張浩然

（河北中冶冶金設(shè)備制造有限公司，河北 沙河 054100）

有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)焊接施工的問題和措施分析

張浩然

（河北中冶冶金設(shè)備制造有限公司，河北 沙河 054100）

由于鋼結(jié)構(gòu)的施工簡便，因此在建筑行業(yè)內(nèi)應(yīng)用較多，鋼結(jié)構(gòu)的連接方式主要是采用焊接施工，良好的焊接質(zhì)量有效提高了鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，但是焊接工作的施工工藝要求嚴(yán)格，需要施工人員進(jìn)行規(guī)范的焊接工作。文章闡述了鋼結(jié)構(gòu)的施工要求及焊接要求，同時(shí)分析了焊接工作中存在的問題，最后提出了幾點(diǎn)相應(yīng)的焊接施工控制措施。

鋼結(jié)構(gòu)；焊接施工；問題和措施

1 鋼結(jié)構(gòu)施工要求以及焊接要求

（1）鋼結(jié)構(gòu)要求。鋼結(jié)構(gòu)的鋼構(gòu)件是在施工現(xiàn)場進(jìn)行焊接工作，針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工程的鋼材要求標(biāo)準(zhǔn)，在工程中要測量所用鋼材的規(guī)格尺寸，通常工程中采用的鋼結(jié)構(gòu)是箱型鋼柱和H型鋼梁，要求其板厚不小于25mm，同時(shí)整成鋼梁的材質(zhì)選用抗層狀撕裂性Z向鋼板，預(yù)埋件、屋頂水平支撐鋼梁的型號(hào)為 Q235B，鋼板厚度要求是8mm的次梁和50mm的鋼柱。

（2）焊接要求。鋼結(jié)構(gòu)中的焊接要求有一級(jí)焊接和二級(jí)焊接，一級(jí)焊縫要求進(jìn)行0%超聲波探傷檢測，二級(jí)焊縫要求進(jìn)行3%超聲波探傷復(fù)查檢測。對(duì)于不小于30mm的鋼板，在鋼梁和支撐梁連接部分處的焊接需求進(jìn)行超聲波補(bǔ)充探測，同時(shí)要超聲波探測焊縫附近的金屬，防止焊接層裂的出現(xiàn)。鋼結(jié)構(gòu)中的鋼構(gòu)件拼接焊接要求采用埋弧自動(dòng)焊，而對(duì)箱型柱和箱型支撐鋼板的連接采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊打底埋弧自動(dòng)焊蓋面的焊接形式。

2 鋼結(jié)構(gòu)焊接施工中存在的問題

（1）焊接形變的發(fā)生。焊接形變是常見的工程問題，焊接形變主要有橫向變形和縱向變形，嚴(yán)重威脅著鋼結(jié)構(gòu)的整體安全性，造成焊接形變的主要原因有焊接鋼板尺寸不對(duì)應(yīng)，或者是焊接過程中出現(xiàn)了較大的熱量差異，從而造成鋼材之間的焊接出現(xiàn)錯(cuò)位和形變。再者焊接鋼板在焊接過程中出現(xiàn)馬氏體組織也會(huì)造成焊接缺口的出現(xiàn)，從而產(chǎn)生了焊接形變現(xiàn)象。

（2）焊接應(yīng)力的影響。焊接時(shí)，復(fù)雜結(jié)構(gòu)的接頭中往往存在著裝配應(yīng)力、內(nèi)應(yīng)力、結(jié)構(gòu)剛性引起的外部約束應(yīng)力和馬氏體轉(zhuǎn)變形成的組織應(yīng)力等。在這些應(yīng)力的綜合作用下，加上根部塑性不好就容易形成根部裂紋。當(dāng)焊接結(jié)構(gòu)具有較大的約束時(shí)，會(huì)導(dǎo)致很高的約束應(yīng)力。即使是氫含量與馬氏體比例控制在下限，也會(huì)出現(xiàn)焊接質(zhì)量問題。此外焊接鋼材的體積較大時(shí)，不同焊接點(diǎn)的溫度控制不當(dāng)，就會(huì)出現(xiàn)焊接應(yīng)力，各個(gè)不同方向的應(yīng)力不斷擠壓焊接點(diǎn)，破壞焊接點(diǎn)的牢固性。

（3）焊接裂縫的出現(xiàn)。焊接裂縫是最為常見的施工問題之一，造成焊接裂縫的原因有：①氫的影響，焊接鋼材的表面上殘留一定量的氫，同時(shí)焊接溫度較高，容易造成氫的分解，從而影響焊接質(zhì)量。再者焊接時(shí)金屬中的氫也會(huì)擴(kuò)散到空氣中，在焊接表面形成明顯的鼓泡裂縫；②焊縫根部塑形影響，如果焊縫中的合金成分不合理，就會(huì)降低焊縫的塑形和強(qiáng)度，大大增加了出現(xiàn)焊接裂紋的概率，同時(shí)也影響了焊縫的機(jī)械性能；③人為的焊接因素影響，部分施工人員對(duì)焊縫裂紋的重視程度不夠，其制定的焊接標(biāo)準(zhǔn)較低，不能滿足工程需要的焊接要求，很容易的產(chǎn)生了較多的裂紋。此外部分施工現(xiàn)場較亂，也存在著組織管理和人員素質(zhì)的問題，從而造成了焊接裂縫的出現(xiàn)。

3 優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)焊接施工的相應(yīng)對(duì)策

優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)的焊接施工有效降低了焊接質(zhì)量問題，提高了鋼結(jié)構(gòu)的使用年限和安全性，通常而言，鋼結(jié)構(gòu)焊接施工優(yōu)化要從以下方面入手：

