鋼結(jié)構(gòu)工程焊接質(zhì)量控制要點(diǎn)闡釋

史啟龍

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑技術(shù)也在不斷的更新，基于鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性能，在當(dāng)前的建筑施工過(guò)程中有著廣泛的應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)工程對(duì)于最終建筑工程的質(zhì)量起著重要的保障作用，因此必須要強(qiáng)化對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工程焊接質(zhì)量的控制，保證建筑的建設(shè)質(zhì)量。本文闡述了鋼結(jié)構(gòu)工程在施工過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，并深入探討了于鋼結(jié)構(gòu)工程有關(guān)的焊接質(zhì)量控制要點(diǎn)。

Abstract： With the rapid development of China's economy， the building technology is also constantly updated. With the superior performance of the steel structure， it has been widely used in the current building construction process. Steel structure engineering plays an important role in ensuring the quality of the final construction project. Therefore， it is necessary to strengthen the control of the welding quality of the steel structure engineering to ensure the construction quality of the building. This article describes the advantages and disadvantages of steel structure engineering in the construction process， and discusses in depth the welding quality control points related to steel structure engineering.

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)工程;焊接;質(zhì)量控制;要點(diǎn);闡釋

Key words： steel structure engineering;welding;quality control;key points;interpretation

中圖分類(lèi)號(hào)：TG404? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）12-0252-03

0? 引言

鋼結(jié)構(gòu)工程的施工速度較快，減少了鋼結(jié)構(gòu)工程的施工周期，在安裝的過(guò)程中也較為容易方便，給施工帶來(lái)了較高的便利性。鋼結(jié)構(gòu)工程具有極高的強(qiáng)度，在安裝樓層較高或者跨度較大的建筑能夠取得更好的建筑效果。但是，我國(guó)很多實(shí)際的施工人員對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工程的認(rèn)識(shí)較為淺顯，無(wú)法真正的掌握鋼結(jié)構(gòu)工程的焊接要點(diǎn)，給鋼結(jié)構(gòu)工程最終的質(zhì)量造成了一定的影響。因此，為了提升建筑的施工質(zhì)量，必須要在鋼結(jié)構(gòu)工程的焊接部分進(jìn)行嚴(yán)格的控制和掌控，保證鋼結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量，促進(jìn)建筑行業(yè)和建筑技術(shù)的不斷更新。

1? 鋼結(jié)構(gòu)工程應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

鋼結(jié)構(gòu)工程是一種應(yīng)用廣泛的結(jié)構(gòu)類(lèi)型，雖然具有較好的優(yōu)勢(shì)，但是同時(shí)也有些許的缺點(diǎn)[1]。鋼結(jié)構(gòu)具有較高的強(qiáng)度，并且塑性和韌性都極好，可以在跨度大、承載要求強(qiáng)的建筑工程種使用，能夠明顯提升鋼結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量。鋼結(jié)構(gòu)工程在一般的條件下都不會(huì)受到較大的影響，因此變形的效果也較小，不會(huì)影響到建筑工程的整體質(zhì)量。鋼結(jié)構(gòu)工程也有一定的缺點(diǎn)，鋼結(jié)構(gòu)工程所使用的材料都為鋼材，因此耐腐蝕性較差，特別是在一些薄壁的構(gòu)建過(guò)程中，鋼結(jié)構(gòu)工程極其容易受到腐蝕。在后續(xù)的建筑維護(hù)過(guò)程中，需要使用更多的物品進(jìn)行除銹，所使用的資金也會(huì)有所增加。鋼結(jié)構(gòu)工程的耐火程度也較弱，一旦發(fā)生火災(zāi)會(huì)給建筑工程帶來(lái)嚴(yán)重的危害。

