鋼結(jié)構(gòu)焊接工程技術(shù)要點及質(zhì)量控制技術(shù)研究

劉昊

（延安大學(xué)建筑工程學(xué)院，陜西延安 716000）

鋼結(jié)構(gòu)焊接工程技術(shù)要點及質(zhì)量控制技術(shù)研究

劉昊

（延安大學(xué)建筑工程學(xué)院，陜西延安 716000）

隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，建筑行業(yè)也不斷發(fā)展前進(jìn)，鋼結(jié)構(gòu)的使用成為建筑發(fā)展的一種趨勢，這是因為它本身具有的特點更加符合現(xiàn)代社會的需求.雖然目前鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)在設(shè)計施工中得到了應(yīng)用，但是開展時間較短，并沒有大范圍的得到應(yīng)用.因此進(jìn)行施工設(shè)計時，難免會出現(xiàn)一些問題.本文著重分析了鋼結(jié)構(gòu)焊接工程施工技術(shù)要點以及常見質(zhì)量問題的控制措施，以期在實際工程操作中可以提供相應(yīng)的理論借鑒與指導(dǎo).

鋼結(jié)構(gòu)焊接；技術(shù)要點；質(zhì)量控制

在我國建筑中，鋼結(jié)構(gòu)具有質(zhì)量輕強度高塑性和韌性好材質(zhì)均勻等多項優(yōu)點，目前鋼結(jié)構(gòu)已在建筑業(yè)施工中占據(jù)主導(dǎo)地位.鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量的好壞直接影響工程的質(zhì)量，所以焊接質(zhì)量在施工過程中儼然成為了至關(guān)重要的一道工序.

1 鋼結(jié)構(gòu)施工的重要性

隨著社會的發(fā)展，人們對建筑的要求也越來越高，建筑結(jié)構(gòu)造型也日漸新穎，鋼結(jié)構(gòu)體型更是不斷推陳出新，目前鋼結(jié)構(gòu)的空間形狀中多為較復(fù)雜的大跨度，這種構(gòu)造慢慢的成為了一種發(fā)展趨勢；到目前為止鋼結(jié)構(gòu)取得了很大的發(fā)展，從低碳鋼發(fā)展到高強合金鋼、鑄鋼等新型金屬材料，近年來，鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架也逐漸應(yīng)用了鋁合金材料.

圖1

有效合理的利用鋼結(jié)構(gòu)可以最大限度的提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，相比于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土，鋼結(jié)構(gòu)更加環(huán)保清潔，從這個角度來說，使用鋼結(jié)構(gòu)恰巧響應(yīng)了國家節(jié)能減排的號召，符合建筑對節(jié)能環(huán)保材料的需求.組成鋼結(jié)構(gòu)的原材料就是鋼材，正好滿足了建筑對高強度高效能材料的需求，循環(huán)利用價值相當(dāng)大；為了確保工程施工安全，我們必須在設(shè)計階段對圖紙和計算做到精益求精，在圖紙正確的前提下，確保施工順利進(jìn)行；設(shè)計過程應(yīng)該安全適用、經(jīng)濟(jì)合理，滿足建筑抗震和防火要求；施工工藝和相關(guān)產(chǎn)業(yè)要密切配合，促使整個施工過程不斷優(yōu)化，在工程質(zhì)量得到保障的前提下滿足施工過程中的各種要求.

鋼結(jié)構(gòu)焊接工程項目施工工作涉及范圍非常廣，在實際操作中，存在很多問題影響施工質(zhì)量的管理.施工監(jiān)理的核心工作就是掌控施工質(zhì)量，這樣可以有效降低施工安全風(fēng)險.在施工前期就要進(jìn)行施工質(zhì)量管理，質(zhì)量監(jiān)督人員提供的相關(guān)數(shù)據(jù)是分析施工質(zhì)量問題的基礎(chǔ)，可以分析施工質(zhì)量是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，我們必須予以重視.

