郭新云

（新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 材料工程教學(xué)部，河南 新鄉(xiāng) 453006）

1 引言

冬季施工，必須面對(duì)低溫嚴(yán)寒以及隨時(shí)可能出現(xiàn)的雨雪天氣。這不僅對(duì)施工人員是一種考驗(yàn)，對(duì)于設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)以及焊接施工的質(zhì)量問題也有重要的影響。低溫環(huán)境下，施工人員不注意保溫就可能出現(xiàn)凍傷，設(shè)備也可能不能正常啟動(dòng)，然而最重要的是鋼結(jié)構(gòu)焊接受低溫環(huán)境的影響，金屬焊縫被淬火，焊縫硬度偏高，以致于出現(xiàn)裂紋，在工作狀態(tài)下有時(shí)會(huì)發(fā)生脆斷，這些問題若不能得到有效解決，就會(huì)導(dǎo)致焊接工程質(zhì)量下降，造成一定的安全隱患。因此如何有效地保證鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量，對(duì)施工人員而言是一種挑戰(zhàn)，也是一個(gè)亟待解決的課題，對(duì)工程進(jìn)展而言直接影響到整個(gè)工程的施工質(zhì)量，甚至是施工單位的經(jīng)濟(jì)效益。

2 冬季施工措施

2.1 施工前準(zhǔn)備

（1）因地制宜，因時(shí)而異，編制冬季焊接施工方案。施工前要分析環(huán)境因素以及可能出現(xiàn)的惡劣天氣，時(shí)刻掌握氣溫變化、持續(xù)時(shí)間以及風(fēng)雪大小等資料，一旦連續(xù)5天氣溫低于-5℃，必須要采取冬季施工的保護(hù)措施，未雨綢繆，防患于未然。在此基礎(chǔ)上編制相應(yīng)施工方案，仔細(xì)分析工程要求，要使具體的技術(shù)工藝、流程符合行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。而施工方案內(nèi)容主要包括施工人員冬季防凍傷保暖措施；焊接構(gòu)件在低溫條件下施工方案；鋼構(gòu)件雨雪天氣焊接施工措施等，要根據(jù)實(shí)際變化予以及時(shí)調(diào)整。

（2）技術(shù)培訓(xùn)到位，人員組織妥當(dāng)。在冬季施工前，必須對(duì)施工人員進(jìn)行崗前指導(dǎo)培訓(xùn)，尤其注重關(guān)于冬季焊接施工工藝方面的培訓(xùn)，使其了解氣候、濕度等因素及變化規(guī)律，充分明確低溫焊接應(yīng)注意的事項(xiàng)及技術(shù)要求規(guī)范，防止作業(yè)人員違背冬季施工規(guī)律，避免造成重大事故和不必要的損失。另一方面施工人員要在冬季惡劣的低溫環(huán)境作業(yè)，容易出現(xiàn)疲勞現(xiàn)象，這就要求施工時(shí)配備一定人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)和監(jiān)督，對(duì)作業(yè)人員的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，以便問題出現(xiàn)時(shí)及時(shí)保證工作人員的人生安全，并能采取相應(yīng)措施保證施工的順利進(jìn)行。

（3）做好冬季施工材料準(zhǔn)備及機(jī)具管理。充分準(zhǔn)備好常用材料及施工設(shè)備，保證物資儲(chǔ)備充足的情況下，購(gòu)置冬季施工中必備的材料，如防凍液、暖化設(shè)備等，做到有備無(wú)患。施工設(shè)備要做好低溫環(huán)境保養(yǎng)工作，因?yàn)闇囟冗^低會(huì)嚴(yán)重影響設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)和使用，根據(jù)以往工程實(shí)例，通過搭設(shè)臨時(shí)的保溫棚，增加棚內(nèi)溫度，將材料貯存、機(jī)具使用及焊接施工等都安排在暖棚內(nèi)進(jìn)行，從而提高焊縫質(zhì)量，同時(shí)也要注意暖棚溫度不宜過高，減少焊機(jī)的損壞，保證是施工進(jìn)度和質(zhì)量。

