机械结构件焊接加工有哪些要求？

机械结构件焊接加工有以下多方面的要求：

一、焊接前的要求

材料准备

材料检验：焊接材料（如焊条、焊丝、焊剂等）和母材（被焊接的金属材料）必须有质量合格证明文件。对于重要结构件，应对母材进行复验，检查材料的化学成分和力学性能是否符合设计要求。例如，对于承受高强度载荷的结构件，母材的屈服强度和抗拉强度等指标必须达到规定标准。

材料清理：焊接前，母材表面的油污、铁锈、氧化皮等杂质必须清除干净。可以采用机械清理（如打磨、喷砂等）或化学清理（如酸洗等）的方法。例如，使用砂轮打磨钢材表面，使表面露出金属光泽，以保证焊接时的熔合质量。

焊接工艺评定

对于新的焊接工艺或首次焊接的材料组合，必须进行焊接工艺评定。焊接工艺评定包括焊接参数（如焊接电流、电压、焊接速度等）的确定、焊接接头性能（如拉伸强度、弯曲性能、冲击韧性等）的测试。通过焊接工艺评定来验证焊接工艺的可行性和可靠性，确保焊接接头能够满足设计要求。

焊接设备检查

焊接设备（如电焊机、气体保护焊机等）应处于良好的工作状态。检查设备的电流表、电压表等仪表是否准确，调节旋钮是否灵活。对于气体保护焊机，还要检查气体流量调节装置是否正常，保护气体（如二氧化碳、氩气等）的纯度是否符合要求。例如，二氧化碳气体保护焊要求二氧化碳气体纯度不低于 99.5%。

坡口制备

根据设计要求和焊接工艺，制备合适的坡口。坡口的形状（如 V 形、U 形、X 形等）和尺寸（如坡口角度、钝边尺寸等）应符合标准。例如，对于厚度较大的钢板焊接，采用 X 形坡口可以减少焊接变形，坡口角度一般在 60° - 70° 之间，钝边尺寸为 2 - 3mm。坡口边缘应平整，不得有裂纹、分层等缺陷。

二、焊接过程中的要求

焊接参数控制

严格按照焊接工艺评定确定的焊接参数进行焊接。焊接电流、电压和焊接速度是关键参数。例如，在手工电弧焊中，焊接电流过大，会导致焊缝金属过热，产生气孔、咬边等缺陷；焊接电流过小，则会使焊缝熔深不够，出现未焊透的情况。焊接速度也应适当控制，速度过快会使焊缝成型不良，过慢则会增加焊接热输入，导致焊接变形。

焊接顺序控制

对于复杂结构件，合理的焊接顺序可以减少焊接变形。一般采用对称焊接、分段退焊等方法。例如，对于箱形结构的焊接，先焊接结构内部的焊缝，再焊接外部的焊缝，并且在焊接长焊缝时，采用分段退焊的方式，即从焊缝一端开始焊接，焊一段距离后，向相反方向焊接，这样可以使焊接应力分布更加均匀，减少变形。

焊接操作规范

焊工必须持有相应的资格证书，并且严格遵守焊接操作规程。在焊接过程中，焊条或焊丝的角度应正确，运条方式（如直线运条、锯齿形运条等）应符合工艺要求。例如，在进行角焊缝焊接时，焊条应与焊件成 45° 左右的角度，采用适当的运条方式，保证焊缝的熔合良好和成型美观。

对于多层多道焊，每一层焊缝的清理和检查都很重要。在上一层焊缝清理干净（如清除焊渣、飞溅等）后，才能进行下一层焊缝的焊接。每层焊缝的厚度应均匀，相邻两层焊缝的接头应错开，避免出现缺陷集中的情况。

焊接环境控制

焊接环境对焊接质量也有重要影响。当环境温度过低（如低于 0℃）、湿度太大（如相对湿度高于 90%）或有强风时，可能需要采取相应的措施。例如，在低温环境下焊接，应对焊件进行预热，预热温度根据母材的材质和厚度等因素确定，一般在 100℃ - 150℃之间；在有强风环境下焊接，应采取防风措施，如设置防风棚等，以保证保护气体的稳定和焊缝质量。

三、焊接后的要求

焊缝清理与外观检查

焊接完成后，应及时清理焊缝表面的焊渣、飞溅等杂质，使焊缝外观整洁。焊缝外观应符合一定的质量标准，如焊缝余高应在规定范围内，一般不超过 3mm；焊缝表面不得有裂纹、气孔、夹渣、未熔合等缺陷。对于外观有缺陷的焊缝，应根据缺陷的类型和严重程度采取相应的措施，如补焊、打磨等。

焊缝内部质量检查

采用无损检测方法对焊缝内部质量进行检查。常用的无损检测方法有射线检测（RT）、超声检测（UT）、磁粉检测（MT）和渗透检测（PT）等。例如，对于承受较高应力的焊缝，采用射线检测或超声检测来检查焊缝内部是否有气孔、夹渣、未焊透等缺陷。射线检测能够直观地显示焊缝内部缺陷的形状和位置，超声检测则可以检测出较小的缺陷，但对缺陷的形状和位置判断相对较难。

焊件变形矫正

检查焊件是否有焊接变形。如果焊件出现变形，可以采用机械矫正（如压力机矫正、锤击矫正等）或火焰矫正的方法进行矫正。火焰矫正时，应根据焊件的材质和变形情况，控制加热温度和加热范围。例如，对于低碳钢焊件，火焰矫正的加热温度一般在 600℃ - 800℃之间，加热后让焊件自然冷却，以达到矫正变形的目的。

质量记录与标识

对焊接过程中的各项质量记录（如焊接工艺评定报告、焊工资格证书、焊缝质量检测报告等）进行整理和保存，以备查阅。同时，对合格的焊接结构件应进行标识，注明产品型号、生产日期、焊工编号等信息，便于质量追溯。