2? 鋼結(jié)構(gòu)工程焊接質(zhì)量控制的基本方法

為了確保鋼結(jié)構(gòu)工程的焊接質(zhì)量，必須要將質(zhì)量控制貫穿在鋼結(jié)構(gòu)的每一個(gè)加工制造環(huán)節(jié)中，在人員培訓(xùn)、設(shè)備配置、材料準(zhǔn)備、實(shí)際操作等多種因素都要進(jìn)行很?chē)?yán)格的控制和把關(guān)。鋼結(jié)構(gòu)工程的焊接質(zhì)量控制還包括使用科學(xué)化的流程進(jìn)行加工，并對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工程進(jìn)行可靠的試驗(yàn)，檢驗(yàn)鋼結(jié)構(gòu)工程是否具有安全性和實(shí)用性[2]。

2.1 對(duì)焊接人員的資質(zhì)進(jìn)行管理

鋼結(jié)構(gòu)工程的焊接是由專(zhuān)業(yè)的焊接技術(shù)人員所操作的，是一項(xiàng)較為特殊的職業(yè)，具有一定的工作風(fēng)險(xiǎn)，需要焊接人員擁有較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)能力。因此，當(dāng)企業(yè)在招聘鋼結(jié)構(gòu)工程的焊接人員時(shí)，需要對(duì)焊接人員進(jìn)行技術(shù)考試，要求焊接人員擁有相應(yīng)的從事資格證。對(duì)于沒(méi)有接受過(guò)專(zhuān)業(yè)技能培訓(xùn)的焊接人員一律不予以雇傭，即使通過(guò)了技術(shù)考試也不也能讓這些人員進(jìn)行上崗作業(yè)。建筑企業(yè)可以根據(jù)在崗的鋼結(jié)構(gòu)工程焊接人員進(jìn)行人員數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，對(duì)焊接人員進(jìn)行及時(shí)的培訓(xùn)和技術(shù)考核，根據(jù)考核結(jié)果對(duì)焊接人員的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行更改。如果焊接人員的技術(shù)能力有所提升，可以將績(jī)效獎(jiǎng)金做為相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)，激發(fā)焊接人員對(duì)于培訓(xùn)活動(dòng)的積極性。

2.2 設(shè)計(jì)焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)

為了保證鋼結(jié)構(gòu)工程的焊接質(zhì)量，可以設(shè)計(jì)一項(xiàng)焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)，能夠?yàn)楹附咏宇^是否符合質(zhì)量要求提供重要的憑據(jù)。在進(jìn)行焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)之后，相關(guān)技術(shù)人員可以根據(jù)試驗(yàn)的結(jié)果來(lái)設(shè)計(jì)焊接工藝指導(dǎo)書(shū)，為鋼結(jié)構(gòu)工程的焊接提供技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。如果建筑企業(yè)第一次選擇某種鋼材以及焊接材料之后，必須要首先進(jìn)行焊接工藝的評(píng)定試驗(yàn)，并將評(píng)定的最終結(jié)果和報(bào)告內(nèi)容進(jìn)行保存。如果缺乏焊接工藝指導(dǎo)書(shū)的指導(dǎo)和干預(yù)，會(huì)使焊接人員在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)工程焊接時(shí)受到外界因素的影響，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量下降。

2.3 控制鋼結(jié)構(gòu)工程焊接過(guò)程中的材料質(zhì)量

在實(shí)際的鋼結(jié)構(gòu)工程焊接過(guò)程中，到焊條、焊劑以及焊絲這些材料極其容易出現(xiàn)受潮的狀況。因此在存儲(chǔ)和運(yùn)輸鋼結(jié)構(gòu)工程所需要使用的焊接材料時(shí)，必須要選擇合理的方式進(jìn)行防潮?；阡摻Y(jié)構(gòu)工程的特殊構(gòu)造，在使用鋼結(jié)構(gòu)工程中的焊接材料時(shí)，應(yīng)當(dāng)先按照相關(guān)的規(guī)定和要求，對(duì)焊接材料進(jìn)行烘焙。例如，如果使用的是堿性低氫型的焊條，需要在350℃到400℃之間進(jìn)行烘焙，烘焙時(shí)間在2個(gè)小時(shí)以?xún)?nèi)，當(dāng)焊條取出后馬上放入到保溫桶內(nèi)。常溫狀態(tài)下使用焊接材料，不能超出4小時(shí)，如果超過(guò)4小時(shí)則需再次進(jìn)行烘焙。同一個(gè)焊接材料在烘焙的過(guò)程中不能超過(guò)2次以上。當(dāng)對(duì)焊條進(jìn)行烘焙的過(guò)程中，需要及時(shí)的記錄烘焙情況，如焊條的規(guī)格、批號(hào)、烘焙時(shí)的溫度、接受烘焙的時(shí)間等。當(dāng)烘焙情況記錄完畢之后，在檢驗(yàn)員檢查結(jié)束之后進(jìn)行核查確認(rèn)，可以開(kāi)始鋼結(jié)構(gòu)工程的實(shí)施。

