箱型柱现场对接焊接工艺与质量控制

纪华亭

摘    要：通过对箱型柱高空对接焊接质量隐患分析，找出焊缝质量缺陷的主要原因，制定相关焊接工艺措施，通过焊前准备、焊接过程和焊后检测三道工序进行重点控制，保证焊缝一次性质量合格率在98%及以上，满足工程施工质量要求。

关键词：箱型柱;高空对接;焊接工艺;质量控制

1  工程概况

某项目主体结构采用钢框架-支撑体系，框架柱为箱型结构，截面形式主要为□800[×]800[×]30，材质为Q345B。由于重量及高度原因钢柱分为四节～六节，采取现场高空对接，对接焊缝质量等级为一级。为确保箱型柱现场高空对接焊缝质量，焊接工程师根据类似工程的施工经验编制了详细的焊接工艺指导书，并出具焊评报告，对持证焊工采取理论培训和技能考试，保证焊缝一次性合格率在98%及以上。

2  焊接质量隐患分析

箱型柱对接焊缝质量缺陷发生概率较大的是未焊透，主要成因一是焊接间隙过小，焊枪摆动空间受限，二是坡口钝边导致焊枪对准部位不适当;其次上柱衬板端部不齐整，与底柱垫板之间不能紧贴，导致熔池外协。

3  现场钢柱焊接工艺措施及对策

3.1  选择技术过硬的持证焊工

项目技术组参照《钢结构焊接规范》及工程情况确定试板厚度及规格尺寸，由持证焊工现场进行试板焊接，并由業主指定的第三方检测人员进行焊缝检测，焊缝评定合格者方可持证上岗。

3.2  对焊接部位进行优化处理

为保证焊缝一次焊接成功率，减少返修量，焊接工程师根据图纸节点编制了详细的焊接工艺指导书，选择焊接技术过硬的持证焊工进行焊缝试焊，经焊缝探伤发现根部有未焊透情况，原因在于焊接过程中焊丝未能有效对准钝边底部，造成焊缝根部出现质量缺陷。对此焊接工程师修改坡口形式，消除坡口钝边，使焊工在焊到钝边部位不用过多的修改焊枪方向即可满足焊接要求。钢柱施焊前焊工应对衬板与垫板间隙情况进行检查，必要时需对间隙进行焊接封堵，保证焊接熔池的完整性。

3.3  现场柱体焊接工艺

3.3.1  焊前准备

（1）作业区风速对焊缝质量影响较大，因此标高±0.000以上钢柱对接应搭设挡风防护棚，减少因风速影响施焊质量。

（2）焊接前应采用钢丝刷、砂轮等工具清除待焊处表面的氧化皮、铁锈、油污定杂物，检查焊缝坡口是否与图纸、焊评报告相一致。

（3）当焊接作业环境温度低于0℃且不低于-10℃时，应采取加热或防护措施，焊接接头及焊接表面各方向大于或等于钢板厚度的2倍且不小于100mm范围内的母材，加热温度为20℃后再进行打底焊接。

3.3.2  施焊过程

（1）箱型柱对接焊缝的焊接采用CO2气体保护焊，对接的四个柱面板由两名焊工同时对称施焊。首先在无连接板的一侧焊至板厚，割去柱间连接板，并同时换侧对称施焊。接着两人分别继续在另一侧施焊，如此轮换直至焊完整个接头。焊完一层后第二层及以后各层均在离前一层起焊点处起焊。每焊完一遍应认真清渣，焊到板端处要稍放慢速度，使板端焊缝饱满。

（2）焊接过程中层间温度控制在150℃～200℃范围内，超过200℃应停止焊接，冷却10min～20min后再进行焊接，以减少变形。其焊接工艺参数见表1。

3.3.3  焊后焊缝质量检测

（1）钢柱对接焊缝焊接完成24h后应对焊缝进行超声波无损检测，并将缺陷部位、深度标注在焊缝周围，供现场焊接技术人员根据焊缝缺陷制定相应的返修方案，焊接人员进行返修。

（2）焊接工程师根据检测人员提供的数据制定焊缝返修方案，经监理工程师认可后由焊工进行返修。焊缝返修采用碳弧气刨在缺陷部位进行刨槽，刨槽深度应比缺陷部位深2mm～3mm。刨槽达到深度后通过角磨机进行焊缝表面的修磨处理可进行焊缝补焊，补焊过程中的焊接电流需比首次焊接参数高10%，确保焊缝熔深满足要求。

（3）焊缝缺陷经返修完成后，检测人员根据缺陷部位重新进行超声波检测，合格后可进行下道工序施工。

4  结语

经第三方质检人员进行现场探伤检验，焊缝一次性合格率达到98%以上，个别焊缝由于焊道清理不彻底导致出现夹渣现象，总起来说焊缝质量达到比较满意的效果。

参考文献：

[1] JGJ 99.高层民用建筑钢结构技术规程[S].

[2] GB 50205.钢结构工程施工质量验收规范[S].

[3] GB 50661.钢结构焊接规范[S].

[4] GB 11345.钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级[S].