厂房钢结构安装的焊接质量控制

摘 要：在金属结构建筑建造、安装生产中，焊接环节是一道关键工序，其质量的好坏直接影响金属结设备安全运行的可靠性。近年来钢结构建筑因为焊接质量问题而造成安全故事引起了大家的关注。本文将就厂房钢结构安装的焊接质量控制进行一些探讨。

关键词：厂房钢结构；安装；焊接；质量控制

中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：1671-3362（2013）09-0004-02

在人类的建筑史上，我们的建筑技术从远古的最原始最简单的土木结构，发展到后来复杂、多样、完整的土木岩石结构，我们在建筑工艺上不断地进步，再到后来，钢结构的出现与应用，又再次改变了以往建筑造型的模式，突破了传统建筑技术中的很多瓶颈，建筑设计的理念与方法亦随之改变。

钢结构建筑的发展可以追溯到十八世纪末的英国，十九世纪末法国著名工程师建造了文明世界的埃菲尔铁塔，而新世纪出现在我国的鸟巢——钢结构主体体育场，则是当代钢结构技术的集中体现，是当代钢结构技术的精华结晶。建筑钢结构具有自重轻、建设周期短、适应性强、外形丰富多样、美观、维护方便等优点，其应用越来越广泛。目前，我国的钢结构建筑发展迅速，规模空前。与其他结构形式相比，钢结构因为其无可比拟的优势，必将有更广阔的发展空间。

1 钢结构焊接一般质量问题

通常，我们在钢结构焊接过程中会遇到以下一些质量问题：焊接变形、残余应力与残余变形、突发性断裂、焊缝咬边、焊瘤、夹渣、气孔、未焊透等

1.1 钢结构的焊缝探伤不达标

在我国现行的《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205—2001）中有明确规定：对钢结构焊缝的要求，整体百分比应按每条焊缝计算。但是在实际操作中，常常错误地以焊缝的条数进行百分比计算。《规范》规定现场安装焊缝可以以焊缝条数作为基数抽查其中的20%。有时探伤检测单位缺少相关的资质认可，委托其他行业如冶金、压力容器等方面的探伤人员出具报告，但他们对钢结构工程焊缝探伤的要求并不甚熟悉，致使最终的报告并不能完全反映焊缝探伤的真实情况。在建筑行业中，工程管理人员务必加强对钢结构焊缝的认识，只有这样才能防止不符要求的探伤报告的出现。

1.2 钢结构焊接的变形过大

焊接变形包括有纵、横向收缩和角变形的扭曲变形、弯曲变形等。焊接变形主要是因为受热不均，变形不仅会改变钢结构外观形状、几何尺寸，甚至会降低装配质量，降低结构的承载能力。比如焊接变形会造成钢柱端板或H形钢梁的平面翘曲，而翘曲的端头板拼接时会因接触面不紧贴而影响构件的受力性能。因为金属属于弱可逆性材质，一旦发生变形，往往需要投入大量工时及物资进行修复，变形严重者甚至无法修复只能报废。对于钢结构焊接出现变形时采用以下几个方法来控制：选用合理的施焊顺序，并尽可能对称焊接，对较厚的焊缝可采用分层焊；预留与焊接变形相反方向的偏差；采用夹具或专用胎具固定焊件，可将端板用螺栓预先固定在一块刚度很大的支座上；加热矫正。

1.3 钢结构焊缝施工质量差

在工地现场检查时，常常发现参建各方对现场安装焊缝的施工不够重视，无法保证焊件的质量，对构件的正常承载与使用带来不安定因素。而安装焊缝由于是现场烧焊，条件较差，质量控制上的不确定因素更多。某汽车尾气装置工厂主次梁间腹板采用高强螺栓连接，上下翼缘板采用焊接，设计标明為II级焊缝。在报竣工验收时，发现没有对焊缝进行探伤检测。另外，某科技公司钢构车间，H型钢梁间腹板也采用高强螺栓连接，翼缘板采用焊接。施工单位将窄钢条塞在本应用焊缝金属填满的间隙中，差点给结构留下极严重的隐患，幸亏发现及时。

1.4 断裂

断裂在钢结构安装过程中时有发生。其特点是发生突然，断口呈整齐的切割面状，这种断裂对钢结构极具破坏性，安装施工过程中突然发生断裂会对现场人员造成很大危险。焊缝突然断裂的原因是因为焊接时电流增大或焊接速度降低，使得焊接线上的能量增大，造成热影响区的晶粒变得粗大（即生成粗大的铁素体和珠光体），而使得该区域的韧性大大降低，最终引发突发性断裂。

1.5 焊缝咬边

焊缝咬边是金属焊接的一种不良焊接状态，俗称咬肉，即在焊缝边缘的母材上出现被电弧烧熔的凹槽。产生这种情况的原因主要是焊接时电流过大或者电弧过长。

1.6 焊瘤

焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上所形成的金属瘤。形成的主要原因是因为我们的焊工操作不熟练或者不注意而使得焊条熔融量过多而溢出冷却所致。