2.4 選擇合適的焊接材料

焊接材料是影響鋼結(jié)構(gòu)工程焊接質(zhì)量的關(guān)鍵因素，因此必須選擇合適的焊接材料，才能夠得到段質(zhì)的焊接接頭[3]。在鋼結(jié)構(gòu)工程焊接過(guò)程中選擇焊接材料的過(guò)程中，需要遵循四個(gè)原則。第一，母材所選擇的鋼材需要具備強(qiáng)度好、塑性好、韌性好、疲勞性好、可焊性好的特點(diǎn)，這樣才能保證后續(xù)的焊接質(zhì)量。焊材的選擇應(yīng)遵循等強(qiáng)度、等韌性以及等成分的原則，使所選擇的焊材與被焊的母材有較好的相似性。如果在焊接厚板的過(guò)程中，因?yàn)楹附硬牧系睦鋮s速度較快而出現(xiàn)較大的焊接應(yīng)力，會(huì)導(dǎo)致焊接材料出現(xiàn)裂紋。為了避免裂紋的出現(xiàn)，需要進(jìn)行焊前預(yù)熱以及焊后緩冷，改變焊接接頭的結(jié)構(gòu)，完善焊縫的性能，提高HAZ的效果。第二，對(duì)形狀較為復(fù)雜或者對(duì)厚度較大的鋼結(jié)構(gòu)工程進(jìn)行焊接，應(yīng)當(dāng)選擇抗裂能力較強(qiáng)的低氫型焊條。這是由于焊接的金屬在冷卻的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生較大的收縮應(yīng)力，因而導(dǎo)致焊接材料出現(xiàn)了裂紋。選擇合理的施焊順序可以使焊縫所產(chǎn)生的收縮力被平衡，即在焊接時(shí)產(chǎn)生的收縮力會(huì)與已經(jīng)焊接結(jié)束某個(gè)位置的收縮力相互抵消。利用錘擊法也可以消除收縮應(yīng)力，在錘擊時(shí)應(yīng)遵循“三點(diǎn)錘，三點(diǎn)不錘”的原則，避免出現(xiàn)變形的狀況。第三，當(dāng)對(duì)低合金鋼進(jìn)行焊接的過(guò)程中，如果這些低合金鋼的強(qiáng)度有所不同，可以根據(jù)實(shí)際的焊接材料中強(qiáng)度較弱的一種，能夠保證最終焊接的質(zhì)量，提升鋼結(jié)構(gòu)工程的最終質(zhì)量。第四，當(dāng)在鋼結(jié)構(gòu)工程的焊接過(guò)程中，會(huì)受到外界部分條件的影響而無(wú)法完成翻轉(zhuǎn)的問(wèn)題時(shí)，需要選擇能夠進(jìn)行全位置焊接工序的焊條。

