钢结构工程焊接质量控制要点阐释

史启龙

摘要：随着我国经济的快速发展，建筑技术也在不断的更新，基于钢结构的优越性能，在当前的建筑施工过程中有着广泛的应用。钢结构工程对于最终建筑工程的质量起着重要的保障作用，因此必须要强化对钢结构工程焊接质量的控制，保证建筑的建设质量。本文阐述了钢结构工程在施工过程中的优势和劣势，并深入探讨了于钢结构工程有关的焊接质量控制要点。

Abstract： With the rapid development of China's economy， the building technology is also constantly updated. With the superior performance of the steel structure， it has been widely used in the current building construction process. Steel structure engineering plays an important role in ensuring the quality of the final construction project. Therefore， it is necessary to strengthen the control of the welding quality of the steel structure engineering to ensure the construction quality of the building. This article describes the advantages and disadvantages of steel structure engineering in the construction process， and discusses in depth the welding quality control points related to steel structure engineering.

关键词：钢结构工程;焊接;质量控制;要点;阐释

Key words： steel structure engineering;welding;quality control;key points;interpretation

中图分类号：TG404                                     文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）12-0252-03

0  引言

钢结构工程的施工速度较快，减少了钢结构工程的施工周期，在安装的过程中也较为容易方便，给施工带来了较高的便利性。钢结构工程具有极高的强度，在安装楼层较高或者跨度较大的建筑能够取得更好的建筑效果。但是，我国很多实际的施工人员对钢结构工程的认识较为浅显，无法真正的掌握钢结构工程的焊接要点，给钢结构工程最终的质量造成了一定的影响。因此，为了提升建筑的施工质量，必须要在钢结构工程的焊接部分进行严格的控制和掌控，保证钢结构工程的质量，促进建筑行业和建筑技术的不断更新。

1  钢结构工程应用的优点和缺点

钢结构工程是一种应用廣泛的结构类型，虽然具有较好的优势，但是同时也有些许的缺点[1]。钢结构具有较高的强度，并且塑性和韧性都极好，可以在跨度大、承载要求强的建筑工程种使用，能够明显提升钢结构工程的质量。钢结构工程在一般的条件下都不会受到较大的影响，因此变形的效果也较小，不会影响到建筑工程的整体质量。钢结构工程也有一定的缺点，钢结构工程所使用的材料都为钢材，因此耐腐蚀性较差，特别是在一些薄壁的构建过程中，钢结构工程极其容易受到腐蚀。在后续的建筑维护过程中，需要使用更多的物品进行除锈，所使用的资金也会有所增加。钢结构工程的耐火程度也较弱，一旦发生火灾会给建筑工程带来严重的危害。

2  钢结构工程焊接质量控制的基本方法

为了确保钢结构工程的焊接质量，必须要将质量控制贯穿在钢结构的每一个加工制造环节中，在人员培训、设备配置、材料准备、实际操作等多种因素都要进行很严格的控制和把关。钢结构工程的焊接质量控制还包括使用科学化的流程进行加工，并对钢结构工程进行可靠的试验，检验钢结构工程是否具有安全性和实用性[2]。

2.1 对焊接人员的资质进行管理

钢结构工程的焊接是由专业的焊接技术人员所操作的，是一项较为特殊的职业，具有一定的工作风险，需要焊接人员拥有较强的专业能力。因此，当企业在招聘钢结构工程的焊接人员时，需要对焊接人员进行技术考试，要求焊接人员拥有相应的从事资格证。对于没有接受过专业技能培训的焊接人员一律不予以雇佣，即使通过了技术考试也不也能让这些人员进行上岗作业。建筑企业可以根据在岗的钢结构工程焊接人员进行人员数据统计，对焊接人员进行及时的培训和技术考核，根据考核结果对焊接人员的数据信息进行更改。如果焊接人员的技术能力有所提升，可以将绩效奖金做为相应的奖励，激发焊接人员对于培训活动的积极性。

2.2 设计焊接工艺评定试验

为了保证钢结构工程的焊接质量，可以设计一项焊接工艺评定试验，能够为焊接接头是否符合质量要求提供重要的凭据。在进行焊接工艺评定试验之后，相关技术人员可以根据试验的结果来设计焊接工艺指导书，为钢结构工程的焊接提供技术标准。如果建筑企业第一次选择某种钢材以及焊接材料之后，必须要首先进行焊接工艺的评定试验，并将评定的最终结果和报告内容进行保存。如果缺乏焊接工艺指导书的指导和干预，会使焊接人员在进行钢结构工程焊接时受到外界因素的影响，导致钢结构工程的质量下降。