1.7 夹渣

夹渣是指残留在焊缝中的熔渣。形成原因主要有以下几个：焊接过程中的层间清渣不干净；焊接电流太小；焊接速度太快；焊接过程中操作不当；焊接材料与母材化学成分匹配不当；坡口不合适等。夹渣的存在会使得在受应力作用下，焊缝中夹渣处会先出现裂纹并沿展，导致此处的强度下降，最后焊缝开裂。

1.8 气孔

气孔是只在焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能及时逸出而残留下来所形成的空穴。形成气孔的主要原因有：焊接部位的坡口表面不清洁；焊接电流过大；焊接电压、电弧过高；焊接速度是否过快；焊接时环境湿度过大；氩气纯度是否不够。气孔的出现会直接导致焊缝的强度与韧性降低。

1.9 未焊透

未焊透的直接原因是焊工的技术不熟练或者失误。

2 钢结构焊接过程质量控制的对应措施

在钢结构焊接过程实际上就是人与器材之间的对话交流过程，如何做到二者之间的有机结合才是解决问题的根本所在。根据ISO9001质量体系控制标准，我们在分析整个焊接工序过程时一般可以从中析分成为4方面：人、器械、材料、焊接工艺。要做到对整个钢结构焊接环节的控制，就必须做到对这4方面的控制。

2.1 人

主要保证焊接质量，必须有一支既有一定数量又有一定质量的焊工队伍和检验人员。参加工程的焊工与检验人员都应经过培训或者拥有一定的工作经验，持有相关的合格证书。根据规定焊工如果中断焊接工作时间超过半年，需要重新进行资格考试。对于施工人员要加强安全域负责意识的培训。

2.2 器械

施工中主要会用到储料设备、焊接设备、烘干设备和无损检测设备。施工前我们要预先检查相关设备。对焊接设备的检查有：焊机的型号是否与焊接工艺要求匹配；焊接的电流、电压是否稳定；焊机电流的调整效果；焊机上的监测仪表是否有效等。对无损检测设备的检查有：设备能力是否与焊件检测的要求相匹配，设备运转是否正常等。所有的器械都必须与设计方案中一致，如有发现不符合者立即解决。

2.3 材料

主要包括焊接母材、焊接材料（焊条、焊剂、焊丝）等。对材料的控制包括保证买进材料的适合性与合格性。材料的处理应该做到以下几点：焊材的选用必须满足本钢结构工程的设计要求；本钢结构工程的焊接材料必须具有材料合格證书；严格监控焊接材料的贮存、运输、焊前处理（烘干、焊丝油锈处理等）；焊接材料使用过程中进行追踪控制。

2.4 焊接工艺

这是我们焊接质量控制的重点环节。我们首先是确定焊接工艺，在此基础上确定预热、后热及层间温度、电特性、操作特性等。钢结构焊接施工技术方案是经过焊接技术人员要进行具体的编制，并且实施具体的钢结构焊接操作方法和钢结构工程中应注意的事项。主要包括：焊接材料和烘干要求、焊接层次、焊接顺序、预后热及层间温度、在不同焊接位置时的焊接线能量等。针对钢结构焊接容易出现的质量问题，还对关键部件的焊接进行了重点监控。比如：对于钢结构工程焊接工艺参数，要采用手工电弧焊，交流焊机；平焊电流I=180A（横焊降10%，立焊降20%，仰焊降30%），V=36V；钢结构焊条：Q235钢材之间或者是Q235钢材和Q345钢材之间的焊接，采用J422焊条；Q345钢材之间的焊接，采用J502的焊条，作为打底焊条应该采用Ф3.2mm焊条，其余的焊条采用Ф4.0mm焊条。在进行立焊缝焊接中要注意两点：在进行打底焊接时，要适当增加熔敷金属的厚度，增加焊接线能量，以增大钢板的受热范围，防止焊后钢板冷却过快而导致焊缝开裂；焊缝成形后，必须等焊缝冷却至环境温度后，再焊接仰焊缝和平焊缝。

3 钢结构工程施工过程监督

在工程施工过程中实施监督前，应该结合工程特点及难点、施工企业管理水平的质量和综合技术能力、地区性质量通病情况以及监督重点作出选择，但强制性标准项目必须保留。在施工过程中，所有焊工必须严格遵循设计方案进行焊接并接受现场监督，对于重要焊口必须有规定时间内进行30%的超声波无损探伤，并做实时记录。一旦发现问题马上上报并研究解决方案然后及时进行返修。

4 结语

焊接环节是钢结构建筑的关键环节，直接影响着整个钢结构的刚韧程度与稳定性，我们必须要在焊接环节谨小慎微，把好每一个细节的关，做到严格认真，保证每一个缝口的质量。

参考文献

[1] 曾乐.现代焊接技术手册[M].上海：上海科技出版社，2007.

[2] 孙君光.国图二期钢结构现场焊接施工技术[J].建设科技，2007（Z2）.

[3] 徐鹏毅.钢结构焊接现场施工工艺探讨[J].中国高新技术企业，2008（10）.

作者简介：翁豪（1971-），男，汉族，籍贯：江苏省江都区人，职务：经理，本科学历，工程师，主要从事建筑施工等方面工作。