崔東圍

金環(huán)建設(shè)集團(tuán)有限公司

大型鋼結(jié)構(gòu)制造過(guò)程中的焊接質(zhì)量控制分析

崔東圍

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近年來(lái)，我國(guó)的焊接技術(shù)和焊接工藝已經(jīng)有相當(dāng)大的提升。除此之外，還有一些一般的建筑當(dāng)中也能夠發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展。建筑的高度在逐漸的增加中，鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)在施工當(dāng)中的比例和難度也就越來(lái)越高。但是，我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝無(wú)論是在技術(shù)還是管理上都有一定的不合理，特別是鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝的質(zhì)量問(wèn)題，國(guó)內(nèi)的偷工減料現(xiàn)象屢見(jiàn)不鮮。對(duì)此需要從源頭進(jìn)行解決，從鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝的專業(yè)人員根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝中的質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行分析，探析解決問(wèn)題的根源辦法，提出問(wèn)題預(yù)防措施，與此同時(shí)，還需要增強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量監(jiān)管，確保鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)的施工質(zhì)量。

大型鋼結(jié)構(gòu)制造；焊接質(zhì)量；措施

1 鋼結(jié)構(gòu)焊接的技術(shù)要點(diǎn)

1.1 高強(qiáng)鋼焊接技術(shù)

焊材的選擇：強(qiáng)匹配。強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件：焊接材料熔敷金屬的強(qiáng)度﹑塑性﹑沖擊韌性高于母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最低值。焊接接頭(焊縫及熱影響區(qū))各項(xiàng)性能全面要求達(dá)到母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最低值。兼顧焊縫塑性。厚板焊接時(shí)按厚度效應(yīng)后的強(qiáng)度選配焊材，節(jié)點(diǎn)拘束度大時(shí)可在1/4板厚以下配用低強(qiáng)焊材。滿足沖擊韌性要求。必需重點(diǎn)選擇焊材的韌性，使焊縫及熱影響區(qū)韌性達(dá)到鋼材的規(guī)范要求。

高強(qiáng)鋼焊接性評(píng)價(jià)方法：碳當(dāng)量計(jì)算評(píng)定法。熱影響區(qū)最高硬度試驗(yàn)評(píng)定法。插銷試驗(yàn)臨界斷裂應(yīng)力評(píng)定法。最低預(yù)熱溫度確定方法：裂紋試驗(yàn)控制。根據(jù)斜Y坡口試樣抗裂試驗(yàn)確定最低預(yù)熱溫度。硬度控制。根據(jù)一定碳當(dāng)量的鋼材，其不同板厚T形接頭角焊縫熱影響區(qū)硬度達(dá)到350HV對(duì)應(yīng)的冷卻速度(540℃時(shí))查表確定焊接線能量。根據(jù)裂紋敏感指數(shù)﹑板厚范圍﹑拘束度等級(jí)﹑熔敷金屬擴(kuò)散氫含量確定最低預(yù)熱溫度。根據(jù)接頭熱輸入﹑冷卻時(shí)間和鋼材的特定曲線圖確定最低預(yù)熱溫度。

焊接質(zhì)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(qū)間的冷卻時(shí)間?？刂坪缚p中碳/硫/磷/氮/氫/氧的質(zhì)量百分比。選用優(yōu)質(zhì)堿性低氫焊材，采用良好的操作手法充分維護(hù)熔池金屬(短弧﹑限制擺動(dòng)﹑傾角穩(wěn)定)。③應(yīng)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(hù)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(duì)稱坡口，對(duì)稱﹑輪流施焊；長(zhǎng)焊縫應(yīng)分段退焊或多人同時(shí)施焊；用跳焊法防止變形和應(yīng)力集中。

1.2 低溫焊接施工工藝

焊材的選擇，低溫環(huán)境中，應(yīng)盡量選擇低氫或超低氫焊材，對(duì)焊材嚴(yán)格執(zhí)行烘焙和保溫措施。焊前防護(hù)，焊接作業(yè)區(qū)域搭防護(hù)棚，使焊接區(qū)域形成相對(duì)封閉的空間，減少熱量的損失，若無(wú)條件搭設(shè)防護(hù)棚，應(yīng)該采取其他有效措施對(duì)焊接區(qū)域進(jìn)行防護(hù)；氣體保護(hù)焊時(shí)，焊接氣瓶也應(yīng)采取相應(yīng)措施進(jìn)行保溫。

