建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量控制

姜洪昌

摘要：隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，越來越多的鋼結(jié)構(gòu)運(yùn)用到了建筑當(dāng)中來。本文對建筑鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)以及焊接難點(diǎn)進(jìn)行了分析，并提出了幾點(diǎn)控制焊接質(zhì)量的措施。

關(guān)鍵字：建筑鋼結(jié)構(gòu)；焊接；質(zhì)量控制

一、現(xiàn)代建筑鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及焊接難點(diǎn)

（1）、鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

隨著建筑結(jié)構(gòu)造型的日趨新穎，鋼結(jié)構(gòu)體型也日益多樣，導(dǎo)致犬跨度復(fù)雜空間形狀的鋼結(jié)構(gòu)建筑不斷涌現(xiàn)以及管結(jié)構(gòu)的不斷推廣，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件形狀多變，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜多樣且鋼板厚度加大；鋼結(jié)構(gòu)材料由低碳鋼發(fā)展到高強(qiáng)合金鋼、鑄鋼等新型材料，近年來鋁合金材料也逐步應(yīng)用到鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架。

（2）、鋼結(jié)構(gòu)焊接難點(diǎn)

多角度全方位高空焊接。鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜的體型及繁瑣的節(jié)點(diǎn)位置和構(gòu)造決定了現(xiàn)場焊接工作的操作點(diǎn)多、操作面廣、操作量大以及需進(jìn)行多角度全方位和高空焊接施工的難點(diǎn)；應(yīng)力大，接頭處易產(chǎn)生質(zhì)量缺陷。鋼結(jié)構(gòu)施工中的節(jié)點(diǎn)復(fù)雜、板厚加大等導(dǎo)致焊縫密集甚至出現(xiàn)立體交叉最終導(dǎo)致焊接接頭剛性拘束大的后果，使焊縫不能自由收縮而導(dǎo)致雙向甚至三向產(chǎn)生應(yīng)力，因此在很大程度上增加了焊接接頭產(chǎn)生裂紋和層狀撕裂的可能性；工藝不完善。

減少焊縫截面積。在焊接施工過程中若出現(xiàn)凸出很高的焊縫，其多出的焊縫金屬并不能提高許可強(qiáng)度，反而增加了應(yīng)力集中系數(shù)同時(shí)消弱了破口的綜合性能，因此在焊接施工中應(yīng)采用U型刨邊以便形成U型破口以盡量減少焊縫金屬量；

多層多道焊接。施工中應(yīng)堅(jiān)持焊縫數(shù)量愈少愈好的原則，并在每條焊縫內(nèi)尤其是在厚板焊接時(shí)采用多層多道焊接。

焊縫平衡。應(yīng)盡量保證焊縫盡可能對稱，并要靠近中和軸施焊，實(shí)現(xiàn)一個(gè)收縮力對另一個(gè)收縮力相互平衡以有效控制減少變形；

逆向回焊法。若焊接的總進(jìn)程為從左到右，則施焊過程中每個(gè)焊縫應(yīng)從右到左，即分段側(cè)焊，以免由于在每道焊縫施焊后沿焊縫板內(nèi)側(cè)的熱量導(dǎo)致該處膨脹使兩側(cè)板向外分開，而當(dāng)熱量在板內(nèi)側(cè)向外擴(kuò)散后板外邊緣膨脹致使其重新合攏。

反變形法。采取在施焊前將需焊接構(gòu)件刻意偏置的方法來有效利用收縮力，諸如將某些組合在焊接前裝偏，待焊接時(shí)其預(yù)偏量能夠恰好回到所需位置，或用機(jī)械方法產(chǎn)生反向力來將構(gòu)件進(jìn)行彎曲或預(yù)拱以抵消收縮力。

采用反力平衡收縮力。采用夾具產(chǎn)生的約束力或構(gòu)件裝配為組件時(shí)的約束力以及構(gòu)件在重力作用下產(chǎn)生的拱度等所產(chǎn)生的反力來平衡焊接過程中產(chǎn)生的收縮力。其中夾具法是將同等焊接件背靠背緊夾在一起后用夾具將其夾好，待其焊接完成并冷卻后將夾具松開。

錘擊法。錘擊法也是消除收縮力的方法一種，其本質(zhì)是在焊縫上施加外力的方法將焊縫變薄變長來消除殘余應(yīng)力，在錘擊過程中應(yīng)堅(jiān)持在一定層面溫度中錘擊、在一定頻率下錘擊、在一定力道下錘擊和焊道根部不錘、等材不錘、焊道表面不錘的。三點(diǎn)錘、三點(diǎn)不錘”的原則，合理布置焊縫。對焊縫進(jìn)行合理布置避免焊縫間距離太近現(xiàn)象，當(dāng)材料尺寸與零件長度尺寸不同應(yīng)盡量減少或不做拼接焊縫的措施來減少焊接應(yīng)力集中和焊接變形。

焊接方式。鋼結(jié)構(gòu)焊接過程中交流點(diǎn)焊機(jī)適用于普通剛才焊接，直流點(diǎn)焊機(jī)則適用于要求較高的鋼材焊接，埋弧焊和自動(dòng)焊則適用于梁柱較長的對角或角焊縫，CO氣體保護(hù)焊則適用于要求較高的薄鋼板結(jié)構(gòu)焊接；

