淺析低溫下鋼結(jié)構(gòu)焊接的質(zhì)量控制

占長(zhǎng)志 王世峰

摘 要：在進(jìn)行焊接作業(yè)過(guò)程中，鋼結(jié)構(gòu)作為現(xiàn)階段一種常見(jiàn)的施工材料，其焊接質(zhì)量的高低在一定程度上對(duì)工程整體施工質(zhì)量和施工效率具有直接影響，而在低溫作業(yè)環(huán)境下進(jìn)行焊接作業(yè)，受熱的不均勻也會(huì)導(dǎo)致殘余應(yīng)力的產(chǎn)生，進(jìn)而對(duì)鋼材整體結(jié)構(gòu)部造成極為不利的影響。鑒于此，本文主要闡述了現(xiàn)階段低溫焊接的常見(jiàn)問(wèn)題，并對(duì)其優(yōu)化策略進(jìn)行了全面探析，以此在保障焊接質(zhì)量和焊接效率的基礎(chǔ)上，為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)奠定良好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：低溫環(huán)境;鋼材結(jié)構(gòu);焊接質(zhì)量;問(wèn)題與策略

1 現(xiàn)階段低溫環(huán)境下焊接問(wèn)題的常見(jiàn)類(lèi)型

在進(jìn)行工程施工作業(yè)過(guò)程中，冬季施工是不可避免的，而經(jīng)大量調(diào)研數(shù)據(jù)分析可知，在低溫環(huán)境下進(jìn)行焊接作業(yè)，由于焊接溫度和外界環(huán)境溫度所產(chǎn)生的溫差較大，因此極易導(dǎo)致焊縫和裂紋等一系列問(wèn)題的產(chǎn)生，最終對(duì)鋼材焊接質(zhì)量和焊接效率造成一定影響，給人們的生命財(cái)產(chǎn)埋下巨大安全隱患。就目前來(lái)看，現(xiàn)階段低溫環(huán)境下常見(jiàn)的焊接問(wèn)題主要有：

1）焊縫的尺寸與預(yù)期焊接不一致。在進(jìn)行焊接作業(yè)過(guò)程中，低溫環(huán)境下焊縫尺寸與預(yù)期焊接目標(biāo)不一致是極為常見(jiàn)的一種焊接問(wèn)題，而導(dǎo)致焊縫過(guò)寬和過(guò)窄的原因主要有兩點(diǎn)，即一是在低溫作業(yè)環(huán)境下，操作人員自身由于受外界溫度的影響，在進(jìn)行操作過(guò)程中其靈敏度相對(duì)較低，因此對(duì)于焊縫的控制也存在一定問(wèn)題，二是由于在焊接過(guò)程中，焊接后焊材和母材的融合不僅受外界溫度影響極為強(qiáng)烈，其收縮的一致性也往往難以達(dá)到統(tǒng)一化，最終對(duì)焊接整體作業(yè)造成了極為不利的影響。

2）焊材裂縫和脆斷問(wèn)題的產(chǎn)生。經(jīng)大量調(diào)研數(shù)據(jù)分析可知，在進(jìn)行焊接作業(yè)過(guò)程中，由于焊接溫度和外界環(huán)境溫度之間存在顯著的溫度差，因此焊材和母材在焊接時(shí)，焊材的高溫與母材的低溫兩者之間會(huì)致使焊材產(chǎn)生劇烈收縮變化，進(jìn)而導(dǎo)致裂縫和脆斷問(wèn)題的產(chǎn)生。具體而言，就是施工單位工作人員將焊條瞬間加熱至融化狀態(tài)，但在與低溫母材接觸時(shí)，驟熱到驟冷的過(guò)度不僅使焊材產(chǎn)生了劇烈收縮變化，甚至?xí)?duì)整體施工質(zhì)量和施工效率產(chǎn)生一定影響，最終嚴(yán)重阻礙了企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