2.2 施工中的質(zhì)量控制

（1）焊接材料的選擇、貯存與保護(hù)。根據(jù)以往冬季焊接施工規(guī)律和實(shí)際需要,確定焊接材料的選擇和貯存。為防止焊縫出現(xiàn)冷脆,低溫條件下焊條、焊絲不可隨意存放，尤其是外露在霜雪氣候中，一定貯存在通風(fēng)干燥的地方,做好防潮、防油污措施。焊條的焊藥極易受潮，尤其是堿性焊條負(fù)溫環(huán)境下使用前，必須仔細(xì)閱讀說(shuō)明書，按出廠規(guī)定在300~350℃進(jìn)行2h烘焙，烘焙結(jié)束并合格后保存在80~100℃保溫箱待用，隨用隨取；焊條由保溫筒取出后，負(fù)溫外露超過2h應(yīng)重新烘焙，且超過3次不宜使用，焊絲一般不進(jìn)行烘焙處理；焊接要使用瓶裝CO2做保護(hù)氣體,CO2體積比不宜低于99.5%，作業(yè)前應(yīng)及時(shí)檢查瓶嘴和送氣管，觀察有無(wú)冰凍堵塞現(xiàn)象，還要檢查瓶?jī)?nèi)壓力，一旦低于1N/mm2時(shí)應(yīng)停止使用。另外低溫下保證焊條在的力學(xué)性能，鋼結(jié)構(gòu)焊接宜選用屈服強(qiáng)度低，沖擊韌性好的低氫型或超低氫焊材。焊接前為保證栓釘焊接質(zhì)量,還要根據(jù)負(fù)溫度值大小，測(cè)定焊接電流、時(shí)間等參數(shù)進(jìn)行。

（2）焊接前的防護(hù)和預(yù)熱。焊前防護(hù)可通過搭設(shè)防風(fēng)保暖棚，達(dá)到防風(fēng)、防雨、防雪、保溫的作用，通過使焊接區(qū)域變小，形成密閉空間，進(jìn)而提高并達(dá)到焊接環(huán)境溫度要求。而負(fù)溫焊接防護(hù)還要考慮實(shí)際氣溫變化，若氣溫持續(xù)在-15℃以下，就應(yīng)停止焊接工作；若高于-15℃時(shí)則選擇焊接量較小的接頭。低溫環(huán)境下焊接預(yù)熱處理的預(yù)熱溫度應(yīng)稍高于常溫下的，且要適當(dāng)使保溫厚度、恒溫時(shí)間和加熱寬度增加，從而降低冷卻速度，焊縫焊接前將焊縫兩側(cè)的污垢及冰雪清理干凈。

焊接過程宜采用中性火焰加熱，一般用氧氣或者乙炔氣體。焊縫的層間溫度可用紅外測(cè)溫儀監(jiān)控，且不低于預(yù)熱溫度或標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最低溫度20℃，控制在80~200℃的范圍內(nèi)，低于要求或過低時(shí)應(yīng)立即補(bǔ)熱或停焊，直至符合規(guī)定后再進(jìn)行焊接，如需要停止焊接,則要進(jìn)行保溫處理,再次焊接時(shí)必須對(duì)焊縫進(jìn)行加熱，溫度比焊前預(yù)熱溫度相應(yīng)提高20-30℃，施焊時(shí)為嚴(yán)格控制層間的溫度可使用多層多道焊的方法。由于焊接加熱過程均為高溫強(qiáng)熱操作,整個(gè)棚內(nèi)可形成封閉高溫環(huán)境,有時(shí)無(wú)需額外加熱。

（3）焊接后熱及保溫。焊接完成后，要及時(shí)后熱保溫處理接頭，不僅有利于氫氣逸出，也能降低預(yù)熱溫度，防止焊縫遇到

低溫空氣而出現(xiàn)冷裂紋，同時(shí)由于施工人員焊接速度、參數(shù)選擇等的不同，可能導(dǎo)致出現(xiàn)溫度差，只有通過焊后加熱才能最大程度地消除。另外，焊接完成且外觀質(zhì)量被檢驗(yàn)合格后，應(yīng)立即實(shí)施保溫措施?？梢酝ㄟ^紅外測(cè)溫儀進(jìn)行監(jiān)控，然后采取恒溫和保溫處理。在寒冷大風(fēng)地區(qū),焊接過程中的預(yù)熱、加熱、后熱

等，都只是消除因驟冷驟熱、脹縮不均而出現(xiàn)的問題,但低溫下熱量散失快、邊沿區(qū)域比中部冷卻過快等現(xiàn)象，不能被阻止。因此可以加蓋保溫性能好的保溫棉是最有效、直接的方法，等到接頭焊接部位緩慢冷卻到常溫后,方可除去保溫措施。

3 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的低溫焊接技術(shù)日漸成熟，在低溫環(huán)境下施工時(shí)，要綜合考慮各方面因素解決冬季施工中隨時(shí)出現(xiàn)的技術(shù)難題，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，做到“準(zhǔn)備充分，方案到位，物資齊全，技術(shù)措施合理優(yōu)化”的原則，保證焊接的質(zhì)量，從而為冬季鋼結(jié)構(gòu)焊接施工提供一定的借鑒和參考，以贏得了寶貴的時(shí)間和豐厚的收益。

[1]馮鋒杰.極低溫度下建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)探討[J].建設(shè)科技，2011，（11）：80-81.

[2]陳宏，劉長(zhǎng)勝，劉巖松.淺談冬季鋼結(jié)構(gòu)施工[J].黑龍江科技信息，2011，（6）：245.