制造过程中钢结构质量控制和质检技术研究

制造过程中钢结构质量控制和质检技术研究

张炜

陕西中基项目管理有限公司  陕西西安  710075

摘要：本文主要探讨了钢结构制造过程中的质量控制措施和质检技术，其中质量控制措施包括合理选择原材料、优化焊接技术、使用精密工具和加强表面处理等，先进的质检技术主要涉及自动光学检测、机器人检测系统和数字孪生技术等内容。通过上述措施和技术，可以有效提高钢结构制造的整体质量，从而更好地满足制造生产活动的高标准要求。

关键词：制造业；钢结构；质量控制；质检技术

引言：

钢结构在现代工程建设中扮演着重要角色，其制造质量直接影响到工程的安全性和耐久性。为了确保钢结构的高质量，制造过程中的质量控制和质检技术显得尤为重要。

1.钢结构制造中的质量控制措施

1.1合理选择原材料并加强性能检测

在钢结构制造过程的中，选择合适的原材料并加强性能检测是质量控制的关键环节之一。首先，合理选择原材料是制造高质量钢结构的基础。在选择原材料时，应考虑其力学性能、化学成分、物理特性以及耐腐蚀性能等方面，确保其能够满足工程设计要求。例如，对于需要高强度和良好延展性的构件，应选择高强度钢材，而对于暴露在腐蚀环境中的构件，则应选择具有良好耐腐蚀性能的钢材。其次，加强原材料性能检测是保证钢结构质量的有效手段。在原材料进场时，应对其进行严格的检验，包括化学成分分析、机械性能测试（如拉伸试验、冲击试验）、无损检测（如超声波检测、磁粉检测）等。

1.2优化焊接技术并加强质量控制

焊接技术直接影响到钢结构的连接强度和整体性能，因此在焊接技术的选择和实施中需格外重视。首先，优化焊接技术需考虑焊接方法、焊接材料和焊接工艺参数的选择。不同的焊接方法，如气体保护焊、电弧焊和埋弧焊等，适用于不同的工程需求和施工条件，应根据具体情况选择最合适的方法[1]。焊接材料的选择则需匹配钢材的化学成分和力学性能，确保焊接接头的强度和韧性不低于母材。焊接工艺参数如电流、电压、焊接速度等需要根据焊接方法和材料的特点进行合理设置，以保证焊接质量。其次，加强焊接过程中的质量控制尤为重要。在焊接前，应对焊缝位置进行清理，确保无油污、锈蚀等杂质，以防止焊接缺陷的产生。与此同时，还需严格控制工艺参数，避免焊接变形、气孔、裂纹等缺陷的发生。对于关键部位和重要构件，建议采用分段焊接和对称焊接等方法，以此减少焊接应力和变形。

1.3使用精密工具提高尺寸精度

尺寸精度直接影响到钢结构的装配效果和整体稳定性，因此在制造过程中需采用精密工具进行测量和加工，以确保各构件的尺寸符合设计要求。首先，在材料加工阶段，应使用高精度的数控机床和激光切割设备，这些设备具有高精度、高效率的特点，能够精确切割和加工钢材，确保构件尺寸的准确性。通过采用数控技术，可以实现复杂构件的精密加工，减少人为误差，提高加工精度和一致性。其次，在构件的装配和焊接过程中，应使用精密测量工具进行尺寸控制和校准。例如，采用高精度的测量仪器如三坐标测量机、激光测距仪和电子水平仪，对构件的关键尺寸和位置进行检测和校正，确保装配精度。

1.4加强表面处理以修复各种缺陷

加强钢结构的表面处理不仅可以提高构件的外观质量，还能增强其防腐性能和耐久性，从而延长使用寿命。首先，在钢结构制造过程中，表面处理的首要步骤是对构件进行清理，以去除氧化皮、锈蚀、油污和其他杂质。常用的清理方法包括喷砂、抛丸和化学清洗等，这些方法可以有效去除表面杂质，为后续的涂装和防腐处理提供良好的基底[2]。其次，对于表面存在的缺陷，如焊接飞溅、划痕和凹坑等，需要进行修复处理。焊接飞溅可以通过打磨和抛光去除，而较深的划痕和凹坑则可能需要填补和打磨，以恢复表面的平整度。对于较严重的表面缺陷，还可以采用补焊的方法进行修复，确保表面的完整性和均匀性。

