公路工程大型鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量控制探析

湯 泓，沈高飛

（1.江西省贛州市公路管理局寧都分局，江西 贛州 341000；2.江西省贛州市公路管理局直屬分局，江西 贛州 341000）

1 大型鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用概述

1.1 大型鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)點

大型鋼結(jié)構(gòu)憑借其跨越能力強，上、下結(jié)構(gòu)可以同時施工等優(yōu)點，普遍應(yīng)用在大跨徑鋼圍堰、鋼箱梁等結(jié)構(gòu)中，一些橋梁工程中還將其應(yīng)用到鋼塔柱結(jié)構(gòu)中，取得了顯著的效果。另外，橋梁工程中鋼結(jié)構(gòu)之間的搭接主要采用焊接方式，因為焊接方式不但容易操作，而且能夠使鋼結(jié)構(gòu)之間的連接滿足施工設(shè)計要求。據(jù)相關(guān)資料顯示，我國自20世紀末至今，僅在長江上應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)的橋梁多達20多座，大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)相當(dāng)成熟。

1.2 鋼結(jié)構(gòu)的焊接

橋梁工程中焊接之前，應(yīng)首先制作符合施工設(shè)計要求的鋼結(jié)構(gòu)，即先制作組成鋼結(jié)構(gòu)的各板單元，并且預(yù)留一些角接頭、十字型接頭等，然后采用焊接的方式將這些各板單元連接起來。

大型鋼結(jié)構(gòu)之間的焊接主要采用熔化焊接方式，即先將焊接的鋼結(jié)構(gòu)接頭加熱呈現(xiàn)液態(tài)，從而將其與焊接材料熔化成統(tǒng)一的整體，經(jīng)過冷卻后鋼結(jié)構(gòu)之間就能很好的連接在一起。實際施工過程中采用的焊接工藝包括埋弧自動焊、二氧化碳氣體保護焊、手工弧焊等，具體采用哪種焊接工藝應(yīng)根據(jù)施工實際情況進行選擇，以保證鋼結(jié)構(gòu)間的焊接質(zhì)量。

2 公路工程大型鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量控制

公路工程大型鋼結(jié)構(gòu)比較容易出現(xiàn)的問題集中表現(xiàn)在焊接外觀、焊接變形兩個方面，因此對大型鋼結(jié)構(gòu)焊接方面的質(zhì)量控制，主要針對這兩個方面進行詳細的探討。

2.1 公路工程大型結(jié)構(gòu)焊接外觀質(zhì)量控制

公路工程大型鋼結(jié)構(gòu)之間的焊接外觀質(zhì)量不好是普遍存在的問題，后來經(jīng)過大量的施工實踐，終于尋找出控制大型鋼結(jié)構(gòu)焊接外觀質(zhì)量的有效方法。

2.1.1 鋼結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量控制

應(yīng)充分分析鋼結(jié)構(gòu)不同位置處的焊接特點與焊接工位，進而選擇合理的焊接方法，例如，針對板單元間的對接焊縫，應(yīng)先使用二氧化碳氣體保護焊做基本的處理，然后使用埋弧自動焊工藝進行全程的焊接。針對對角焊縫應(yīng)先使用實芯焊絲運用二氧化碳氣體保護焊處理，接著使用半自動焊接方式焊接。

為了使焊縫外觀質(zhì)量滿足設(shè)計目標要求，應(yīng)按照從內(nèi)到外的順序進行焊接，即使用實芯焊絲二氧化碳氣體保護半自動焊焊接其內(nèi)側(cè)，使用藥芯二氧化碳氣體保護自動焊焊接外側(cè)。

對鋼結(jié)構(gòu)底板與頂板進行打底焊接時，操作不慎容易出現(xiàn)弧坑裂紋、根部縮孔以及焊接熔合不良等問題，這就需要打底焊接時應(yīng)嚴格按照工藝參數(shù)要求進行，并采用先前拉或推的運條方式避免焊接過程中融合不均的問題。針對焊接反面成型質(zhì)量不佳的情況，第一道埋弧自動焊后將除襯去除，進而托住受熱下墜的金屬，能夠有效避免打底焊較薄，金屬受熱下墜引起反面質(zhì)量問題的出現(xiàn)。