（1）焊接變形的應(yīng)對(duì)策略。在焊接過程中要進(jìn)行嚴(yán)格的鋼材位置校正工作，保證焊接鋼材的安放位置和圖紙?jiān)O(shè)計(jì)一致，從而減少鋼材對(duì)接時(shí)的誤差。對(duì)變形較為嚴(yán)重的位置，要進(jìn)行多次的校正，同時(shí)在校正過程中要注意對(duì)鋼材的保護(hù)工作，避免多次校正影響鋼材的正常性能?？傊附邮┕で暗男Ｕぷ髦陵P(guān)重要，避免了焊接工作的返工，提高焊接施工的質(zhì)量。

（2）殘余應(yīng)力的應(yīng)對(duì)策略。焊接點(diǎn)的殘余應(yīng)力存在會(huì)削弱鋼材的強(qiáng)度和剛性，影響了鋼結(jié)構(gòu)的承載能力，因此在焊接時(shí)，要加強(qiáng)焊接鋼材的受力點(diǎn)調(diào)整，保證鋼材的受力點(diǎn)不會(huì)集中在焊接點(diǎn)的問題，同時(shí)對(duì)體積較大、結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)，要規(guī)劃好焊接順序，合理優(yōu)化焊接點(diǎn)的分布，減少殘余應(yīng)力的集中，提升焊接工工作的質(zhì)量。

（3）焊接裂縫的控制策略。首先在焊接之前要進(jìn)行焊接熱處理，控制焊接點(diǎn)的冷卻速度，從而充分釋放焊接點(diǎn)處的氫，從而形成較為均勻的焊接點(diǎn)，同時(shí)有效降低了焊接應(yīng)力和焊接材料的淬硬性，通常才用的熱處理溫度為200～250℃時(shí)焊接效果最佳。其次要強(qiáng)化焊接材料的預(yù)處理，例如要清除焊接材料表面的雜物，在焊接之間用砂紙進(jìn)行表面的拋光，并在一定溫度下進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮娓?，釋放焊接材料中的氫和水分。再者要提高鋼材結(jié)構(gòu)的裝配質(zhì)量，對(duì)鋼材焊接位置進(jìn)行精密的調(diào)整，避免焊接中出現(xiàn)應(yīng)力，從而造成焊接裂縫發(fā)生。最后是要規(guī)范焊接次序，合理設(shè)計(jì)焊接位置，改變鋼板坡口的形狀，減少了單側(cè)焊縫的熔融金屬量，控制焊肉的厚度，可以有效的提高焊接質(zhì)量，減少焊接產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力，避免了低碳鋼焊接中出現(xiàn)結(jié)晶裂紋。

（4）加強(qiáng)焊接工作的質(zhì)量監(jiān)控。焊接施工質(zhì)量監(jiān)控可以有效發(fā)現(xiàn)焊接質(zhì)量缺陷，從而及時(shí)進(jìn)行焊接施工調(diào)整，當(dāng)前在鋼結(jié)構(gòu)焊接中常用的檢測方法是超聲波探傷檢測，在不破壞焊接結(jié)構(gòu)的前提下進(jìn)行探測，同時(shí)其探測速度快、成本低廉、人體無損害。在檢測工作開展之前要全面了解鋼結(jié)構(gòu)的整體參數(shù)，如鋼材材質(zhì)、鋼構(gòu)件結(jié)構(gòu)、鋼構(gòu)件型號(hào)、坡口的形式、各構(gòu)建的焊接位置、焊接方式以及焊接環(huán)境等，保證選用的檢測設(shè)備能符合檢測的質(zhì)量要求。其檢測的重點(diǎn)是焊接面的檢測以及焊縫的檢測，通過掃描參數(shù)來觀測缺陷波形，確定焊接缺陷存在的類型和位置，技術(shù)進(jìn)行焊接缺陷的修復(fù)。

4 結(jié)語

總之，隨著鋼結(jié)構(gòu)施工的應(yīng)用，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的焊接工作提出了更高的要求，因此施工人員應(yīng)當(dāng)焊接工作的質(zhì)量控制，提高施工流程的科學(xué)化，避免焊接形變、焊接應(yīng)力、焊接裂縫等不良質(zhì)量問題的出現(xiàn)，提高鋼結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量。

[1]孫道渠．淺析鋼結(jié)構(gòu)焊接施工中常見問題及質(zhì)量控制對(duì)策[J]．四川水泥，2014，（12）.

[2]黃杰．鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)探討[J]．山西建筑，2010，（30）.

[3]李繪宇．鋼結(jié)構(gòu)焊接施工存在的問題及對(duì)策研究[J]．中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2013，（24）．

An Analysis of the Problems in Construction of Steel Structure Welding and Measures

ZHANG Hao-ran
(Hebei China Metallurgical Metallurgical Equipment Manufacturing co.,LTD.,Shahe,Hebei 054100,China).

Since the construction of the steel structure is simple,it is widely used in the construction industry,the main connection mode of steel structure is welding,sound welding quality can effectively improve the stability and safety of steel structure,however,there are strict demands on the process of welding,constructors shallcarry out welding in a standardized manner.This paper expounded the construction requirements and welding demands of steel structure,and analyzed the existing problems in the welding work,finally put forward some corresponding control measures direct at welding construction.

steel structure;welding construction;problems and measures

TU758.11

A

2095-980X（2015）04-0165-02

2015-02-15

張浩然（1986-），男，河北邢臺(tái)人，大學(xué)本科，助理工程師，主要研究方向，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制造安裝、大型游樂設(shè)備設(shè)計(jì)制造安裝。