2 鋼結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)缺點［2］

2.1 優(yōu)勢

鋼結(jié)構(gòu)采用流水線技術(shù)可批量生產(chǎn)，工程施工周期短，可現(xiàn)場完成安裝，同時，施工成本也相應(yīng)降低，可以循環(huán)利用.鋼結(jié)構(gòu)在現(xiàn)場施工中所表現(xiàn)出的方便快捷等特點獲得了社會各界的廣泛認(rèn)同，正因它自身的這種特點更加促進(jìn)了其在建筑行業(yè)的廣泛應(yīng)用.鋼結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用促進(jìn)了構(gòu)件的批量生產(chǎn)，這樣反過來又使得施工更加便利.優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)的施工環(huán)節(jié)，可以無形中縮進(jìn)施工周期，實現(xiàn)節(jié)約成本的目的；相比于鋼筋混凝土，鋼結(jié)構(gòu)的自重很輕，可以有效降低建筑物自重；同樣相比于其他建筑結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)的適應(yīng)性更強，適合于那些地基承載力較弱和地震強度較高的地區(qū).

2.2 劣勢

鋼結(jié)構(gòu)本身導(dǎo)熱性能好，一旦發(fā)生火災(zāi)，在溫度超出鋼本身最大熔點值的情況下，將使得鋼結(jié)構(gòu)的剛度和強度急劇下降，易產(chǎn)生安全事故.因此，要對鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計的防火方案予以足夠重視；鋼結(jié)構(gòu)本身含鐵量相對較高耐腐蝕性差，因此，鋼材料在使用過程中會和空氣及水分發(fā)生氧化，進(jìn)而生銹，導(dǎo)致更加嚴(yán)重的后果.在鋼結(jié)構(gòu)建筑施工過程中，要全面考慮潛在問題避免對建筑工程的質(zhì)量產(chǎn)生影響.

3 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接方法

鋼結(jié)構(gòu)通常的連接方法為焊縫連接、鉚釘連接、普通螺栓連接和高強度螺栓連接.焊縫連接是目前鋼結(jié)構(gòu)中最重要的連接方法.除了少數(shù)直接承受動荷載的結(jié)構(gòu)不宜采用焊接外，其他可大量用于工業(yè)和民用建筑鋼結(jié)構(gòu)中.

4 焊接技術(shù)要點

焊接過程中一定要調(diào)試好焊接工具，選用合適的焊條以及電流，焊接有平焊、立焊和仰焊，焊接施工中，技術(shù)人員焊接速度必須平穩(wěn)緩慢，在焊縫達(dá)到長度結(jié)束時要進(jìn)行短時間的回焊，否則會造成焊接厚度不達(dá)標(biāo)，焊接移動速度過快或過慢易產(chǎn)生氣孔、燒穿邊緣未融合、焊縫層間未融合，以及夾渣咬邊等一系列焊接缺陷，降低焊接質(zhì)量.筆者曾在淄博一家安裝公司，為地下電纜焊接電纜支架，由于焊接過快導(dǎo)致焊接層間未融合，支架強度大大降低，人力就可破壞，幸好及時被發(fā)現(xiàn)沒有影響工程質(zhì)量.

4.1 焊接裂紋的控制[3]

焊接裂紋是目前普遍存在的焊接問題，在焊接施工的選擇方面，焊接材料可以用來控制焊縫的化學(xué)成分，通過降低母材和焊接材料中形成低熔點共晶物防止焊接裂紋的出現(xiàn)；施焊時，需要控制電流和焊縫速度使焊道寬度深度比符合設(shè)計要求實現(xiàn)熱量的均勻輸送；對焊材進(jìn)行必要的焊前預(yù)熱和焊后冷卻可以改善焊接接頭內(nèi)部組織，提高焊縫的綜合性能，防止出現(xiàn)冷裂紋.

5.專業(yè)團(tuán)隊建設(shè)。除了建筑施工企業(yè)所擅長的施工協(xié)調(diào)管理能力外，設(shè)計能力、設(shè)備制造/采購能力在EPC模式中至關(guān)重要。因此，建筑施工企業(yè)需裨補闕漏，組建專業(yè)團(tuán)隊時強化優(yōu)勢能力，更關(guān)注弱項、缺項，如單獨設(shè)置設(shè)計管理、合約采購部門。加強團(tuán)隊培訓(xùn)，增強主導(dǎo)意識，不斷總結(jié)提高設(shè)計、計劃管理、采購或制造能力。針對風(fēng)電、化工等成熟領(lǐng)域，培養(yǎng)工藝設(shè)計能力。項目負(fù)責(zé)人應(yīng)擁有行業(yè)背景，同時具有極強的管理協(xié)調(diào)能力的復(fù)合型管理人員。建筑施工企業(yè)應(yīng)著力培養(yǎng)能力強、高水平的項目負(fù)責(zé)人，不斷挖掘、儲備專業(yè)人才，形成人才梯隊，為后期項目大規(guī)模開展打下堅固基礎(chǔ)。

5 建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接施工質(zhì)量普遍存在的問題

除了上述的鋼結(jié)構(gòu)以外，焊接施工中還有許多困難，焊接施工過程存在著諸多問題.例如焊接施工作業(yè)的環(huán)境比較危險，焊接質(zhì)量容易受到環(huán)境溫度變化的影響，天氣變換也會影響焊接質(zhì)量；焊接工程中需要繁瑣的輔助工作，焊接過程中極易出現(xiàn)形變的情況；需要和多工種密切配合交叉施工等.