二、建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量控制的主要措施

隨著我國建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的不斷發(fā)展，鋼種的應(yīng)用也隨之增加，在材料的選擇上，更趨向于高強(qiáng)度、大厚度的鋼材。鋼結(jié)構(gòu)在外觀的上的張揚(yáng)、個(gè)性的特點(diǎn)。在建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接工程中，無論是安裝還是制作，焊接工作對工程的安全、質(zhì)量都起到了舉足輕重的作用。在我國以鋼結(jié)構(gòu)為代表的，國家體育場“鳥巢”鋼結(jié)構(gòu)的焊接工程中，開發(fā)研究了焊接技術(shù)的針對性極強(qiáng)，將我國的建筑鋼結(jié)構(gòu)迅速進(jìn)入到了成熟期，使技術(shù)水平提升到了—個(gè)新的臺(tái)階。但結(jié)合工程的實(shí)際情況，根據(jù)對以上影響焊接質(zhì)量的因素的分析，其控制鋼結(jié)構(gòu)焊接的質(zhì)量的主要措施有：

（1）、制訂出切實(shí)可行的焊接施工計(jì)劃，必須根據(jù)現(xiàn)場鋼結(jié)構(gòu)安裝的技術(shù)要求、實(shí)際情況，并對其技術(shù)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析。施工計(jì)劃主要包括以下項(xiàng)目：

a.焊接的方法、材料、人員管理焊接條件、焊接材料及其管理、使用鋼材（復(fù)驗(yàn)）、考試及管理、焊工培訓(xùn)、質(zhì)量控制制度、質(zhì)量控制機(jī)構(gòu)、安全措旌、防護(hù)措施。

b.加工。坡口加工要領(lǐng)、坡口要領(lǐng)、組裝及焊接順序、引弧板安裝要領(lǐng)。

c.組裝。引弧板處理、預(yù)熱要領(lǐng)、清根要領(lǐng)、定位焊要領(lǐng)、后熱要領(lǐng)、焊縫及加工要領(lǐng)、焊縫返修要領(lǐng)、產(chǎn)生不良時(shí)的矯正要領(lǐng)。

d.檢查。無損檢查方法、標(biāo)準(zhǔn)、要領(lǐng)，外觀檢查標(biāo)準(zhǔn)、方法、要領(lǐng)。

（2）、“焊前準(zhǔn)備好了等于已焊接了一半！”因此準(zhǔn)備質(zhì)量控制焊接前，應(yīng)當(dāng)做好充足、認(rèn)真的準(zhǔn)備，焊接前必須對以下的項(xiàng)目進(jìn)行確認(rèn)：

a焊接的環(huán)境。其中包括焊接環(huán)境、作業(yè)環(huán)境、安全衛(wèi)生等注意事項(xiàng)。

b.焊接的加工拼裝。坡口的尺寸、坡口的形狀、錯(cuò)邊、根部的間隙、定位焊、背面墊板的安裝狀態(tài)、引弧板的安裝狀態(tài)。

c.材科及器具。焊接材料種類及組合、電源的容量、使用器具狀態(tài)、焊接材料的狀態(tài)。

d.其它。焊接的坡口表面的預(yù)熱、清理和加工。

（3）、焊接的過程中，質(zhì)量控制焊接過程中，施焊人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)肅工藝紀(jì)律，嚴(yán)格的按照焊接計(jì)劃書、焊接工藝指導(dǎo)書來執(zhí)行，對下列項(xiàng)目進(jìn)行確認(rèn)。焊接電源、焊接順序、焊接速度、電弧電壓、焊縫的設(shè)置方法、運(yùn)條方法、前層的焊縫狀態(tài)、電弧的位置、層間溫度、清根、后熱、保溫、焊條或焊絲直徑的選擇等。

（4）、焊接后質(zhì)量控制的焊接后，應(yīng)按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)要求對焊縫進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，對焊縫的尺寸、焊縫的外觀、焊縫的表面缺陷、焊縫的內(nèi)部缺陷等進(jìn)行確認(rèn)，其最主要的項(xiàng)目有：a.尺寸。焊接長度、余高尺寸、補(bǔ)強(qiáng)角焊的大小、角焊焊腳長度、角焊的不等腳長。

b.外觀及表面缺陷。壓坑、焊瘤、焊縫表面規(guī)整與否、咬邊、懸垂物、表面氣孔、火口狀態(tài)、表面裂紋。

c.內(nèi)部缺陷。未熔合、裂紋、未焊透、氣孔、夾渣。

d.處理。飛濺物清除合格與否、引弧板的處理、焊縫返修、端部周邊焊。

三、總結(jié)

總而言之，焊接質(zhì)量的好壞直接決定了一個(gè)鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量的好壞。我們必須從前期就要合理組織，選出優(yōu)秀的施工方案。而施工企業(yè)在施工前首先要確認(rèn)的就是剛才的質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)，并進(jìn)行必要的焊接工藝評定試驗(yàn)，嚴(yán)格保證整個(gè)工程的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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【3】 陳德來 淺談鋼結(jié)構(gòu)焊接的施工工藝【J】-工會(huì)博覽·理論研究 2010（6）