2.3 控制钢结构工程焊接过程中的材料质量

在实际的钢结构工程焊接过程中，到焊条、焊剂以及焊丝这些材料极其容易出现受潮的状况。因此在存储和运输钢结构工程所需要使用的焊接材料时，必须要选择合理的方式进行防潮。基于钢结构工程的特殊构造，在使用钢结构工程中的焊接材料时，应当先按照相关的规定和要求，对焊接材料进行烘焙。例如，如果使用的是碱性低氢型的焊条，需要在350℃到400℃之间进行烘焙，烘焙时间在2个小时以内，当焊条取出后马上放入到保温桶内。常温状态下使用焊接材料，不能超出4小时，如果超过4小时则需再次进行烘焙。同一个焊接材料在烘焙的过程中不能超过2次以上。当对焊条进行烘焙的过程中，需要及时的记录烘焙情况，如焊条的规格、批号、烘焙时的温度、接受烘焙的时间等。当烘焙情况记录完毕之后，在检验员检查结束之后进行核查确认，可以开始钢结构工程的实施。

2.4 选择合适的焊接材料

焊接材料是影响钢结构工程焊接质量的关键因素，因此必须选择合适的焊接材料，才能够得到段质的焊接接头[3]。在钢结构工程焊接过程中选择焊接材料的过程中，需要遵循四个原则。第一，母材所选择的钢材需要具备强度好、塑性好、韧性好、疲劳性好、可焊性好的特点，这样才能保证后续的焊接质量。焊材的选择应遵循等强度、等韧性以及等成分的原则，使所选择的焊材与被焊的母材有较好的相似性。如果在焊接厚板的过程中，因为焊接材料的冷却速度较快而出现较大的焊接应力，会导致焊接材料出现裂纹。为了避免裂纹的出现，需要进行焊前预热以及焊后缓冷，改变焊接接头的结构，完善焊缝的性能，提高HAZ的效果。第二，对形状较为复杂或者对厚度较大的钢结构工程进行焊接，应当选择抗裂能力较强的低氢型焊条。这是由于焊接的金属在冷却的过程中，会产生较大的收缩应力，因而导致焊接材料出现了裂纹。选择合理的施焊顺序可以使焊缝所产生的收缩力被平衡，即在焊接时产生的收缩力会与已经焊接结束某个位置的收缩力相互抵消。利用锤击法也可以消除收缩应力，在锤击时应遵循“三点锤，三点不锤”的原则，避免出现变形的状况。第三，当对低合金钢进行焊接的过程中，如果这些低合金钢的强度有所不同，可以根据实际的焊接材料中强度较弱的一种，能够保证最终焊接的质量，提升钢结构工程的最终质量。第四，当在钢结构工程的焊接过程中，会受到外界部分条件的影响而无法完成翻转的问题时，需要选择能够进行全位置焊接工序的焊条。

2.5 确保焊件区装配质量

在焊件区外源等约50mm内出现的毛刺、污物或者铁锈等杂物必须要清理干净，可以有效避免出现焊接气孔。焊件区的装备间隙需要保证在一定区间内，定位焊缝的长度应大于40mm，厚度应大于3mm，间隔距离需要在300mm到600mm之间。定位焊缝如果出现裂纹或者夹渣问题时，务必要完全清理干净。引弧板的材质应按照母材的材质进行选择，选择于母材相同的材料，焊缝的坡口处形式一样，长度需要符合相关规定。应使用气割的方法拆除引弧板，不能使用锤子击落引弧板，会损伤焊缝的端部位置。对接焊缝于角焊缝之间不能处于交错状态，并且两者距离需要大于50mm。每个构件中只能有一个接头存在，需要注意对接是应当加垫钢衬垫，宽度大于30mm，保证与管壁有较好的贴合度，管子需要设置坡口和2mm到3mm之间的间隙。

3  在钢结构工程焊接时常用的焊接方法

最为传统的方法为手工电弧焊，这种方法的应用范围和使用范围最为广泛，适用于各种类型的钢材。手工电弧焊根据焊接的焊条性质不同，选择交流焊机或者直流焊机，手工电弧焊虽然能够进行全方位的焊接，操作简单灵活，但是对专业能力要求较高，人力资源成本高。埋弧自动焊是一种效率较高的焊接方式，能够自动进行连续的作业，生产出的产品质量也较高，能够在短时间内生产出大量的钢结构。埋弧自动焊在焊接时无法实现全方位的焊接，对焊接的轨道要求较高。埋弧自动焊也需要企业拥有专业的自动化设备，在购买设备方面具有较大的资金消耗。

