高艷琦

摘要：鋼結(jié)構(gòu)工程在工業(yè)以及公共建筑領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，而焊接工序又是鋼結(jié)構(gòu)加工制造中的關(guān)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(guān)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(shè)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(guān)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(guān)人員需選用相對應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(shè)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(yīng)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(yīng)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(yīng)當確保小于90%，當焊件表面潮濕或有冰雪覆蓋時，應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)高于常溫下的焊接預(yù)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(yīng)與焊件材質(zhì)相匹配，焊縫應(yīng)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(yīng)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(yīng)距設(shè)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(yīng)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(shè)計焊角尺寸的一半，但不應(yīng)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(yīng)過高，定位焊縫的兩端應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)由裂紋端各外延50mm。鋼結(jié)構(gòu)返修焊縫應(yīng)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(yīng)做好修補記錄。

4、坡口焊技術(shù)

對于坡口焊應(yīng)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(yīng)融合良好，在焊接過程中應(yīng)經(jīng)常清理焊渣。而且應(yīng)當采用幾個接頭輪流進行施焊；焊縫的寬度應(yīng)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(yīng)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(wù)部、財務(wù)管理部、供應(yīng)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(wù)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(shè)備的安全繩管理、現(xiàn)場防火和設(shè)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(shè)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(yīng)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(shè)計人員的責任。但是由于種種原因，部分設(shè)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(yīng)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(yīng)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(yīng)力。

焊接殘余應(yīng)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(yīng)力和變形，在施焊前可以采用預(yù)設(shè)反變形，預(yù)熱等措施進行預(yù)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)力。