3）夾渣、未熔透現(xiàn)象。就目前來(lái)看，焊縫尺寸的不一致以及焊材裂縫問(wèn)題是低溫焊接過(guò)程中的常見(jiàn)焊接問(wèn)題，但除此之外，夾渣、未熔透現(xiàn)象也是低溫環(huán)境下進(jìn)行焊接時(shí)存在的一種問(wèn)題，但這種問(wèn)題的發(fā)生率相對(duì)較低，其主要是由于施工單位焊接時(shí)仍采用與正常溫度下一樣的電流進(jìn)行加熱焊接，使得焊材未能進(jìn)行完全融化，在進(jìn)行與母材的融合時(shí)會(huì)存在上述問(wèn)題，最終也對(duì)焊接質(zhì)量和焊接效率造成了一定影響。

2 低溫下鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量控制策略的基本概述

1）施工前準(zhǔn)備工作。在進(jìn)行工程施工作業(yè)過(guò)程中，為從根本上有效規(guī)避上述問(wèn)題的產(chǎn)生，切實(shí)保障鋼材焊接結(jié)構(gòu)質(zhì)量和結(jié)構(gòu)效率，在進(jìn)行工程施工作業(yè)過(guò)程中，工作人員需做好如下工作，即：其一，材料的準(zhǔn)備。從某方面而言，焊接材料對(duì)鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量和焊接效率的影響力是不容忽視的，為此要想從根本上規(guī)避一系列其它焊接問(wèn)題的產(chǎn)生，在進(jìn)行焊接材料選擇時(shí)，工作人員需在保證設(shè)計(jì)要求的前提下，綜合考慮鋼材的基本性能，從而選擇合適的焊接材料，以此為預(yù)期焊接目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)奠定良好基礎(chǔ);其二，人員準(zhǔn)備。焊接工作人員作為焊接作業(yè)的執(zhí)行者，其自身專(zhuān)業(yè)能力和綜合素養(yǎng)水平的高低，在一定程度上對(duì)焊接質(zhì)量和焊接效率具有重要影響。為此對(duì)于進(jìn)行重要鋼結(jié)構(gòu)的焊接工作人員，施工單位和相關(guān)主管部門(mén)需從根本上提高人員選拔標(biāo)準(zhǔn)，并加大人員培訓(xùn)力度，從而在確保其自身能力和綜合素養(yǎng)滿足焊接工作需要的基礎(chǔ)上，以保障焊接作業(yè)的科學(xué)性、合理性和有效性，除此之外在進(jìn)行焊接作業(yè)前，施工單位還需核查及確認(rèn)焊接工人資格，以確保焊接人員技能資格等級(jí)要求與焊接構(gòu)件作業(yè)內(nèi)容的一致性，最終為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)奠定良好基礎(chǔ);其三，焊接工藝的合理化選擇。在進(jìn)行焊接作業(yè)過(guò)程中，焊接工藝的科學(xué)性、合理性和有效性與否，在一定程度上對(duì)企業(yè)整體發(fā)展而言具有重要影響，故此為從根本上保證電弧深入焊縫底部，減少焊后變形情況，施工單位工作人員在進(jìn)行焊接時(shí)，需盡量依據(jù)實(shí)際情況選擇合適的坡口形式，以此在降低工程施工難度的基礎(chǔ)上，為預(yù)期施工目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。除此之外，在進(jìn)行焊接作業(yè)過(guò)程中，焊接次序也是導(dǎo)致殘余應(yīng)力產(chǎn)生的主要原因，為此要想切實(shí)保障鋼材焊接結(jié)構(gòu)質(zhì)量，在進(jìn)行焊接時(shí)，工作人員還需嚴(yán)格按照“先焊收縮量較大焊接節(jié)點(diǎn)、后焊收縮量較小焊接節(jié)點(diǎn)”的順序，以此規(guī)避后期各項(xiàng)施工作業(yè)問(wèn)題的產(chǎn)生;其四，施工作業(yè)條件及安全設(shè)施。在低溫環(huán)境下進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)，為從根本上保障焊接的安全性、可靠性，施工單位需從根本上認(rèn)識(shí)到低溫環(huán)境對(duì)焊接施工安全保障方面的影響力，并通過(guò)采取科學(xué)有效地安全措施來(lái)為施工人員營(yíng)造良好的作業(yè)環(huán)境，為預(yù)期目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2）施工過(guò)程控制工作。