淺析鋼結(jié)構(gòu)焊接缺陷對(duì)施工質(zhì)量的影響

王大闖

(鄭州亨利制冷設(shè)備有限公司，河南 鄭州 450000)

隨著建筑鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)的焊接工藝技術(shù)不斷發(fā)展，但是因?yàn)楹附蛹妓嚤旧淼脑?，焊接結(jié)構(gòu)件變形等缺陷并未能得到有效的解決，建筑工程的質(zhì)量也面臨著鋼結(jié)構(gòu)焊接缺陷的威脅。有效防控鋼結(jié)構(gòu)的焊接缺陷已經(jīng)成為建筑鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)與建筑工程領(lǐng)域的重要研究課題。

一 鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝與焊接缺陷

1．鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝

當(dāng)前，鋼結(jié)構(gòu)焊接技藝中手工電弧焊焊接法應(yīng)用比較廣泛。手工電弧焊接等焊接技藝主要包括下料、組對(duì)、焊接及檢驗(yàn)四大環(huán)節(jié)，關(guān)鍵環(huán)節(jié)是電弧焊接部分，電弧焊接又分為立焊、平焊、橫焊、仰焊四類。焊接工藝中有針對(duì)焊縫缺陷的檢驗(yàn)環(huán)節(jié)，以保證焊接質(zhì)量。

鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量主要受焊接技工、焊接機(jī)具、下料、焊接技藝操作等方面因素的影響，其中焊接技工的技藝水平屬于人為因素。焊接技工的技藝水平直接影響到焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，焊工自身掌握焊接工藝流程并在實(shí)際焊接操作中提高技藝水平能夠有效的提高焊接構(gòu)件的質(zhì)量。實(shí)際的工程施工生產(chǎn)規(guī)定中要求焊工嚴(yán)格遵照焊接流程與規(guī)范，并規(guī)定焊工加強(qiáng)焊接工程的質(zhì)量自檢以排查缺陷。焊接機(jī)具也能影響焊接質(zhì)量，焊接工程中要及時(shí)進(jìn)行機(jī)具的狀況檢查及維修，以保證正常的工程施工。焊接下料的檢查要按照理化指標(biāo)，工程施工中也需要進(jìn)行焊接下料的追蹤控制以避免硬件缺陷。鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量控制最重要的環(huán)節(jié)是焊接工藝，焊接工藝及其操作作為影響施工質(zhì)量的重要因素應(yīng)該嚴(yán)格按照國家的相關(guān)規(guī)定并及時(shí)進(jìn)行驗(yàn)算及技藝評(píng)定。大部分的焊接缺陷產(chǎn)生于焊接施工中，進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的焊接缺陷防控應(yīng)該著重進(jìn)行焊接技藝操作環(huán)節(jié)。

2．鋼結(jié)構(gòu)焊接操作與焊接缺陷

鋼結(jié)構(gòu)的焊接工藝中焊接方法、焊接材料、焊接位置、焊接接頭、焊接結(jié)構(gòu)等都與焊接缺陷有關(guān)系，其中的焊接接頭與焊接位置是焊接缺陷的重要影響因素。近年來的一項(xiàng)建筑鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的調(diào)查顯示焊接工藝中比較突出的缺陷影響點(diǎn)有焊接接頭、焊接位置及焊工的技藝培訓(xùn)，由此可見焊接接頭與焊接位置已經(jīng)成為焊接缺陷的重要質(zhì)量影響因素。

焊縫缺陷是焊接技藝缺陷中最常見的一種缺陷，它具體指焊接過程中焊接金屬及其焊接熱影響區(qū)域的鋼結(jié)構(gòu)表面及內(nèi)部分布的缺陷。焊接接頭與焊接位置能影響焊接構(gòu)件中焊接縫的分布，更是形成焊接縫的重要影響因素。鋼結(jié)構(gòu)中的焊縫數(shù)量及焊縫的分布關(guān)系到焊接構(gòu)件承受能力，決定著焊接構(gòu)件質(zhì)量的高低與焊接構(gòu)件的使用性能，進(jìn)而影響工程質(zhì)量。焊接缺陷一般出現(xiàn)在焊接縫及其附近的熱影響區(qū)域，做好焊接接頭的計(jì)算并進(jìn)行合理的焊接分布，形成優(yōu)質(zhì)的焊接縫，進(jìn)而有效避免焊接缺陷的產(chǎn)生。

二 鋼結(jié)構(gòu)焊接缺陷對(duì)工程質(zhì)量的影響

鋼結(jié)構(gòu)的焊接缺陷主要影響工程中的力分布，并進(jìn)一步對(duì)工程結(jié)構(gòu)中的脆性與非脆性產(chǎn)生破壞，下文將著重分析鋼結(jié)構(gòu)焊接缺陷對(duì)工程質(zhì)量的影響。

焊接缺陷會(huì)引起焊接部位的變化，再進(jìn)一步影響工程中的應(yīng)力分布。譬如球形的空洞缺陷會(huì)減少焊接縫局部的應(yīng)力，但是當(dāng)缺陷進(jìn)一步產(chǎn)生裂紋時(shí)，會(huì)加強(qiáng)其中的應(yīng)力集中度;再如焊接缺陷中包括的一種夾渣缺陷，夾渣缺陷的裂紋區(qū)域也會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中。焊縫的焊角尺寸、焊縫錯(cuò)邊形成的不連續(xù)接縫也會(huì)影響工程中的應(yīng)力集中。

