1 前言
黑土坡水電站金屬結構由閘門、攔污柵、門式啟閉機、台式啟閉機、橋機和其它各種構件組成，主要為通過焊接工藝組合成的產品。因此，在金屬結構製造與安裝中，焊接質量將直接關係到金屬結構產品的質量。焊接質量是規範（標準）—設計—工藝—工裝—組對—焊接資格—焊接材料—實際施工技術—驗收方法及手段等一系列技術和管理的綜合體現，其中任一個環節出問題，焊接質量將不能得到保障。
2 重視焊縫設計的科學性、合理性和經濟性
2.1 焊縫設計的合理性
從全面質量管理角度看，質量好的產品，首先是要有好的設計，然後按設計及規範要求生產。為此，設計應體現出科學、合理的產品指標和經濟技術指標。焊接設計是其質量管理與控制系統的關鍵。金屬結構的設計一般是根據使用工況和受力情況進行焊縫設計。對複雜工況的重要部位，焊縫質量的級別要定高一些，盡量選擇能焊透的焊縫；對一般荷載的普通工況，焊縫的「類」別和「級」別可低一些，以體現設計的合理性及經濟性。
2.2 正確、合理選用焊縫的級與類
「級」是焊縫自身質量的評定標準。按外觀質量
將焊縫分三級；按超聲波探傷將焊縫內部質量分為三級；按射線探傷將焊縫分為四級。「類」是對焊縫重要性的劃分。按《水工建築物金屬結構製造安裝及驗收規範》要求，「類」用中文字一、二、三表示，「級」用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ表示，但也有一些規範只有級而不分類。為此，就應註明用什麼方法，什麼標準，還應註明探傷百分比。
3 完善標準體系，加強標準意識
焊接是一個系統工程，是綜合的技術和管理過程，因此從製造標準、設計確定到無損探傷的每一環節、每道工序的質量要素，都要實行標準化的科學管理。
3.1 完善標準體系
標準是管理的基礎，是設計、生產和使用維護的依據，沒有標準就形不成科學管理機制，也就沒有質量可言。但目前尚未充分體現出標準的管理作用，不規範的、自由式的管理模式仍在沿襲，即使有一些標準，也往往流於形式。如金屬結構的焊接、焊材、管理存放、焊接工藝、焊接質量、焊接坡口的加工組對和焊工考核等都有規範、標準可循，但未能嚴格執行，往往是出了問題才找規範。
3.2 加強標準意識
在一些工程施工中，某些焊縫的焊腳長度、咬邊、焊縫邊緣直線度、飛濺和余高差等往往不符合規範要求，施焊工對焊縫外觀質量指標知之甚少。這不是個別現象，而是具有普遍性，標準的管理作用在這種狀態下當然無法實現。因此，必須以技術標準為主體，建全管理標準和工作標準所形成的管理體系，把分散的、自然管理的技術標準，組織到自覺的、有機的管理水平上。只有建全了管理體系，樹立良好的標準意識，標準的管理作用才能充分體現出來，質量才能得到保障。
4 焊縫坡口加工和組對
4.1 坡口的加工和組對
這是決定焊縫質量的重要環節。一般，一、二類焊縫對坡口的質量要求較高，對坡口組裝的間隙要求較嚴格，坡口的角度、長度等幾何尺寸應進行機加工。因為如坡口角度、鈍邊尺寸和間隙控制不當，將直接影響焊縫的焊接質量，同時坡口及附近的清潔度也不容忽視。
4.2 焊口組對
國外對壓力容器和管道的焊口組對，質量控制十分嚴格，要求每一個焊口經監察部門嚴格檢查認可後方能進行施焊。即是對焊口組對的點焊，也有嚴格的要求，除了要求合格焊工施焊，點焊所用焊條必須與正式焊縫的焊條相同，使用要求、預熱和焊透等也應與正式焊縫要求相同。總之，對坡口組對質量要有檢查、有確認、有記錄、有簽證、有編號和有檔案。對一些不作探傷要求的一、二類焊縫，更應重視這一環節，否則工藝得不到保證，質量難以達到規定要求。
5 加強工藝作風和工藝紀律
5.1 工藝法規意識
在施工中應樹立工藝法規意識，施工操作要標準化，行業要規範化。