2.1.2 箱形截面外觀質(zhì)量控制

公路大型鋼結(jié)構(gòu)中箱形截面薄板單元的接頭通常為單面坡口，并且?guī)в袖撆阋r，因此與腹板不能達到較好的緊貼效果，從而使焊渣進入中間的縫隙中，此時進行焊接容易出現(xiàn)夾渣不良現(xiàn)象，而且還容易出現(xiàn)氣孔。導(dǎo)致焊接出現(xiàn)氣孔的原因是，焊絲與母材直角邊之間的距離太大熱量不夠充足。為了解決這個問題可以采取有效措施，拉近焊絲與直角邊之間的距離，也可以適當(dāng)調(diào)整焊嘴的傾斜角度，從而保證焊縫受熱均勻。

為了有效避免焊接出現(xiàn)夾渣問題，應(yīng)嚴格控制焊接的各個環(huán)節(jié)，保證其按照焊接工藝要求進行焊接。首先應(yīng)對焊接表面進行去污、除銹處理，保證焊接表面的清潔；其次，將其表面清理干凈后立即進行焊接，如果遇到下雨或者濕度較大的天氣，不準進行焊接操作；最后，針對有預(yù)熱要求施工，應(yīng)按照工藝要求進行預(yù)熱，同時根據(jù)施工實際情況，設(shè)置適中的坡口，以此防止出現(xiàn)夾渣現(xiàn)象。

2.2 大型鋼結(jié)構(gòu)焊接變形質(zhì)量的控制

公路橋梁工程中運用的大型鋼結(jié)構(gòu)一般由工廠提供，然后進行現(xiàn)場安裝，不過實際施工中受到施工位置較高等因素的影響，安裝過程中調(diào)整起來難度非常大。為了保證安裝質(zhì)量，對工廠制造的大型鋼結(jié)構(gòu)焊接精度要求非常高，例如南京三橋鋼搭節(jié)段的縱橋與橫橋向的寬度偏差控制在2mm。之前大型鋼結(jié)構(gòu)的焊接精度控制主要通過熱橋方式實現(xiàn)，不過使用熱橋會給鋼性材料的性能產(chǎn)生影響，所以應(yīng)采取有效措施，嚴格控制大型鋼結(jié)構(gòu)焊接變形。

制作板塊時應(yīng)使用反變形鋼架，焊接時采用雙噴嘴頭二氧化碳氣體保護自動焊進行對稱焊接，以此能夠顯著降低焊接中的變形。

對板面單元進行焊接時，如果其厚度較小則可采用單面焊接雙面成型的方式進行，以此保證焊接質(zhì)量。如果其厚度較大，則將其改為雙面坡口進行焊接，這樣以來不但能夠降低焊接的勞動強度，而且能夠有效控制焊接的變形量。另外，還可以進行馬板剛性約束、預(yù)設(shè)反變形等，加強對焊接變形的控制。

為了減小焊接箱體、鋼塔時的變形，應(yīng)根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)特點，充分分析影響焊接變形的各個因素，并制作對應(yīng)的約束工裝，尤其是距離端口較小且為熔透焊縫的位置，應(yīng)制作剛度較強的約束工裝，以此避免其出現(xiàn)較大的變形。另外，大型鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)焊接的位置，對未焊接的位置也會產(chǎn)生的一定的影響，進而使其產(chǎn)生變形，為此，焊接過程中可采用對稱焊接、交替焊接等方法，控制鋼結(jié)構(gòu)焊接的變形量。

3 結(jié)語

大型鋼結(jié)構(gòu)在公路橋梁工程中起著舉足輕重的作用，因此，應(yīng)針對鋼結(jié)構(gòu)焊接過程中出現(xiàn)的焊縫不滿足施工目標要求，以及焊接變形等常見問題，充分分析其出現(xiàn)的原因，積極的尋找應(yīng)對措施，加強焊接過程中的質(zhì)量控制，不斷提高鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量進而保證公路橋梁工程滿足當(dāng)今時代的發(fā)展要求，為促進我國的經(jīng)濟發(fā)展做出突出貢獻。

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