大型鋼結構制造過程中的焊接質量控制分析

崔東圍

金環建設集團有限公司

大型鋼結構制造過程中的焊接質量控制分析

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近年來，我國的焊接技術和焊接工藝已經有相當大的提升。除此之外，還有一些一般的建筑當中也能夠發現鋼結構技術的發展。建筑的高度在逐漸的增加中，鋼結構焊接技術在施工當中的比例和難度也就越來越高。但是，我國的鋼結構焊接工藝無論是在技術還是管理上都有一定的不合理，特別是鋼結構焊接工藝的質量問題，國內的偷工減料現象屢見不鮮。對此需要從源頭進行解決，從鋼結構焊接工藝的專業人員根據鋼結構焊接工藝中的質量問題進行分析，探析解決問題的根源辦法，提出問題預防措施，與此同時，還需要增強施工現場的質量監管，確保鋼結構焊接技術的施工質量。

大型鋼結構制造；焊接質量；措施

1 鋼結構焊接的技術要點

1.1 高強鋼焊接技術

焊材的選擇：強匹配。強節點弱桿件：焊接材料熔敷金屬的強度﹑塑性﹑沖擊韌性高于母材標準規定的最低值。焊接接頭(焊縫及熱影響區)各項性能全面要求達到母材標準規定的最低值。兼顧焊縫塑性。厚板焊接時按厚度效應后的強度選配焊材，節點拘束度大時可在1/4板厚以下配用低強焊材。滿足沖擊韌性要求。必需重點選擇焊材的韌性，使焊縫及熱影響區韌性達到鋼材的規范要求。

高強鋼焊接性評價方法：碳當量計算評定法。熱影響區最高硬度試驗評定法。插銷試驗臨界斷裂應力評定法。最低預熱溫度確定方法：裂紋試驗控制。根據斜Y坡口試樣抗裂試驗確定最低預熱溫度。硬度控制。根據一定碳當量的鋼材，其不同板厚T形接頭角焊縫熱影響區硬度達到350HV對應的冷卻速度(540℃時)查表確定焊接線能量。根據裂紋敏感指數﹑板厚范圍﹑拘束度等級﹑熔敷金屬擴散氫含量確定最低預熱溫度。根據接頭熱輸入﹑冷卻時間和鋼材的特定曲線圖確定最低預熱溫度。

焊接質量控制：控制熱輸入與冷卻速度?？刂坪附与娏鳗p電壓﹑焊接速度以及熔敷金屬800℃～500℃區間的冷卻時間?？刂坪缚p中碳/硫/磷/氮/氫/氧的質量百分比。選用優質堿性低氫焊材，采用良好的操作手法充分維護熔池金屬(短弧﹑限制擺動﹑傾角穩定)。③應力與變形控制。選用高能量密度﹑低熱輸入的焊接方法，如氣體保護焊；用小線能量，多層多道焊接；減小焊接坡口的角度和間隙，減少熔敷金屬填充量；采用對稱坡口，對稱﹑輪流施焊；長焊縫應分段退焊或多人同時施焊；用跳焊法防止變形和應力集中。

1.2 低溫焊接施工工藝

焊材的選擇，低溫環境中，應盡量選擇低氫或超低氫焊材，對焊材嚴格執行烘焙和保溫措施。焊前防護，焊接作業區域搭防護棚，使焊接區域形成相對封閉的空間，減少熱量的損失，若無條件搭設防護棚，應該采取其他有效措施對焊接區域進行防護；氣體保護焊時，焊接氣瓶也應采取相應措施進行保溫。

焊接質量控制：預熱與層間溫度。低溫環境下的預熱溫度應稍高于常溫下的焊接預熱溫度，加熱區域為構件焊接區各方向大于或等于二倍鋼板厚度且不小于100mm范圍內的母材，焊接層間溫度不低于預熱溫度或標準(JGJ812002規定的最低溫度20℃兩者取高值)。加大定位焊時的熱輸入。適當加大定位焊的熱輸入，增大焊縫截面和長度，并采用與正式焊接相同的預熱條件，不在坡口以外的母材上打弧，熄弧時弧坑一定要填滿，可以有效減少由于定位焊接引起的收縮裂紋。采用合理的焊接方法。盡量使用擺幅，多層多道焊，嚴格控制層間溫度。焊接后熱及保溫。焊接后及時對焊接接頭進行后熱保溫處理，利于擴散氫氣的逸出，防止因冷速過快而引起的冷裂紋，同時適當的后熱溫度還可以適當降低預熱溫度。

1.3 厚鋼板焊接技術

建筑鋼結構中厚鋼板得到大量的使用，如北京新保利大廈工程使用的軋制H型鋼翼板厚度達到125mm，國家體育場(鳥巢)工程用鋼最大板厚達110mm，大量鋼結構工程采用厚鋼板，促進了厚鋼板焊接技術的發展，同時也豐富了建筑用鋼的范圍。厚鋼板焊接的關鍵是防止由于焊接而產生的裂紋和減少變形，應主要考慮：選用合理的坡口形式。

2 建筑鋼結構的焊接質量控制措施

2.1 提高質量管理意識

對施工質量進行有效管理控制的先決條件就是，需要一個高素質的管理隊伍，有了這個隊伍，才能保證管理工作的順利完成;工程質量目標能否實現的一個重要影響因素就是施工人員的素質。所以，如何提高施工人員的素質將是我們需要考慮的第一個問題，定期對施工人員進行教育培訓﹑一定資金獎勵等激勵措施都是很有效果的辦法。

2.2 強化施工現場管理

施工質量管理控制的過程當中，管理者應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備工作，避免遺漏情況的出現;施工過程中的質量控制應選用和質量監管相關的手段;施工后質量控制就是對材料進行驗收，對已完成的項目進行驗收和評定標準。

2.3 完善施工技術管理

技術管理的關鍵就在于施工人員的技術水平，加強施工技術人員的選拔培養，強化技術人員的準入制度，完善施工單位技術人員聘用標準。為了保證施工人員的工作熱情和專業素質，可以優先選用那些責任心強﹑工作積極以及技術水平過硬的人員。當然在具體施工過程中，這些技術人員還需要經過反復技術考核，進行技術培訓等。在吊裝階段可以采取“以構件組合成塊吊裝為主，以散件吊裝為輔”的原則，在地面最大限度的進行構件組合，盡可能地減少高空拼接﹑焊接的工作量。

3 結論

綜上所述，能夠看出鋼結構焊接技術是一項非常重要且難度較高的施工技術。因為鋼結構焊接工程的技術要求比較高，所以需要同樣高的技術管理制度，要將技術和施工管理制度完全落實到整個工程當中，落實到每一個細小的環節當中。如此便能更加高效的完成鋼結構焊接工程的焊接工作，才能從根本解決焊接過程當中可能出現的所有問題。

[1]曾志斌，史志強，史永吉.大型鋼結構厚板對接焊接變形試驗研究[J].中國鐵道科學，2009，03：33-39.

[2]袁昭.大型工程鋼結構焊接質量控制因素研究[D].西安石油大學，2013.