在進(jìn)行焊接作業(yè)過(guò)程中，質(zhì)量問(wèn)題產(chǎn)生的主要原因是由于焊接溫度和環(huán)境溫度之間較大的溫度差，為此要想從根本上規(guī)避上述問(wèn)題的產(chǎn)生，在焊接作業(yè)前，施工人員除了要做好上述準(zhǔn)備工作外，在實(shí)際施工作業(yè)過(guò)程中，還需做好如下工作，即：其一，工作人員可通過(guò)采取焊前預(yù)熱的方式，即通過(guò)縮小焊接材料溫差，確保在焊接過(guò)程中焊接材料溫度的一致性，以此規(guī)避焊接材料劇烈熱脹冷縮現(xiàn)象的產(chǎn)生，最終極大地保障了金屬結(jié)構(gòu)的嚴(yán)密性和穩(wěn)定性。具體而言就是工作人員可利用火熱對(duì)各個(gè)部位進(jìn)行加熱處理，并在確保母材與焊接區(qū)域溫差一致性的基礎(chǔ)上，進(jìn)行焊接作業(yè);其二，在突遇某種惡劣環(huán)境時(shí)，為避免其對(duì)于焊接工作的影響，施工單位和相關(guān)主管部門(mén)可通過(guò)采取搭設(shè)棚罩的方式，在提升周?chē)鳂I(yè)環(huán)境溫度的基礎(chǔ)上，縮短焊接作業(yè)的溫度差，最終為預(yù)期施工目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造良好條件。就目前來(lái)看，在進(jìn)行焊接作業(yè)過(guò)程中，基層產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)的工作人員需嚴(yán)格控制焊接層間溫度，確保其溫度維持在一百二到二百攝氏度之間，此外在進(jìn)行焊接時(shí)，每個(gè)接頭應(yīng)一次焊完中間不得停歇，倘若在焊接過(guò)程中需要中途停歇的話，停歇時(shí)工作人員需要嚴(yán)格把控各個(gè)焊接點(diǎn)及焊接層次之間的溫度關(guān)系，并通過(guò)采取后熱、緩冷等一系列保溫措施，縮短其溫度差。最后在緊接著開(kāi)始焊接時(shí)，工作人員需重新預(yù)熱并據(jù)節(jié)點(diǎn)形式及板厚提高預(yù)熱溫度，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)焊接層次之間的緊密結(jié)合;其三，焊后熱。通常而言，為從根本上提高焊接質(zhì)量和焊接效率，規(guī)避殘余應(yīng)力的產(chǎn)，基層產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)和相關(guān)主管部門(mén)在進(jìn)行焊接作業(yè)后，需對(duì)焊接材料進(jìn)行二次加熱，這一舉措的意義在于減少焊接材料裂縫及脆斷情況的發(fā)生;其四，焊后緩冷。在焊后熱作業(yè)后，為確保后期各項(xiàng)作業(yè)的順利實(shí)施，基層產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)和相關(guān)主管部門(mén)需對(duì)焊接材料采取厚棉被覆蓋包裹等形式進(jìn)行緩冷作業(yè)，具體而言就是相關(guān)人員需密閉空氣流通部位，并緩冷至焊接區(qū)、焊縫正面、背面均達(dá)周?chē)h(huán)境溫度為止。

3 焊接質(zhì)量檢查

焊接質(zhì)量的保證，不僅焊后要進(jìn)行驗(yàn)收，還需在焊前及焊中進(jìn)行檢查，實(shí)現(xiàn)全程管控。通常焊接檢查包括焊前、焊中和焊后檢查三個(gè)階段。在各階段，檢查工作內(nèi)容應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求及現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，近年來(lái)隨著城鄉(xiāng)一體化建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，鋼材作為一種最常見(jiàn)的施工材料，殘余應(yīng)力的存在是不僅極大地降低了工程施工質(zhì)量和施工效率，此外對(duì)于企業(yè)整體發(fā)展而言也是十分不利的，為此要想從根本上保障工程施工質(zhì)量和施工效益，依據(jù)工程實(shí)際情況采取必要的技術(shù)措施，是現(xiàn)階段基層產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)和相關(guān)主管部門(mén)的核心發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)

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