建筑钢结构焊接质量控制

姜洪昌

摘要：随着建筑行业的发展，越来越多的钢结构运用到了建筑当中来。本文对建筑钢结构的特点以及焊接难点进行了分析，并提出了几点控制焊接质量的措施。

关键字：建筑钢结构；焊接；质量控制

一、现代建筑钢结构特点及焊接难点

（1）、钢结构特点

随着建筑结构造型的日趋新颖，钢结构体型也日益多样，导致犬跨度复杂空间形状的钢结构建筑不断涌现以及管结构的不断推广，钢结构构件形状多变，节点构造复杂多样且钢板厚度加大；钢结构材料由低碳钢发展到高强合金钢、铸钢等新型材料，近年来铝合金材料也逐步应用到钢结构网架。

（2）、钢结构焊接难点

多角度全方位高空焊接。钢结构复杂的体型及繁琐的节点位置和构造决定了现场焊接工作的操作点多、操作面广、操作量大以及需进行多角度全方位和高空焊接施工的难点；应力大，接头处易产生质量缺陷。钢结构施工中的节点复杂、板厚加大等导致焊缝密集甚至出现立体交叉最终导致焊接接头刚性拘束大的后果，使焊缝不能自由收缩而导致双向甚至三向产生应力，因此在很大程度上增加了焊接接头产生裂纹和层状撕裂的可能性；工艺不完善。

减少焊缝截面积。在焊接施工过程中若出现凸出很高的焊缝，其多出的焊缝金属并不能提高许可强度，反而增加了应力集中系数同时消弱了破口的综合性能，因此在焊接施工中应采用U型刨边以便形成U型破口以尽量减少焊缝金属量；

多层多道焊接。施工中应坚持焊缝数量愈少愈好的原则，并在每条焊缝内尤其是在厚板焊接时采用多层多道焊接。

焊缝平衡。应尽量保证焊缝尽可能对称，并要靠近中和轴施焊，实现一个收缩力对另一个收缩力相互平衡以有效控制减少变形；

逆向回焊法。若焊接的总进程为从左到右，则施焊过程中每个焊缝应从右到左，即分段侧焊，以免由于在每道焊缝施焊后沿焊缝板内侧的热量导致该处膨胀使两侧板向外分开，而当热量在板内侧向外扩散后板外边缘膨胀致使其重新合拢。

反变形法。采取在施焊前将需焊接构件刻意偏置的方法来有效利用收缩力，诸如将某些组合在焊接前装偏，待焊接时其预偏量能够恰好回到所需位置，或用机械方法产生反向力来将构件进行弯曲或预拱以抵消收缩力。

采用反力平衡收缩力。采用夹具产生的约束力或构件装配为组件时的约束力以及构件在重力作用下产生的拱度等所产生的反力来平衡焊接过程中产生的收缩力。其中夹具法是将同等焊接件背靠背紧夹在一起后用夹具将其夹好，待其焊接完成并冷却后将夹具松开。

锤击法。锤击法也是消除收缩力的方法一种，其本质是在焊缝上施加外力的方法将焊缝变薄变长来消除残余应力，在锤击过程中应坚持在一定层面温度中锤击、在一定频率下锤击、在一定力道下锤击和焊道根部不锤、等材不锤、焊道表面不锤的。三点锤、三点不锤”的原则，合理布置焊缝。对焊缝进行合理布置避免焊缝间距离太近现象，当材料尺寸与零件长度尺寸不同应尽量减少或不做拼接焊缝的措施来减少焊接应力集中和焊接变形。

焊接方式。钢结构焊接过程中交流点焊机适用于普通刚才焊接，直流点焊机则适用于要求较高的钢材焊接，埋弧焊和自动焊则适用于梁柱较长的对角或角焊缝，CO气体保护焊则适用于要求较高的薄钢板结构焊接；

二、建筑钢结构的焊接质量控制的主要措施

随着我国建筑钢结构技术的不断发展，钢种的应用也随之增加，在材料的选择上，更趋向于高强度、大厚度的钢材。钢结构在外观的上的张扬、个性的特点。在建筑钢结构的焊接工程中，无论是安装还是制作，焊接工作对工程的安全、质量都起到了举足轻重的作用。在我国以钢结构为代表的，国家体育场“鸟巢”钢结构的焊接工程中，开发研究了焊接技术的针对性极强，将我国的建筑钢结构迅速进入到了成熟期，使技术水平提升到了—个新的台阶。但结合工程的实际情况，根据对以上影响焊接质量的因素的分析，其控制钢结构焊接的质量的主要措施有：

（1）、制订出切实可行的焊接施工计划，必须根据现场钢结构安装的技术要求、实际情况，并对其技术进行经济分析。施工计划主要包括以下项目：

a.焊接的方法、材料、人员管理焊接条件、焊接材料及其管理、使用钢材（复验）、考试及管理、焊工培训、质量控制制度、质量控制机构、安全措旌、防护措施。

b.加工。坡口加工要领、坡口要领、组装及焊接顺序、引弧板安装要领。

c.组装。引弧板处理、预热要领、清根要领、定位焊要领、后热要领、焊缝及加工要领、焊缝返修要领、产生不良时的矫正要领。

d.检查。无损检查方法、标准、要领，外观检查标准、方法、要领。

（2）、“焊前准备好了等于已焊接了一半！”因此准备质量控制焊接前，应当做好充足、认真的准备，焊接前必须对以下的项目进行确认：

a焊接的环境。其中包括焊接环境、作业环境、安全卫生等注意事项。

b.焊接的加工拼装。坡口的尺寸、坡口的形状、错边、根部的间隙、定位焊、背面垫板的安装状态、引弧板的安装状态。

c.材科及器具。焊接材料种类及组合、电源的容量、使用器具状态、焊接材料的状态。

d.其它。焊接的坡口表面的预热、清理和加工。

（3）、焊接的过程中，质量控制焊接过程中，施焊人员应当严肃工艺纪律，严格的按照焊接计划书、焊接工艺指导书来执行，对下列项目进行确认。焊接电源、焊接顺序、焊接速度、电弧电压、焊缝的设置方法、运条方法、前层的焊缝状态、电弧的位置、层间温度、清根、后热、保温、焊条或焊丝直径的选择等。

（4）、焊接后质量控制的焊接后，应按照有关标准、设计要求对焊缝进行严格的检查，对焊缝的尺寸、焊缝的外观、焊缝的表面缺陷、焊缝的内部缺陷等进行确认，其最主要的项目有：a.尺寸。焊接长度、余高尺寸、补强角焊的大小、角焊焊脚长度、角焊的不等脚长。

b.外观及表面缺陷。压坑、焊瘤、焊缝表面规整与否、咬边、悬垂物、表面气孔、火口状态、表面裂纹。

c.内部缺陷。未熔合、裂纹、未焊透、气孔、夹渣。

d.处理。飞溅物清除合格与否、引弧板的处理、焊缝返修、端部周边焊。

三、总结

总而言之，焊接质量的好坏直接决定了一个钢结构工程质量的好坏。我们必须从前期就要合理组织，选出优秀的施工方案。而施工企业在施工前首先要确认的就是刚才的质量是否达标，并进行必要的焊接工艺评定试验，严格保证整个工程的质量。

参考文献：

【1】 张金 建筑钢结构焊接施工工艺【J】-企业技术开发（下半月）2009，28（11）

【2】 李开浚.张晓慧 浅谈建筑钢结构焊接检验应注意的问题【J】-科协论坛（下半月）2008（3）

【3】 陈德来 浅谈钢结构焊接的施工工艺【J】-工会博览·理论研究 2010（6）