焊接質(zhì)量控制：預(yù)熱與層間溫度。低溫環(huán)境下的預(yù)熱溫度應(yīng)稍高于常溫下的焊接預(yù)熱溫度，加熱區(qū)域?yàn)闃?gòu)件焊接區(qū)各方向大于或等于二倍鋼板厚度且不小于100mm范圍內(nèi)的母材，焊接層間溫度不低于預(yù)熱溫度或標(biāo)準(zhǔn)(JGJ812002規(guī)定的最低溫度20℃兩者取高值)。加大定位焊時(shí)的熱輸入。適當(dāng)加大定位焊的熱輸入，增大焊縫截面和長(zhǎng)度，并采用與正式焊接相同的預(yù)熱條件，不在坡口以外的母材上打弧，熄弧時(shí)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(yán)格控制層間溫度。焊接后熱及保溫。焊接后及時(shí)對(duì)焊接接頭進(jìn)行后熱保溫處理，利于擴(kuò)散氫氣的逸出，防止因冷速過(guò)快而引起的冷裂紋，同時(shí)適當(dāng)?shù)暮鬅釡囟冗€可以適當(dāng)降低預(yù)熱溫度。

1.3 厚鋼板焊接技術(shù)

建筑鋼結(jié)構(gòu)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(dá)到125mm，國(guó)家體育場(chǎng)(鳥(niǎo)巢)工程用鋼最大板厚達(dá)110mm，大量鋼結(jié)構(gòu)工程采用厚鋼板，促進(jìn)了厚鋼板焊接技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)也豐富了建筑用鋼的范圍。厚鋼板焊接的關(guān)鍵是防止由于焊接而產(chǎn)生的裂紋和減少變形，應(yīng)主要考慮：選用合理的坡口形式。

2 建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量控制措施

2.1 提高質(zhì)量管理意識(shí)

對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行有效管理控制的先決條件就是，需要一個(gè)高素質(zhì)的管理隊(duì)伍，有了這個(gè)隊(duì)伍，才能保證管理工作的順利完成;工程質(zhì)量目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)的一個(gè)重要影響因素就是施工人員的素質(zhì)。所以，如何提高施工人員的素質(zhì)將是我們需要考慮的第一個(gè)問(wèn)題，定期對(duì)施工人員進(jìn)行教育培訓(xùn)﹑一定資金獎(jiǎng)勵(lì)等激勵(lì)措施都是很有效果的辦法。

2.2 強(qiáng)化施工現(xiàn)場(chǎng)管理

施工質(zhì)量管理控制的過(guò)程當(dāng)中，管理者應(yīng)該掌握整個(gè)項(xiàng)目的情況，對(duì)于施工前中后期全方位掌控，確定每個(gè)階段的管理重心。施工前的重心就是完成所有準(zhǔn)備工作，避免遺漏情況的出現(xiàn);施工過(guò)程中的質(zhì)量控制應(yīng)選用和質(zhì)量監(jiān)管相關(guān)的手段;施工后質(zhì)量控制就是對(duì)材料進(jìn)行驗(yàn)收，對(duì)已完成的項(xiàng)目進(jìn)行驗(yàn)收和評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 完善施工技術(shù)管理

技術(shù)管理的關(guān)鍵就在于施工人員的技術(shù)水平，加強(qiáng)施工技術(shù)人員的選拔培養(yǎng)，強(qiáng)化技術(shù)人員的準(zhǔn)入制度，完善施工單位技術(shù)人員聘用標(biāo)準(zhǔn)。為了保證施工人員的工作熱情和專業(yè)素質(zhì)，可以優(yōu)先選用那些責(zé)任心強(qiáng)﹑工作積極以及技術(shù)水平過(guò)硬的人員。當(dāng)然在具體施工過(guò)程中，這些技術(shù)人員還需要經(jīng)過(guò)反復(fù)技術(shù)考核，進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)等。在吊裝階段可以采取“以構(gòu)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(jìn)行構(gòu)件組合，盡可能地減少高空拼接﹑焊接的工作量。

3 結(jié)論

綜上所述，能夠看出鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)是一項(xiàng)非常重要且難度較高的施工技術(shù)。因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)焊接工程的技術(shù)要求比較高，所以需要同樣高的技術(shù)管理制度，要將技術(shù)和施工管理制度完全落實(shí)到整個(gè)工程當(dāng)中，落實(shí)到每一個(gè)細(xì)小的環(huán)節(jié)當(dāng)中。如此便能更加高效的完成鋼結(jié)構(gòu)焊接工程的焊接工作，才能從根本解決焊接過(guò)程當(dāng)中可能出現(xiàn)的所有問(wèn)題。

[1]曾志斌，史志強(qiáng)，史永吉.大型鋼結(jié)構(gòu)厚板對(duì)接焊接變形試驗(yàn)研究[J].中國(guó)鐵道科學(xué)，2009，03：33-39.

[2]袁昭.大型工程鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量控制因素研究[D].西安石油大學(xué)，2013.