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        鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)及質(zhì)量控制要點探析

        2015-10-21 18:07:05高艷琦
        基層建設 2015年10期
        關鍵詞:焊接技術(shù)鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量

        高艷琦

        摘要:鋼結(jié)構(gòu)工程在工業(yè)以及公共建筑領域的應用非常廣泛,而焊接工序又是鋼結(jié)構(gòu)加工制造中的關鍵工序,加強焊接工序的質(zhì)量控制,不僅可以提高鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的質(zhì)量,對整個鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量的提高也有很重要的作用。本文在此對鋼結(jié)構(gòu)焊接的不同技術(shù)以及注意的問題作了一定的研究。

        關鍵詞:鋼結(jié)構(gòu);焊接技術(shù);質(zhì)量

        一、鋼結(jié)構(gòu)焊接工作基本要求包括以下幾點

        1、開展焊接工作之前,檢查焊接設備是否處于正常工作狀態(tài),確認儀表工具是否齊全。同時,若鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的焊縫外觀不符合建筑標準,相關人員需及時對其進行修磨,并保證螺栓球網(wǎng)架、T、K形節(jié)點焊縫符合國家焊縫標準。

        2、由于鋼結(jié)構(gòu)焊接所需的材料較為特殊,相關人員需選用相對應的焊條進行鋼結(jié)構(gòu)焊接工作,如,對于Q345鋼結(jié)構(gòu)材料,需選用E5015型焊條;而對于Q235鋼結(jié)構(gòu)材料,需選用E4303型焊條。

        3、鋼結(jié)構(gòu)焊接順序應充分考慮焊接節(jié)點的不同間隙,順序為:先對間隙較小的節(jié)點進行焊接,再對間隙較大的節(jié)點進行焊接,從而避免鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)焊接所造成的變形情況。

        4、在焊接過程中,及時清理焊渣,以便維持鋼構(gòu)件的表面光滑,這就要求工作人員選擇較為合適的電流,并控制好運弧與角度。

        二、不同情況鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)

        鑒于鋼結(jié)構(gòu)焊接的情況較多,如采用定位焊、磨修和返修焊等,而因為焊接施工環(huán)境的不同的又會出現(xiàn)冬雨季焊接鋼結(jié)構(gòu),這些不同情況要求的鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)都相應有其特殊性,結(jié)合工程實踐,筆者將對其進行詳細探討。

        1、冬雨季鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)

        對于冬季焊接鋼結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場焊接時,當風力大于6級時,在焊接處周圍設置擋風屏,和雨雪遮擋傘,以防止風力和雨雪影響焊接質(zhì)量。焊接鋼結(jié)構(gòu)前應當清除焊接件表面的水、雪和水分,并用火焰將焊接縫兩側(cè)加熱到36℃以上,再進行焊接。焊接完畢后,仍應保留擋風,防雨、雪措施直到焊件自然冷卻到環(huán)境溫度為止。

        雨季焊接作業(yè)區(qū)的相對濕度應當確保小于90%,當焊件表面潮濕或有冰雪覆蓋時,應采取加熱祛濕除潮措施。而對于冬季焊接時,焊接作業(yè)區(qū)的環(huán)境溫度低于0℃時,應將構(gòu)件焊接區(qū)各方向大于或等于兩倍鋼板厚度且不小于100mm范圍內(nèi)的母材,加熱到20℃以上后方可施焊,且在焊接過程中均不低于這一溫度。實際加熱溫度應根據(jù)構(gòu)件的構(gòu)造特點、鋼材類別及質(zhì)量等級和焊接性能、焊接材料熔敷金屬擴散氫含量、焊接方法和焊接輸入等因素確定,其加熱溫度應高于常溫下的焊接預熱溫度,并由焊接技術(shù)責任人制定作業(yè)方案經(jīng)認可方施焊。

        2、定位焊

        鑒于鋼結(jié)構(gòu)建筑,其一個節(jié)點通過存在較多構(gòu)件,因此定位焊在鋼結(jié)構(gòu)焊接中尤其存在較多。施工時,定位焊采用的焊材型號應與焊件材質(zhì)相匹配,焊縫應與最終焊縫有相同的質(zhì)量要求,而且焊接必須由持有相應合格證的焊工施焊。

        進行鋼結(jié)構(gòu)定位焊施工,定位焊縫應距設計焊縫端部30mm以上,長度為60―100mm,定位焊縫的間距一般為400―600mm。對于長大桿件應適當加大定位焊縫長度,并縮短其間距。定位焊縫的焊角尺寸不大于設計焊角尺寸的一半,但不應小于4mm。

        結(jié)合工程實踐,筆者總結(jié)了定位焊縫質(zhì)量的判定標準以及處理技術(shù)。定位焊縫的余高不應過高,定位焊縫的兩端應與母材平緩過渡,以有效地防止正式焊接時產(chǎn)生未焊透等缺陷。若定位焊縫出現(xiàn)開裂,則必須把裂紋處的焊縫鏟除后重新定位焊。在定位焊之后,如出現(xiàn)接口不齊,應進行校正,然后才能正式焊接。定位焊縫不得有裂紋、夾渣、焊瘤。對于開裂的定位焊縫,必須先查明原因,然后再清除開裂焊縫,并在保證桿件尺寸正確的條件下補充定位焊。

        3、磨修和返修焊

        焊角尺寸、焊坡、余高等超出規(guī)定上限值的焊縫及小于1mm且超差的咬邊,必須修磨勻順。焊縫咬邊超過1mm或焊角尺寸不足時,可采用手工焊補焊,補焊后,修磨勻順。焊接時應采用碳弧氣刨或其它機械方法,清除焊接缺陷,在清除缺陷時,刨除利于返修焊的坡口,并用砂輪磨掉坡口表面的氧化皮,露出金屬光澤。焊接裂紋的清除長度應由裂紋端各外延50mm。鋼結(jié)構(gòu)返修焊縫應按原焊縫質(zhì)量要求檢查;尤其是對于重大缺陷(主要是裂紋)的修補,應做好修補記錄。

