建筑钢结构焊接影响因素及焊接质量管控

建筑钢结构焊接影响因素及焊接质量管控

陈黔,传云强,许雯钦,杨京霖,覃述辉

中建五局第三建设有限公司 

摘要：目前，我国建筑行业发展迅速，钢结构具有自重小、适应性强和施工效率高等优点，在建筑施工中广泛应用。建筑钢结构施工作业中，焊接质量对整体施工效果起着至关重要的影响。因此，为确保满足建筑施工质量要求，必须明确建筑钢结构焊接质量的影响因素，并采取针对性的质量管控措施，以提升建筑工程的质量水平。

关键词：建筑钢结构；焊接；影响因素；质量管控

引言

钢结构以其优异的性能被广泛地应用于建筑领域。尤其对于临时性和长距离的建筑物，钢结构具有成本低廉、外观美观等特点，可以很好地适应各种形式的发展。钢构施工质量的关键在于焊接质量，随著建筑业的迅速发展，其施工工艺日趋成熟。焊接是工程的核心，其焊接质量直接影响到整个钢结构的质量。

1影响建筑钢结构焊接性能的因素

通常状况下，钢结构在稳固性上能够有一定的保证，且力学性能可以保证结构的安全。为了能够更好地保证钢结构焊接的质量，相关人员应该对材料的性能进行详细分析。然而在具体工程中，不同建筑结构的设计与技术的应用，会对材料的性能产生影响，因此设计人员在进行方案规划前，应该对钢材和焊接材料的化分、力学性能进行复验。复验后，其性能应能符合国家现行有关工程质量验收标准的规定。技术人员应该在具体工作中，将工程诉求与钢结构性能进行一一的比对，从而选择最有效的方式。对于钢结构的焊接来讲，碳含量的高低含量会影响最终的焊接质量。一般情况下，碳含量越高，最终焊接的难度就会越大。根据现阶段的调查来讲，符合国家标准的钢材主要是根据碳含量作为标准，在难度等级上，共有4个等级。当钢材的强度大于450MPa且含碳量超过0.6%时，则最终焊接难度较大。此外，钢材的使用方式也会直接影响这种焊接的难度。施工人员在进行结构的设计以及材料的采买时，必须要保证材料的强度与抗压程度的比例符合要求。

2建筑钢结构焊接的影响因素

2.1焊接材料

焊接材料中，扩散氢含量是评价其性能的一项重要指标，因当前焊接工作中对无关变量控制效果较好，故此这项指标主要取决于焊接材料自身的理化性质。现行标准下，建筑钢结构所用焊接材料的扩散氢含量应在8mL/100g以下。但从实际情况来看，由于受到多种外界因素的综合影响，仅凭此标准评估，仍难以避免焊接头出现裂纹等问题。特别是在采用二氧化碳气体保护焊时，受到焊枪喷嘴高温和一些溅落物的影响，焊接材料扩散氢含量可能进一步升高，导致原本符合要求的焊接材料指标超限，因此需要额外注意该项内容。

2.2缺乏匹配的专业人员

有些小型企业对焊接没有足够的重视，长期雇佣没有经验的工人，带来了很大的安全隐患。技术工人缺乏施工经验、缺少理论知识、较少的动手能力、对焊接结构的性能、强度等方面的研究，以及对产品设计的内在缺陷。这些工人的技术水平与他们的工作不协调，严重地影响到焊接钢结构的安全和可靠。另外，目前对钢结构的焊接工艺还没有一个统一的规范，各区域的焊接规范也各有差异。有些行业会引进国外技术，并聘请外国施工单位来施工，而在国际和国内标准的转换过程中出现的一些差错会对焊接钢材的最终质量产生不利的影响。