2.5 確保焊件區(qū)裝配質(zhì)量

在焊件區(qū)外源等約50mm內(nèi)出現(xiàn)的毛刺、污物或者鐵銹等雜物必須要清理干凈，可以有效避免出現(xiàn)焊接氣孔。焊件區(qū)的裝備間隙需要保證在一定區(qū)間內(nèi)，定位焊縫的長(zhǎng)度應(yīng)大于40mm，厚度應(yīng)大于3mm，間隔距離需要在300mm到600mm之間。定位焊縫如果出現(xiàn)裂紋或者夾渣問(wèn)題時(shí)，務(wù)必要完全清理干凈。引弧板的材質(zhì)應(yīng)按照母材的材質(zhì)進(jìn)行選擇，選擇于母材相同的材料，焊縫的坡口處形式一樣，長(zhǎng)度需要符合相關(guān)規(guī)定。應(yīng)使用氣割的方法拆除引弧板，不能使用錘子擊落引弧板，會(huì)損傷焊縫的端部位置。對(duì)接焊縫于角焊縫之間不能處于交錯(cuò)狀態(tài)，并且兩者距離需要大于50mm。每個(gè)構(gòu)件中只能有一個(gè)接頭存在，需要注意對(duì)接是應(yīng)當(dāng)加墊鋼襯墊，寬度大于30mm，保證與管壁有較好的貼合度，管子需要設(shè)置坡口和2mm到3mm之間的間隙。

3? 在鋼結(jié)構(gòu)工程焊接時(shí)常用的焊接方法

最為傳統(tǒng)的方法為手工電弧焊，這種方法的應(yīng)用范圍和使用范圍最為廣泛，適用于各種類(lèi)型的鋼材。手工電弧焊根據(jù)焊接的焊條性質(zhì)不同，選擇交流焊機(jī)或者直流焊機(jī)，手工電弧焊雖然能夠進(jìn)行全方位的焊接，操作簡(jiǎn)單靈活，但是對(duì)專(zhuān)業(yè)能力要求較高，人力資源成本高。埋弧自動(dòng)焊是一種效率較高的焊接方式，能夠自動(dòng)進(jìn)行連續(xù)的作業(yè)，生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量也較高，能夠在短時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出大量的鋼結(jié)構(gòu)。埋弧自動(dòng)焊在焊接時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)全方位的焊接，對(duì)焊接的軌道要求較高。埋弧自動(dòng)焊也需要企業(yè)擁有專(zhuān)業(yè)的自動(dòng)化設(shè)備，在購(gòu)買(mǎi)設(shè)備方面具有較大的資金消耗。

4? 焊接質(zhì)量檢測(cè)的有效方法

焊接質(zhì)量的檢驗(yàn)分為三個(gè)階段，分別對(duì)焊接工序準(zhǔn)備工作進(jìn)行檢驗(yàn)、對(duì)焊縫質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)以及焊接性能檢驗(yàn)。檢驗(yàn)方法分為三種，主要有外觀檢測(cè)法、無(wú)損檢測(cè)以及實(shí)驗(yàn)檢測(cè)法。

4.1 外觀檢測(cè)

外觀檢測(cè)是為了保證焊縫的表面沒(méi)有缺陷出現(xiàn)，檢驗(yàn)時(shí)通常使用肉眼檢測(cè)，或者也可借助強(qiáng)光或者放大鏡等簡(jiǎn)單工具進(jìn)行觀察。普通鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件需要在溫度冷卻后再進(jìn)行外觀檢查，低合金材質(zhì)的結(jié)構(gòu)剛需要在焊接完成后的24h開(kāi)始檢查。外觀檢測(cè)的重點(diǎn)有是否焊縫出現(xiàn)裂紋、夾渣、燒穿、弧坑、針狀氣孔等狀況，在焊接區(qū)域是否有殘留物。焊縫的位置、形狀、尺寸也是外觀檢測(cè)的重要內(nèi)容，需要符合《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》的相關(guān)要求。

4.2 無(wú)損檢測(cè)