6 焊接質(zhì)量的控制

控制焊接質(zhì)量必須從焊縫設(shè)計、焊接施工和管理監(jiān)督三個方面進(jìn)行嚴(yán)格控制.根據(jù)鋼構(gòu)件的連接方式選用合適的焊縫形式，角焊縫或者對接焊縫以及焊接構(gòu)造和計算，以下是角焊縫焊接強度的計算公式：

（1）側(cè)面角焊縫時

（2）正面角焊縫時

（3）作用力不與焊縫長度方向平行或垂直時

6.1 對接焊縫相關(guān)計算公式

彎剪共同作用下對接焊縫的正應(yīng)力和剪應(yīng)力滿足條件

搭接角焊及直角角焊縫的計算厚度he(見上圖)應(yīng)分別按下列公式計算:（1）當(dāng)間隙b≤1.5時，he=0.7hf

（2）當(dāng)間隙1.5

之所以當(dāng)b大于和小于1.5時，運用的計算公式不相同，是因為

b<1.5，可以忽略，厚度就用三角形斜邊最小邊長乘以0.7就是厚度近似值;b>1.5，不能忽略，邊長需要減掉b再乘以0.7才是厚度的近似值.一般在實際工程中所取的值只是近似值，這里不需要太過計較的.設(shè)計必須經(jīng)過嚴(yán)格的計算和檢驗確保焊縫強度安全可靠.

6.2 焊接施工

焊接施工控制包括以下三個方面：焊前控制、焊接過程中控制、焊后控制.焊前控制包括：焊材選擇、工藝評定、焊材管理、組對質(zhì)量、設(shè)備管理等.焊接過程中控制：溫度、濕度、風(fēng)速、雨雪、嚴(yán)格執(zhí)行工藝紀(jì)律等.焊后控制：焊后檢驗、熱處理等.

6.3 管理監(jiān)督

施工質(zhì)量管理控制的過程當(dāng)中，管理者應(yīng)該掌握整個項目的情況，對于施工前中后期全方位掌控，確定每個階段的管理重心.施工前的重心就是完成所有準(zhǔn)備工作尤其是技術(shù)交底，避免遺漏情況的出現(xiàn)；施工過程中的質(zhì)量控制應(yīng)選用和質(zhì)量監(jiān)管相關(guān)的手段；施工后質(zhì)量控制就是對材料進(jìn)行驗收，對已完成的項目進(jìn)行驗收和評定標(biāo)準(zhǔn).技術(shù)管理的關(guān)鍵就在于施工人員的技術(shù)水平，加強施工技術(shù)人員的選拔培養(yǎng)，強化技術(shù)人員的準(zhǔn)入制度，完善施工單位技術(shù)人員聘用標(biāo)準(zhǔn).為了保證施工人員的工作熱情和專業(yè)素質(zhì)，可以優(yōu)先選用那些責(zé)任心強、工作積極以及技術(shù)水平過硬的人員.當(dāng)然在具體施工過程中，這些技術(shù)人員還需要經(jīng)過反復(fù)技術(shù)考核，進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)等.

結(jié)束語

目前鋼結(jié)構(gòu)在建筑行業(yè)中得到越來越廣泛的應(yīng)用，我們一定要做好設(shè)計施工以及監(jiān)督管理等方面的工作確保工程質(zhì)量安全可靠，避免造成國家財產(chǎn)損失和威脅個人生命財產(chǎn)安全.

〔1〕王瓊鳳.論鋼結(jié)構(gòu)的焊接變形與控制方法［J］.科技致富向?qū)В?013（30）：112.

〔2〕宋廣豪.鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的起因及其控制方法探討［J］.門窗，2012（10）：78.

〔3〕莊利軍.淺析鋼結(jié)構(gòu)焊接變形產(chǎn)生及防治［J］.科學(xué)之友，2014（07）：123.

TU393

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1673-260X（2015）04-0035-02