2.钢结构制造中的质检技术

2.1材料质检技术

在钢结构制造中，材料质检技术是确保钢结构工程质量的基础环节。首先，对原材料进行化学成分分析，通过光谱分析仪或化学试剂检测钢材的碳、硅、锰、磷、硫等成分，确保其符合设计和规范要求。其次，进行力学性能测试，包括拉伸试验、弯曲试验、冲击试验等，测定钢材的抗拉强度、屈服强度、延伸率和冲击韧性，以保证其满足工程所需的力学性能要求。最后，评估钢材的表面质量，通过目视检查和仪器检测，检查钢材表面是否存在锈蚀、划痕、凹坑等缺陷。

2.2制造工艺质检技术

首先，对焊接工艺进行质量控制，主要包括焊缝外观检查、焊缝尺寸测量及无损检测，如超声波检测、射线检测和磁粉检测，以检测焊缝内部是否存在裂纹、气孔等缺陷。其次，对构件组装工艺进行检查，确保构件尺寸、角度、位置的准确性，尤其是在节点处，要严格控制拼装误差，以确保结构的整体稳定性。此外，还需对加工过程中使用的设备、工具进行定期检查和校准，确保其处于良好工作状态，避免因设备故障导致的加工误差。

2.3结构装配质检技术

首先，对装配前的准备工作进行检查，包括钢构件的尺寸、形状及位置是否符合设计要求，确保无损坏和变形，所有连接孔位准确无误。其次，进行现场测量和放线，严格按照设计图纸进行构件位置的标定和基准线的放置，确保装配过程中各构件的正确定位。在实际装配过程中，对各连接节点进行重点检查，确保节点拼接紧密、螺栓连接牢固、焊接质量合格。对于螺栓连接，需要使用力矩扳手进行预紧和终紧力矩的控制，确保每个螺栓达到规定的紧固力。对于焊接节点，则需通过无损检测手段，如超声波检测、射线检测等，检查焊缝内部质量，确保无裂纹、气孔等缺陷。此外，对结构整体的垂直度、水平度、平面度及其他几何尺寸进行全面测量和校正，确保整体结构的精度符合设计规范。尤其在高层建筑和大跨度结构中，结构的整体垂直度和节点连接的精确性尤为重要。

2.4非破坏检测技术

非破坏检测技术在钢结构制造中至关重要，因为它可以在不损坏材料或构件的情况下检测其内部和表面缺陷，从而确保结构的安全和可靠性。常用的非破坏检测技术包括以下几种：（1）超声波检测：超声波检测利用高频声波在材料中传播，通过声波的反射和折射来检测内部缺陷，如裂纹、气孔和夹杂物。该方法适用于检测焊缝和厚壁构件，能够提供缺陷的深度和大小信息。（2）射线检测：射线检测使用X射线或γ射线穿透材料，根据射线在材料中的吸收和衰减情况来检测内部缺陷。该方法适用于焊缝和铸件的检测，可以直观地显示缺陷的形态和位置。（3）磁粉检测：磁粉检测通过在磁性材料表面施加磁场，并撒上磁粉，来检测表面和近表面缺陷。当材料中存在缺陷时，磁场会发生畸变，磁粉聚集在缺陷处，从而显示出缺陷的位置和形态。该方法适用于检测铁磁性材料的焊缝和表面裂纹。

3.结语

综上所述，钢结构制造中的质量控制和质检技术是确保产品质量的核心，通过合理选择原材料、优化焊接技术、使用精密工具和加强表面处理等措施，再结合自动光学检测、机器人检测系统和数字孪生技术等先进质检手段，可以显著提高钢结构的制造质量和可靠性，从而满足现代工程的高标准要求。

参考文献

[1]马鑫.锅炉钢结构制造过程中的质量控制分析[J].民营科技，2016,14(07):123-124.

[2]范广森，陈允轩，刘加佳.钢结构制造质量控制相关措施[J].化工管理，2020,16(05):68-69.

[3]章黄.钢桁桥梁钢结构制造中技术管理与质量控制分析[J].运输经理世界，2021,15(12):77-78.