建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接施工質(zhì)量控制探析

顏懷川

（克州誠(chéng)鑫建設(shè)工程有限公司 845350）

建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接施工質(zhì)量控制探析

顏懷川

（克州誠(chéng)鑫建設(shè)工程有限公司 845350）

在建筑施工過程中，鋼結(jié)構(gòu)具備諸多的優(yōu)勢(shì)被非常廣泛的應(yīng)用，未來50層以上的建筑中各類形式的鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為主導(dǎo)結(jié)構(gòu)。雖然鋼結(jié)構(gòu)的涉及面光、技術(shù)難度較大，但它依舊是建筑業(yè)10大新技術(shù)之一。焊接施工作為建筑鋼結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵所在，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)焊接施工質(zhì)量控制管理措施進(jìn)行探討，有助于建筑工程施工質(zhì)量的提升。本文結(jié)合筆者實(shí)際工作研究，對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接施工質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)分析。

鋼結(jié)構(gòu)；焊接施工；質(zhì)量控制

我國(guó)城市化進(jìn)程腳步不斷加快，建筑行業(yè)也獲得了新的發(fā)展機(jī)遇。因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)本身來說具備的諸多優(yōu)點(diǎn)，例如自重輕、無污染等，特別適合于大跨度結(jié)構(gòu)，這就讓鋼結(jié)構(gòu)在建筑施工中的應(yīng)用范圍越來越廣，近年來一些鋼結(jié)構(gòu)廠房、鋼結(jié)構(gòu)體育館等建筑越來越多。通常來說，鋼結(jié)構(gòu)的組成構(gòu)件是在生產(chǎn)廠家預(yù)制好之后，在施工現(xiàn)場(chǎng)中利用螺栓進(jìn)行拼裝，同時(shí)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)部分實(shí)施電焊施工，從而確保構(gòu)件之間的緊密連接。

1 我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接施工技術(shù)分析

對(duì)于現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)的實(shí)際發(fā)展情況來說，其中應(yīng)用得最普遍的兩種焊接技術(shù)便是高強(qiáng)焊接技術(shù)以及低溫焊接技術(shù)，這兩類技術(shù)也是未來建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

高強(qiáng)焊接技術(shù)是現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)中表現(xiàn)最好、應(yīng)用最多的一種，它的主要特征集中在一個(gè)“強(qiáng)”字上，一方面對(duì)我們應(yīng)當(dāng)對(duì)進(jìn)行焊接的材料實(shí)施嚴(yán)格的檢查，保證其強(qiáng)度，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)要求相互焊接的材料可以在焊接過程中能夠?qū)崿F(xiàn)最佳的融合程度；另一方面，對(duì)焊接接頭而言，也必須要確保其各方面性能都能夠滿足很好的強(qiáng)度，因此必須要我們針對(duì)不同類型的焊接接頭以及焊接材料予以嚴(yán)格的篩選，保證焊接施工的質(zhì)量[1]。

低溫焊接技術(shù)是目前相對(duì)流行的一類焊接技術(shù)，顧名思義，低溫焊接技術(shù)指的是在低溫下操作的焊接施工技術(shù)，而若需要滿足這一技術(shù)的溫度環(huán)境，對(duì)于當(dāng)前國(guó)內(nèi)建筑施工實(shí)際來說也是比較困難的。低溫焊接技術(shù)要求我們對(duì)焊接施工作業(yè)環(huán)境予以封閉處理，封閉的方法有下面兩種：①物理密封，指的是在焊接施工作業(yè)環(huán)境附近設(shè)置防護(hù)層，從而將焊接區(qū)域和附近區(qū)域進(jìn)行隔離，維持焊接區(qū)域的溫度；②比較先進(jìn)的氣體保護(hù)焊接，即是針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)焊接施工中所使用的氣瓶給予一定的保溫處理。借助上述兩類方式來更好的實(shí)現(xiàn)焊接操作，最終保證建筑鋼結(jié)構(gòu)敢接質(zhì)量。

2 建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接施工質(zhì)量控制措施

2.1 焊接裂紋的控制

焊接裂紋屬于建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接施工中最為嚴(yán)重的一種質(zhì)量問題。焊接裂紋的產(chǎn)生一般來說和焊縫以及母材中缺陷位置應(yīng)力提高相關(guān)，或焊件設(shè)計(jì)而導(dǎo)致的機(jī)械缺口位置應(yīng)力提高相關(guān)。因?yàn)闅堄鄳?yīng)力過高的現(xiàn)象常常出現(xiàn)，而氫脆往往是導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生的關(guān)鍵原因。從本質(zhì)上而言，和焊接相關(guān)的裂紋一般屬于脆性，裂紋邊界位置很少存在塑性變形。鋼結(jié)構(gòu)焊接施工過程中必須要對(duì)焊接材料質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，從而降低母材以及焊接材料內(nèi)形成低熔點(diǎn)共晶物來避免熱裂紋的出現(xiàn)；在實(shí)際的焊接過程中對(duì)電流以及焊縫速度等參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的控制，讓焊道截面的寬度與深度的比值能夠滿足基本的工藝要求，從而達(dá)到控制熱量輸送的目的，避免冷裂紋的產(chǎn)生[2]。