鋼結(jié)構(gòu)焊接缺陷還會(huì)引起工程的脆性斷裂。工程的脆性斷裂多是因?yàn)楣こ讨械膽?yīng)力集中度發(fā)生變化，一般結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力集中度越高，工程結(jié)構(gòu)發(fā)生脆性斷裂的幾率越大，而焊接縫處的脆性斷裂發(fā)生幾率尤其高。部分鋼結(jié)構(gòu)焊接缺陷引發(fā)結(jié)構(gòu)脆斷裂是有一定的溫度條件的，如在鋼結(jié)構(gòu)焊接缺陷中，夾渣與氣孔的比例較小且結(jié)構(gòu)的材料溫度控制在一定范圍內(nèi)的時(shí)候該類學(xué)前的危害便小。

焊接缺陷還會(huì)對(duì)工程產(chǎn)生非脆性破壞。焊接缺陷的非脆性破壞主要是由一些焊接氣孔及夾渣等一些不連續(xù)的缺陷引發(fā)的。焊接的氣孔缺陷會(huì)影響焊接縫的牢固性，進(jìn)而影響焊接結(jié)構(gòu)件的承載性能，出現(xiàn)非脆性破壞。夾渣缺陷尤其是一些垂直排列的夾渣缺陷主要影響工程的抗拉強(qiáng)度，工程的抗拉程度關(guān)系到工程的使用性能與使用性能，夾渣缺陷的存在會(huì)減少工程的使用壽命。鋼結(jié)構(gòu)焊接缺陷還包括焊接中咬邊等幾何形狀不規(guī)律的接縫缺陷，這些不規(guī)律的接縫缺陷會(huì)直接降低焊接構(gòu)件中的應(yīng)力集中度及構(gòu)件的承受能力，引發(fā)工程的非脆性破壞。

三 鋼結(jié)構(gòu)焊接缺陷防控的幾點(diǎn)建議

鋼結(jié)構(gòu)焊接缺陷的防控需要根據(jù)各種缺陷的產(chǎn)生條件與缺陷性質(zhì)逐一制定防控措施與方案。常見的鋼結(jié)構(gòu)焊接缺陷有夾渣、氣孔、不連續(xù)缺陷及裂紋等，筆者將在文中簡單介紹各缺陷的防控，并進(jìn)一步就工程施工中的關(guān)鍵焊接工藝操作提幾點(diǎn)建議。

首先是夾渣缺陷其實(shí)就是焊縫中夾雜的熔渣，夾渣或分散分布或集中線性分布，在焊接作業(yè)時(shí)應(yīng)該著重進(jìn)行焊縫的熔渣清理，并運(yùn)用規(guī)范的焊接工藝進(jìn)行焊縫運(yùn)條，嚴(yán)格按照焊接設(shè)計(jì)控制焊條的角度;氣孔缺陷主要源于焊接操作時(shí)焊縫中吸入殘留的氣泡，氣泡的防控需要焊接前清理焊縫中的油污等，在焊接操作時(shí)保持焊接保護(hù)氣的連續(xù)供給并且進(jìn)行一次性焊接，并在焊接時(shí)控制好焊接參數(shù)，進(jìn)行短電弧焊接;針對(duì)一些不連續(xù)的缺陷需要進(jìn)行焊接電流與焊接速度的控制，同樣也需要規(guī)范的焊縫運(yùn)條與坡口焊接;焊接缺陷中還包括一些未熔合與未焊透缺陷，這類缺陷處理不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生工程脆性破壞，所以在焊接時(shí)應(yīng)該進(jìn)行焊條擺動(dòng)以保證焊縫的融合與焊透;焊接缺陷中最重要的是裂紋防控，裂紋的防控需要針對(duì)熱裂紋、冷裂紋、再熱裂紋及層狀撕裂裂紋進(jìn)行逐一防控，總的來說，裂紋的產(chǎn)生源于焊接順序及相關(guān)的焊接參數(shù)變化，因此在裂紋防控中應(yīng)該注意選擇合適的鋼結(jié)構(gòu)材質(zhì)與焊接規(guī)范，并做好焊接操作時(shí)的溫度控制。

最后，焊接缺陷的控制中還要注意施工中節(jié)點(diǎn)形式的選擇，進(jìn)行有效的焊接缺陷控制。當(dāng)前，我國在建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接工序中加入了焊接缺陷的檢查，主要針對(duì)工程中的焊接部位進(jìn)行質(zhì)檢，及時(shí)采取缺陷補(bǔ)救措施以提高工程質(zhì)量。

四 結(jié)語

本文著重分析了鋼結(jié)構(gòu)焊接缺陷的影響及防控措施，鋼結(jié)構(gòu)焊接缺陷的有效防控及工程管理措施能降低缺陷對(duì)工程質(zhì)量的影響，提高工程的使用性能。

［1］倪真．鋼結(jié)構(gòu)焊接缺陷對(duì)施工質(zhì)量的影響［J］．加工制作，2012(15)