在一些工程施工中，工人的工藝意識不強，工藝作風不嚴，直接影響了焊縫的焊接質量。如施焊前，對焊接坡口及其兩側的鐵鏽、熔渣、油垢、水銹等未作清理即隨意焊接，致使焊縫處不能有效接合，嚴重影響焊縫質量。多層施焊時，不注意錯縫要求，造成接頭集中，影響焊接質量。如某部件鋼板厚30mm，對接焊縫按規範要求須焊7層16道，有的工人只焊6層8道，更有甚者焊2層2道，即便該焊縫能達到射線探傷檢查要求的標準，然而由於焊接層數與道數遠低於規範要求，焊接熱能量過大且集中，特別是過熱影響區鋼材的內部晶粒受熱嚴重漲大，導致金相組織改變而變脆，使焊接部位的鋼材塑性和韌性指標遠低於規範、設計及工藝的要求。雖然射線探傷檢查指標能合格，但塑性和韌性指標很難保證。只有在焊條直徑、電流、電壓、焊接層次和預熱溫度均嚴格按規範、設計和工藝規程要求執行，才能保證焊接質量。
5.2 加強焊接質量管理
焊接施工管理的問題，將直接影響焊縫質量。在實際施工中，各種不良作風，如焊接材料不按要求進行烘焙和保管，隨意在工件上堆放異物和擦弧、亂丟焊條頭、任意向焊口中填塞鋼筋和代用材料、施焊時不打葯皮、不清飛濺等，嚴重危害焊縫的質量。
焊接施工中常出現這樣現象，工人按領料單領出50根焊條，施工中用去40根，按要求應交回10根焊條，有時只交回8根，另兩根焊條或焊條頭未交回。這看似小事，但帶來的危害極大。試想，若流失的是焊條頭，說明工作作風存在問題；若是兩根焊條，則可能在未經烘乾或不明材質的情況下用到其它焊縫中，影響其它焊縫的質量。
施工中為了引弧方便，隨意在母材上擦弧。在此必須強調：擦弧的瞬間溫度可達1 400℃以上，將導致以下幾種後果，一是擦弧處產生溫度應力；二是對於低碳合金鋼，還會產生淬硬性改變；三是引起電化學腐蝕。這些均將嚴重影響母材和焊縫的質量。為此，焊接應在坡口上引弧、熄弧，熄弧時應將坑填滿。
焊縫的連接一般都按強度設計，因此對焊縫填料有嚴格的要求。必須用強度匹配的焊條施焊，且應良好熔合。但常常出現焊口組對間隙較大，不按要求進行堆焊或重新焊口組對，而向焊口添加焊條、鋼筋或其它代用材料。焊口加入異物后，因母材與填塞物熔點不相同，肯定不能完全熔合，連接的可靠性降低，所以絕對不能容許，必須徹底禁止。
5.3 堅持持證上崗
凡參加水利水電工程金屬結構焊接的焊工，必須持證上崗。焊工均應按要求進行考核，經考試合格后，方能擔任一、二類焊縫的焊接工作。如果中斷焊接工作六個月以上，應經過複核考試。當進行新鋼種或新工藝焊接時，應進行相應內容的補充考試。另外，焊工焊接的鋼材種類、焊接方法和焊接位置等均應與焊工所持考試合格的項目相符。只有堅持合格焊工上崗施焊（尤其一、二類焊縫）制度，才能保證焊接施工質量。
6 焊接工程質量管理的直觀評價
評價焊接工程的管理狀態（質量保證能力），應從採用的鋼材牌號、厚度、焊接方法、工藝及坡口型式等，擬定坡口加工、組對、清理、預熱溫度、層間溫度、焊接位置、焊接參數、焊接層數和道數、焊后消除應力等工藝，並對每一工序的各種質量狀態取樣。用各工序間的取證材料進行統計分析，測算工序能力指數CP值，確定焊接管理狀態。
焊接質量分內部質量和直觀質量兩種。直觀質量評價是指焊縫的最終質量，包括焊縫內部的無損探傷和外觀質量。內部質量評價是通過無損探傷報告的統計分析（一般是對100張X光底片和報告進行統計分析），當焊縫的一次抽檢合格率達95％以上，或長100m以上焊縫的超聲波一次抽檢合格率在93％以上，則認為焊接工程的焊接管理狀態合格。外觀質量評價一般選定某一有代表性的尺寸，如角焊縫的焊腳K值評價，隨機取樣測定100個以上尺寸，計算離散係數標準偏差σn－1和工序能力指數CP。當CP值大於1時，則認為工程管理狀態合格，焊縫的內部質量和外部質量均合格。