2.2 層狀撕裂的控制

在焊接一些大型厚壁結(jié)構(gòu)的過程中，如果鋼板厚度方向承受到一定的拉伸應(yīng)力在其內(nèi)部產(chǎn)生階梯狀裂紋，我們將其稱之為層狀撕裂。層狀撕裂通常不會(huì)出現(xiàn)在焊縫上而是產(chǎn)生于熱影響區(qū)域或者木材之中，所以其防治難度更大。我們可以選擇一些抗層狀撕裂的鋼材，或者可以進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)來獲得其斷面收縮率，從而更加準(zhǔn)確的判定其抗層狀撕裂的性能；對(duì)于T型或者十字型的接頭區(qū)域，如果翼緣板厚度大于20mm，必須要合理的降低焊接坡口角度和間隙，同時(shí)保證其符合焊透深度的要求；如果板厚方向承擔(dān)焊接拉應(yīng)力，板材短頭必須伸出接頭焊縫位置，利用這些方法來防止出現(xiàn)層狀撕裂的問題；對(duì)于施工工藝的選擇方面必須要在強(qiáng)度允許的前提下選擇低強(qiáng)度焊條，或者在坡口母材板上堆焊塑形過渡層，或者選擇低氫型、超低氫型焊條或者氣體保護(hù)電弧焊施焊，也可以采取提高預(yù)熱溫度的方法來進(jìn)行施工。

2.3 環(huán)境因素的控制

我們知道對(duì)鋼結(jié)構(gòu)焊接施工質(zhì)量造成影響的環(huán)境因素一般來說有空氣溫度、濕度和風(fēng)力、焊接件坡口處的清潔水平等。空氣溫度會(huì)在很大程度上對(duì)焊接熱循環(huán)過程、焊接熔池冶金化學(xué)反應(yīng)情況、焊縫和熱影響區(qū)金相組織轉(zhuǎn)變等產(chǎn)生影響，最終會(huì)對(duì)焊接接頭質(zhì)量造成影響；因?yàn)樗謱儆跉湓氐闹饕煞?，同時(shí)氫元素可以直接參與熔池的冶金化學(xué)反應(yīng)，它的溶解與擴(kuò)散速度是根據(jù)金屬結(jié)晶和組織的變化而處于不斷變化狀態(tài)下，同時(shí)其具體分布會(huì)在很大程度上對(duì)焊接接頭的脆性轉(zhuǎn)變以及延遲裂紋造成干擾。如果焊接前坡口區(qū)域出現(xiàn)水分、油漆或者鐵銹等雜物，在實(shí)際的焊接操作中它會(huì)直接參與冶金反應(yīng)，同時(shí)會(huì)改變化學(xué)反應(yīng)成分以及元素含量，進(jìn)而在一定程度上提升焊縫接頭出現(xiàn)質(zhì)量問題的概率。在焊接之前必須要確保坡口附近沒有其他污物，確保作業(yè)環(huán)境的相對(duì)濕度控制在90%之內(nèi)，我們可以在焊接施工區(qū)域準(zhǔn)備一些防寒防水物資，或者使用石棉布等作為遮蓋焊縫的防護(hù)材料。

2.4 做好焊接工藝評(píng)定

焊接工藝評(píng)定的主要目的在于對(duì)焊接工藝的正確性進(jìn)行驗(yàn)證。評(píng)定工作一般來說包含了金屬焊接性試驗(yàn)以及結(jié)合相關(guān)焊接性能的技術(shù)資料來制定的工藝方案，包括已經(jīng)評(píng)定合格但是因?yàn)榭陀^因素而做出調(diào)整的焊接工藝方案。金屬焊接性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)也是通過了一系列試驗(yàn)來證明和探索的，同時(shí)它也存在一定的風(fēng)險(xiǎn)性，其主要目的在于對(duì)剛才的實(shí)際焊接性能進(jìn)行評(píng)估。因?yàn)槟康牡牟町愋?，和?shí)際工程相比焊接條件依舊存在一定的差距，因此我們?nèi)粢獙?shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)參數(shù)變?yōu)榻ㄖこ痰墓に?，所以必須進(jìn)行檢驗(yàn)。

評(píng)價(jià)施工單位能否焊接出符合相關(guān)需求的焊接接頭，焊接工藝評(píng)定具有不可輸入性，焊接工藝評(píng)定應(yīng)當(dāng)結(jié)合本單位的具體情況來實(shí)施。由于焊接質(zhì)量主要涉及到人、機(jī)、料、法、環(huán)五類管理因素來確定，加之施工單位的管理?xiàng)l件存在差異性，因此焊接工藝評(píng)定水平也各不相同。實(shí)際上我們?cè)谶M(jìn)行焊接工藝評(píng)定時(shí)，部分施工單位常常會(huì)出現(xiàn)不合格的情況，所以必須要盡快制定出與公司實(shí)際情況相符合的焊接工藝評(píng)定規(guī)范，從而讓其更好的指導(dǎo)焊接施工。