3建筑钢结构焊接质量管控

3.1焊接设备的保护

焊机应尽可能放置在移动式焊机的保护装置中，以保护加热室和加热系统，在高温下操作焊机。气瓶在使用前应尽可能储存。气瓶储存现场应安装加热器，以确保气体供应。使用时，气瓶应置于焊接室内，以确保主动温度控制。使用机器时，必须用电热毯加热气缸，并用油漆或其他隔热材料包裹。确保液化气的正常气化，保持气体的稳定和平滑冬季运行时，接触式温度计用于控制预热、后续加热和中间储存温度；和一个通用温度计来监测环境温度。

3.2提升焊接工人的专业水平

一是要构建一个完善的焊工培训系统。其次，按照焊接作业的重要性，对具备相应资格的操作人员进行匹配。目前，有些企业对焊工的上岗前进行了专门的培训，以便他们能够熟练地掌握基本的焊接技术，并能够针对不同的焊接产品特性进行针对性的培训。比如美国航空业，在焊工开始焊接前，必须先对仿真部件进行操作评价，然后再对其进行评价。同时，为保证焊工的操作水平，建立了一个综合评价系统，即：焊接结构的重要性和焊接技术的等级。主要的焊接部位是由技术高超的焊接工人师傅来完成的，相对简单的焊接点则由基本水平的焊接工人来完成。

3.3建筑钢结构焊接质量控制和检验

在进行设备预热时，温度的控制尤为重要，在具体应用中可以从以下几个方面进行管理和控制：进行材料的裂缝实验时，对裂缝的深度、宽度以及预热温度进行详细记录，并分析每一个参数是否符合实际需要。如果要保证焊接记忆的质量，必须对这一过程进行有效控制及管理。在作业时，技术人员要尽可能控制好输入温度以及冷却时间，以降低出现后续材料变形的可能。进行低温焊接时，应该做好保温工作，以免出现热量的损耗。如果运用的是厚钢板技术，则要对不同的坡口类型进行针对性保温。若为高强钢，则应在确保其性能的前提下合理选择焊接技术。

3.4合理使用焊接工艺

促进钢结构焊接技术科学合理应用的前提是钢结构焊接工艺优化。在结合实际情况使用焊接工艺时，焊接人员还应考虑焊接工艺本身的优点和特点，在现有基础上为施工质量提供最大效益。另外，焊接人员在结合实际情况使用焊接工艺的过程中还应当对机械设备、供电设备、控制设备等部分进行合理的排布焊接。同时，在实际焊接过程中，还可以通过切换行程控制手柄改变焊枪的口开度，进一步增加钢结构的刚度，满足设计要求，保证整个工艺的稳定性，提高焊接的有效性。

3.5焊接变形质量控制

（1）针对板块制作，利用反变形胎架、刚性约束以及双喷嘴头CO2气体保护自动焊焊接对称焊接工艺，实现对焊接变形现象发生率的有效降低。（2）针对板单元对接焊缝，如果板的厚度比较小，则采用单面焊接双面成型工艺；如果板的厚度比较大，则进行双面坡口的调整，以此降低焊接填充量，除此之外，预设反变形、马板刚性约束以及埋弧自动焊双面焊技术的采用同样有利于焊接变形现象的规避。（3）针对节段变形，为了对钢塔以及箱体阶段的焊接变形进行有效控制，需要以结构和焊缝表现出来的特点、实际分布情况以及变形走向等相关因素为依据进行焊接变形约束工装的设计及制作，尤其是针对与端口位置比较近且没有熔透的焊缝，在施焊以前需要进行有较大刚性的焊接变形约束工装的设置。

结语

建筑钢结构焊接是一项综合性及复杂性均较高的工作，其质量管控工作不容忽视。因此，在今后的实际工作中，应结合焊接施工现场环境的复杂性，以及钢结构和焊接方式的多样性，详细探究建筑钢结构的焊接影响因素。然后根据探究结果，设计更具针对性的焊接质量管控措施，以明确焊接技术要点，实现焊接质量的稳步提升。

参考文献

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