接过程中未能及时逸出，进而遗留在焊缝金属内。我们可通过增大电流、提高电弧的方式，让熔渣与铁水对焊丝表面要清理干净更加充分。
f裂纹
裂纹是在焊接过程中，焊接区域中发生金属局部破坏的表现，也是焊缝中最具有危害性的因素。焊缝裂纹会极大降低焊接接头的强度，其产生的裂纹端部可能会成为应力集中点，进而导致焊缝的断裂。因此，我们可以通过增加焊接厚度或者采用更合理的焊接法来尽量避免裂纹的产生，以免产生较大危害。
游乐设施中特种设备焊接作业的要点
游乐设施具有自身固有特点，因此，在焊接过程中会出现各种问题，其不仅威胁到设备安全，还可能对操作人员的生命财产安全产生危害。例如，焊接作业不可避免地会产生射线、有害气体、粉尘等，而且游乐设施自身具有一些压力容器或者易燃易爆气体，当这些因素叠加在一起后，很有可能会发生火灾或者爆炸，进而导致巨大的生命财产损失。因此，在游乐设施的焊接作业中，最重要的就是要保证设备和操作人员的安全，注意检查作业环境是否符合相关安全标准；判断设备的通电情况是否有触电风险；检查各类用电设备是否接地等。同时，工作人员在焊接作业过程中，要注意周围是否存在安全隐患；若是高空作业，一定确保相应保护设备完好无损，并且注意避免焊头掉落伤及路人。
结论
笔者在文中针对游乐设施中所应用的主要焊接技术进行了概括，指出了在这些特种设备的焊接过程中容易出现的种种问题，并归纳总结出相应的预防措施，进而为我国特种焊接技术研究提供了理论补充，以期为广大同仁提供参考依据。
参考：
[1]崔锦.特种设备的钢结构焊接工艺评定和程序[J]. 中国质量技术监督，2006，11：41.
[2]潘春雷.焊接设备技术的发展趋势研究[J]. 产业与科技论坛，2013，10：138-139.
[3]李振华，王伟.焊接技术在游乐设施中的应用[J]. 科技创新与应用，2015，16：152.
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