2.5 其他質(zhì)量控制措施

（1）應(yīng)當(dāng)做好焊接工作人員的培訓(xùn)工作。因?yàn)楦邚?qiáng)焊接以及低溫焊接屬于比較特殊的焊接施工作業(yè)，和日常的焊接作業(yè)存在一定的差異，所以焊接操作人員應(yīng)當(dāng)擁有更強(qiáng)的焊接技術(shù)水平。所以在施工作業(yè)開始之前應(yīng)當(dāng)對(duì)焊接人員展開施工技術(shù)培訓(xùn)，培訓(xùn)的主要內(nèi)容分為理論與實(shí)踐兩個(gè)模塊。在進(jìn)行實(shí)踐培訓(xùn)過程中可采取結(jié)合建筑工程實(shí)際的方式來進(jìn)行訓(xùn)練，從而有助于焊接人員在實(shí)際施工過程中可以更為熟練的操作。同時(shí)必須要做好針對(duì)焊接人員的安全防護(hù)措施，確保其可以安全有序的開展施工作業(yè)，必要時(shí)應(yīng)當(dāng)采取兩班倒的施工組織管理方案，降低焊接作業(yè)所占工期。

（2）必須要做好充分的準(zhǔn)備工作。因?yàn)樵诘蜏丨h(huán)境下開展焊接工作對(duì)于相關(guān)設(shè)備的具體性能和壽命會(huì)產(chǎn)生很大的影響，所以我們有必要對(duì)焊接設(shè)備采取一定的抗寒措施。焊機(jī)應(yīng)當(dāng)放置于可以靈活移動(dòng)同時(shí)兼具保溫性能的防護(hù)棚內(nèi)，確保焊接設(shè)備在施工作業(yè)過程中時(shí)刻保持常溫狀態(tài)，所選用的氣瓶也應(yīng)當(dāng)集中放置，做好防寒措施，在使用過程中也應(yīng)當(dāng)將氣瓶放置于焊機(jī)的防護(hù)棚內(nèi)，保證液化氣體能夠第一時(shí)間氣化，為焊接施工的持續(xù)進(jìn)行提供保證[3]。

（3）應(yīng)當(dāng)做好焊接材料的管控工作。為了進(jìn)一步確保鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量，在焊接施工過程中特別要注意對(duì)焊接材料的管控，我們可以選擇純度比較高的二氧化碳?xì)怏w當(dāng)作保護(hù)氣體，從而增強(qiáng)焊接接頭的抗裂性能。焊接所用到的焊條必須要提前做好防水和防寒處理，也可以采取烘干處理的措施，但要避免多次對(duì)其烘干，也不應(yīng)當(dāng)將其長(zhǎng)期的放置于空氣中。儲(chǔ)存焊接材料的倉(cāng)庫(kù)必須要做好防潮處理，確保相關(guān)材料的性能。

3 結(jié)語

總之，建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接施工是一項(xiàng)非常重要的工作。為了能夠達(dá)到焊接區(qū)域所規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于影響鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量的相關(guān)因素應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格的管控，比如說焊接操作工作人員、焊接設(shè)備、焊接材料、施工作業(yè)方法以及檢查監(jiān)督方法等?，F(xiàn)階段我們已經(jīng)在建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接施工質(zhì)量控制作業(yè)中積累了很多的經(jīng)驗(yàn)，也具備了一定的技術(shù)水平，但是目前國(guó)內(nèi)依舊沒有專門針對(duì)高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及焊接施工的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，所以必須要加快相關(guān)管理控制標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制定，進(jìn)一步總結(jié)積累焊接施工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，讓鋼結(jié)構(gòu)焊接施工質(zhì)量水平能夠有更大程度的提升，從而推動(dòng)我國(guó)建筑事業(yè)的發(fā)展。

[1]李天旭.鋼結(jié)構(gòu)焊接缺陷對(duì)施工質(zhì)量的影響分析[J].江西建材，2015 （21）：28.

[2]徐海林.談鋼結(jié)構(gòu)焊接施工質(zhì)量控制[J].山西建筑，2015（12）：15.

[3]王大闖.淺析鋼結(jié)構(gòu)焊接缺陷對(duì)施工質(zhì)量的影響[J].河南科技，2013 （13）：31.

[4]倪真.鋼結(jié)構(gòu)焊接缺陷對(duì)施工質(zhì)量的影響[J].鋼結(jié)構(gòu)，2013（03）：51.

TU758.11

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1673-0038（2015）37-0002-02

2015-8-28