        4、坡口焊技術(shù)

        對于坡口焊應保證坡口面平順、切口邊緣不得有裂紋等。坡口平焊時宜為4mm~6mm;立焊時宜為3mm~5mm。焊縫的根部、坡口端面以及鋼筋與鋼墊板之間均應融合良好,在焊接過程中應經(jīng)常清理焊渣。而且應當采用幾個接頭輪流進行施焊;焊縫的寬度應大于V形坡口的邊緣2mm~3mm;焊縫余高不得大于3mm,而且宜平緩過渡至鋼構(gòu)件表面;當發(fā)現(xiàn)接頭中存在有弧坑、氣孔以及咬邊等缺陷時,應采取立即補焊措施。

        三、鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量管理措施

        1、成立施工質(zhì)量管理小組,由總經(jīng)理擔任組長,質(zhì)管部經(jīng)理擔任秘書長,由法務部、財務管理部、供應齊套部、技術(shù)管理部、行政安全部、人力資源部組織精干力量參加。管理小組每個組員都有自己負責的板塊,制定崗位責任制,加大走動式管理巡查力度,確保施工過程中的質(zhì)量管理疏而不漏、有條不紊。

        2、加大員工培訓工作力度,要求所有的電焊工均持證上崗,起重機司機、叉車司機等配合工位的操作工的證件管理也不容忽視。我們每月對工人進行現(xiàn)場業(yè)務知識考試,杜絕一證多人、借證上崗的現(xiàn)象發(fā)生。員工培訓工作由人力資源部負責。

        3、加大現(xiàn)場安全檢查力度,杜絕發(fā)生習慣性違章事故,對于高空作業(yè)的材料擺放管理、人員及設備的安全繩管理、現(xiàn)場防火和設備保護管理等環(huán)節(jié),進行嚴格的檢查。徹底杜絕特重大安全事故的發(fā)生,保證工傷率在3‰以下?,F(xiàn)場安全檢查工作由安全監(jiān)察部負責。

        4、嚴格現(xiàn)場施工對施工技術(shù)措施的履行檢查,確保我們在策劃階段設計的施工要點在實際施工中能夠履行到位。杜絕出現(xiàn)違規(guī)施工的情況,杜絕出現(xiàn)因為材料管理發(fā)放錯誤造成的不合格焊點的出現(xiàn)?,F(xiàn)場施工檢查由技術(shù)部負責

        四、鋼結(jié)構(gòu)焊接施工還應注意的幾個注意事項

        1、焊接材料與母材的匹配

        雖然焊接材料的選擇是設計人員的責任。但是由于種種原因,部分設計人員并沒有重視此類問題,導致現(xiàn)場焊接出現(xiàn)問題。焊接材料與母材匹配的原則是“不同強度等級母材選型;鑄鋼件與鋼材焊接時,焊接材料按鋼材選型。原因是焊接材料的強度普遍要求高于母材,材料連接處的焊接材料的強度不應與母材強度相差過大。

        2、要重視焊前及焊接過程的控制和焊后處理

        焊接過程是一個不均勻的加熱和冷卻過程。在施焊時,焊件上產(chǎn)生不均勻的溫度場,焊縫及附近溫度高,達1600℃以上,其鄰近的區(qū)域則溫度急劇下降。不均勻的溫度場產(chǎn)生不均勻的膨脹。高溫處的鋼材膨脹最大,由于受到兩側(cè)溫度較低,膨脹較小的鋼材的限制,產(chǎn)生熱狀態(tài)塑性壓縮。在焊縫冷卻之后,會產(chǎn)生殘余應力或變形。另外,實際焊接接頭中,有的焊件不能自由伸縮。施焊時膨脹受到阻礙,焊縫冷卻后便產(chǎn)生了約束應力。

        焊接殘余應力和變形的存在,會降低結(jié)構(gòu)鋼度,對壓桿穩(wěn)定產(chǎn)生不利影響,在低溫下使裂縫發(fā)展,加速構(gòu)件的脆性破壞,并對疲勞強度不利。

        為了減少產(chǎn)生焊接殘余應力和變形,在施焊前可以采用預設反變形,預熱等措施進行預防;在焊接過程中采用合理的施焊次序,如鋼板對接時采用分段退焊,厚焊縫采用分層焊,工字形截面按對角跳焊等;焊后可采用消氫處理或焊后熱處理等方式消除應力、矯正變形。

        3、焊接對作業(yè)環(huán)境的要求

        鋼材焊接對環(huán)境的要求非常嚴格,如果在不良環(huán)境中施焊,就會產(chǎn)生焊接質(zhì)量問題。因此,我們對鋼結(jié)構(gòu)有三不焊的要求,即四級以上大風天不焊,雨天不焊,低溫不焊。這類天氣,焊接后焊縫材料降溫迅速,易造成焊接處產(chǎn)生較大殘余應力或變形,甚至產(chǎn)生裂紋。

        五、結(jié)語

        總之,為了確保工程質(zhì)量的目的,在多數(shù)情況下為了有效地控制鋼結(jié)構(gòu)的焊接變形,根據(jù)焊接要求的不同采取相對應的鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)。并且在實踐中,由于材料、結(jié)構(gòu)以及焊接施工現(xiàn)場環(huán)境等影響,為了提高焊接變形技術(shù)水平,要不斷地總結(jié)和積累焊接經(jīng)驗,從而提高控制焊接應力。

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