4  焊接质量检测的有效方法

焊接质量的检验分为三个阶段，分别对焊接工序准备工作进行检验、对焊缝质量进行检验以及焊接性能检验。检验方法分为三种，主要有外观检测法、无损检测以及实验检测法。

4.1 外观检测

外观检测是为了保证焊缝的表面没有缺陷出现，检验时通常使用肉眼检测，或者也可借助强光或者放大镜等简单工具进行观察。普通钢结构构件需要在温度冷却后再进行外观检查，低合金材质的结构刚需要在焊接完成后的24h开始检查。外观检测的重点有是否焊缝出现裂纹、夹渣、烧穿、弧坑、针状气孔等状况，在焊接区域是否有残留物。焊缝的位置、形状、尺寸也是外观检测的重要内容，需要符合《钢结构焊接规范》的相关要求。

4.2 无损检测

无损检测主要有四种检测方法，分为磁粉检测法（MT）、着色检测法（PT）、超声波检测（UT）以及射线检测（RT）。MT可以检测除铁磁类构件的表面缺陷，并且能够正确显示除缺陷的形状、位置以及尺寸，为技术人员缺陷性质的确定提供重要数据。PT也属于表面检测，探测部分不能够再外观检测中发现的缺陷，例如气孔、分层、未融合等问题。PT是利用毛细现象原理的检测方法，使用渗透的方式来显像出构件表面的缺陷。UT价格低廉检测高效，利用超声波的反射波来判断焊缝以及钢材内部是否有缺陷，是当前使用最为广泛的方法。UT中的反射波会根据实际焊接的效果显示出不同高度、不同形状的反射波，能够准确判断缺陷性质。RT利用X射线进行检测，虽然检测效果比较精准，但是会产生辐射作用，使用的设备也较为复杂。

4.3 实验检测

这属于一种破坏性的检测方法，将焊接完成的构件加工成为试件，并利用设备将其进行分解和检验，能够测试出构件的性能。包括对拉抻度、弯曲度、抗冲击性、硬度等内容进行检测，可以应用于焊接工艺评定，得出有效的质量数据指标。

5  焊接质量问题处理

如果出现了不合格的焊缝时，需要及时进行标记，并及时分析出现问题的原因，开出返修单并阐述正确改进方法。理论上來讲，操作过程中不能出现不合格的问题，但是由于焊接受到人工因素的影响，质量较为容易出现不稳定的现象，这就需要加强对焊接人员的培训。等待返修的构件需要在返修结束后再进入下一道程序，并且还需要进行再次的探伤检验，合格后方可进行操作。为了保证焊接质量问题能够追溯到责任方，应当对钢结构工程中重要部位的焊缝进行详细的记录，包括焊工工号、工艺指导书、焊接记录、检查记录等。

6  结束语

在钢结构工程的施工过程中，焊接工序属于极其重要的一个环节，是保障钢结构工程质量的重要因素。通过对钢结构工程的焊接工序进行质量控制，可以提升钢结构工程的产品质量，对后期的施工实施也有重要的保证作用。根据钢结构工程的焊接工序来看，在实际的钢结构工程焊接过程中容易出现焊接的缺陷，或者残余某些应力导致局部缺陷的出现。钢结构工程如果施工质量下降会导致建筑出现部分变形的状况，如果损坏较为严重还会影响建筑整体的安全，一旦出现断裂或者塌陷的问题，会影响到人们的生命安全。因此在钢结构工程的焊接过程中，必须对焊接工序进行严格的质量控制，让钢结构工程的焊接效果达到质量要求。

参考文献：

[1]孙朋，陈振明，戎泽振，喻祥发，陈斌.复杂超高层建筑钢结构建造关键技术创新与应用[J].施工技术，2019，48（20）：30-34.

[2]段平安，乔磊，赵荣立，付存海，蒋忠全，刘年，罗云森.钢结构十字型钢柱焊接接口缺陷及返修质量控制[J].中国设备工程，2019（07）：92-93.

[3]胡鸿志，邹建磊，王小瑞.北京大兴国际机场旅客航站楼及综合换乘中心指廊工程钢结构综合施工技术[J].建筑技术，2019，50（09）：1028-1034.