無(wú)損檢測(cè)主要有四種檢測(cè)方法，分為磁粉檢測(cè)法（MT）、著色檢測(cè)法（PT）、超聲波檢測(cè)（UT）以及射線(xiàn)檢測(cè)（RT）。MT可以檢測(cè)除鐵磁類(lèi)構(gòu)件的表面缺陷，并且能夠正確顯示除缺陷的形狀、位置以及尺寸，為技術(shù)人員缺陷性質(zhì)的確定提供重要數(shù)據(jù)。PT也屬于表面檢測(cè)，探測(cè)部分不能夠再外觀檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)的缺陷，例如氣孔、分層、未融合等問(wèn)題。PT是利用毛細(xì)現(xiàn)象原理的檢測(cè)方法，使用滲透的方式來(lái)顯像出構(gòu)件表面的缺陷。UT價(jià)格低廉檢測(cè)高效，利用超聲波的反射波來(lái)判斷焊縫以及鋼材內(nèi)部是否有缺陷，是當(dāng)前使用最為廣泛的方法。UT中的反射波會(huì)根據(jù)實(shí)際焊接的效果顯示出不同高度、不同形狀的反射波，能夠準(zhǔn)確判斷缺陷性質(zhì)。RT利用X射線(xiàn)進(jìn)行檢測(cè)，雖然檢測(cè)效果比較精準(zhǔn)，但是會(huì)產(chǎn)生輻射作用，使用的設(shè)備也較為復(fù)雜。

4.3 實(shí)驗(yàn)檢測(cè)

這屬于一種破壞性的檢測(cè)方法，將焊接完成的構(gòu)件加工成為試件，并利用設(shè)備將其進(jìn)行分解和檢驗(yàn)，能夠測(cè)試出構(gòu)件的性能。包括對(duì)拉抻度、彎曲度、抗沖擊性、硬度等內(nèi)容進(jìn)行檢測(cè)，可以應(yīng)用于焊接工藝評(píng)定，得出有效的質(zhì)量數(shù)據(jù)指標(biāo)。

5? 焊接質(zhì)量問(wèn)題處理

如果出現(xiàn)了不合格的焊縫時(shí)，需要及時(shí)進(jìn)行標(biāo)記，并及時(shí)分析出現(xiàn)問(wèn)題的原因，開(kāi)出返修單并闡述正確改進(jìn)方法。理論上來(lái)講，操作過(guò)程中不能出現(xiàn)不合格的問(wèn)題，但是由于焊接受到人工因素的影響，質(zhì)量較為容易出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，這就需要加強(qiáng)對(duì)焊接人員的培訓(xùn)。等待返修的構(gòu)件需要在返修結(jié)束后再進(jìn)入下一道程序，并且還需要進(jìn)行再次的探傷檢驗(yàn)，合格后方可進(jìn)行操作。為了保證焊接質(zhì)量問(wèn)題能夠追溯到責(zé)任方，應(yīng)當(dāng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工程中重要部位的焊縫進(jìn)行詳細(xì)的記錄，包括焊工工號(hào)、工藝指導(dǎo)書(shū)、焊接記錄、檢查記錄等。

6? 結(jié)束語(yǔ)

在鋼結(jié)構(gòu)工程的施工過(guò)程中，焊接工序?qū)儆跇O其重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，是保障鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量的重要因素。通過(guò)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工程的焊接工序進(jìn)行質(zhì)量控制，可以提升鋼結(jié)構(gòu)工程的產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)后期的施工實(shí)施也有重要的保證作用。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)工程的焊接工序來(lái)看，在實(shí)際的鋼結(jié)構(gòu)工程焊接過(guò)程中容易出現(xiàn)焊接的缺陷，或者殘余某些應(yīng)力導(dǎo)致局部缺陷的出現(xiàn)。鋼結(jié)構(gòu)工程如果施工質(zhì)量下降會(huì)導(dǎo)致建筑出現(xiàn)部分變形的狀況，如果損壞較為嚴(yán)重還會(huì)影響建筑整體的安全，一旦出現(xiàn)斷裂或者塌陷的問(wèn)題，會(huì)影響到人們的生命安全。因此在鋼結(jié)構(gòu)工程的焊接過(guò)程中，必須對(duì)焊接工序進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，讓鋼結(jié)構(gòu)工程的焊接效果達(dá)到質(zhì)量要求。

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