冬季低溫環境下電焊施工中的質量控制

郭新云

（新鄉職業技術學院 材料工程教學部，河南 新鄉 453006）

1 引言

冬季施工，必須面對低溫嚴寒以及隨時可能出現的雨雪天氣。這不僅對施工人員是一種考驗，對于設備的正常運轉以及焊接施工的質量問題也有重要的影響。低溫環境下，施工人員不注意保溫就可能出現凍傷，設備也可能不能正常啟動，然而最重要的是鋼結構焊接受低溫環境的影響，金屬焊縫被淬火，焊縫硬度偏高，以致于出現裂紋，在工作狀態下有時會發生脆斷，這些問題若不能得到有效解決，就會導致焊接工程質量下降，造成一定的安全隱患。因此如何有效地保證鋼結構的焊接質量，對施工人員而言是一種挑戰，也是一個亟待解決的課題，對工程進展而言直接影響到整個工程的施工質量，甚至是施工單位的經濟效益。

2 冬季施工措施

2.1 施工前準備

（1）因地制宜，因時而異，編制冬季焊接施工方案。施工前要分析環境因素以及可能出現的惡劣天氣，時刻掌握氣溫變化、持續時間以及風雪大小等資料，一旦連續5天氣溫低于-5℃，必須要采取冬季施工的保護措施，未雨綢繆，防患于未然。在此基礎上編制相應施工方案，仔細分析工程要求，要使具體的技術工藝、流程符合行業技術標準。而施工方案內容主要包括施工人員冬季防凍傷保暖措施；焊接構件在低溫條件下施工方案；鋼構件雨雪天氣焊接施工措施等，要根據實際變化予以及時調整。

（2）技術培訓到位，人員組織妥當。在冬季施工前，必須對施工人員進行崗前指導培訓，尤其注重關于冬季焊接施工工藝方面的培訓，使其了解氣候、濕度等因素及變化規律，充分明確低溫焊接應注意的事項及技術要求規范，防止作業人員違背冬季施工規律，避免造成重大事故和不必要的損失。另一方面施工人員要在冬季惡劣的低溫環境作業，容易出現疲勞現象，這就要求施工時配備一定人員進行現場指導和監督，對作業人員的工作狀態進行監控，以便問題出現時及時保證工作人員的人生安全，并能采取相應措施保證施工的順利進行。

（3）做好冬季施工材料準備及機具管理。充分準備好常用材料及施工設備，保證物資儲備充足的情況下，購置冬季施工中必備的材料，如防凍液、暖化設備等，做到有備無患。施工設備要做好低溫環境保養工作，因為溫度過低會嚴重影響設備的運轉和使用，根據以往工程實例，通過搭設臨時的保溫棚，增加棚內溫度，將材料貯存、機具使用及焊接施工等都安排在暖棚內進行，從而提高焊縫質量，同時也要注意暖棚溫度不宜過高，減少焊機的損壞，保證是施工進度和質量。

2.2 施工中的質量控制

（1）焊接材料的選擇、貯存與保護。根據以往冬季焊接施工規律和實際需要,確定焊接材料的選擇和貯存。為防止焊縫出現冷脆,低溫條件下焊條、焊絲不可隨意存放，尤其是外露在霜雪氣候中，一定貯存在通風干燥的地方,做好防潮、防油污措施。焊條的焊藥極易受潮，尤其是堿性焊條負溫環境下使用前，必須仔細閱讀說明書，按出廠規定在300~350℃進行2h烘焙，烘焙結束并合格后保存在80~100℃保溫箱待用，隨用隨取；焊條由保溫筒取出后，負溫外露超過2h應重新烘焙，且超過3次不宜使用，焊絲一般不進行烘焙處理；焊接要使用瓶裝CO2做保護氣體,CO2體積比不宜低于99.5%，作業前應及時檢查瓶嘴和送氣管，觀察有無冰凍堵塞現象，還要檢查瓶內壓力，一旦低于1N/mm2時應停止使用。另外低溫下保證焊條在的力學性能，鋼結構焊接宜選用屈服強度低，沖擊韌性好的低氫型或超低氫焊材。焊接前為保證栓釘焊接質量,還要根據負溫度值大小，測定焊接電流、時間等參數進行。

（2）焊接前的防護和預熱。焊前防護可通過搭設防風保暖棚，達到防風、防雨、防雪、保溫的作用，通過使焊接區域變小，形成密閉空間，進而提高并達到焊接環境溫度要求。而負溫焊接防護還要考慮實際氣溫變化，若氣溫持續在-15℃以下，就應停止焊接工作；若高于-15℃時則選擇焊接量較小的接頭。低溫環境下焊接預熱處理的預熱溫度應稍高于常溫下的，且要適當使保溫厚度、恒溫時間和加熱寬度增加，從而降低冷卻速度，焊縫焊接前將焊縫兩側的污垢及冰雪清理干凈。

焊接過程宜采用中性火焰加熱，一般用氧氣或者乙炔氣體。焊縫的層間溫度可用紅外測溫儀監控，且不低于預熱溫度或標準規定的最低溫度20℃，控制在80~200℃的范圍內，低于要求或過低時應立即補熱或停焊，直至符合規定后再進行焊接，如需要停止焊接,則要進行保溫處理,再次焊接時必須對焊縫進行加熱，溫度比焊前預熱溫度相應提高20-30℃，施焊時為嚴格控制層間的溫度可使用多層多道焊的方法。由于焊接加熱過程均為高溫強熱操作,整個棚內可形成封閉高溫環境,有時無需額外加熱。

（3）焊接后熱及保溫。焊接完成后，要及時后熱保溫處理接頭，不僅有利于氫氣逸出，也能降低預熱溫度，防止焊縫遇到

低溫空氣而出現冷裂紋，同時由于施工人員焊接速度、參數選擇等的不同，可能導致出現溫度差，只有通過焊后加熱才能最大程度地消除。另外，焊接完成且外觀質量被檢驗合格后，應立即實施保溫措施。可以通過紅外測溫儀進行監控，然后采取恒溫和保溫處理。在寒冷大風地區,焊接過程中的預熱、加熱、后熱

等，都只是消除因驟冷驟熱、脹縮不均而出現的問題,但低溫下熱量散失快、邊沿區域比中部冷卻過快等現象，不能被阻止。因此可以加蓋保溫性能好的保溫棉是最有效、直接的方法，等到接頭焊接部位緩慢冷卻到常溫后,方可除去保溫措施。

3 結語

我國的低溫焊接技術日漸成熟，在低溫環境下施工時，要綜合考慮各方面因素解決冬季施工中隨時出現的技術難題，總結經驗和教訓，做到“準備充分，方案到位，物資齊全，技術措施合理優化”的原則，保證焊接的質量，從而為冬季鋼結構焊接施工提供一定的借鑒和參考，以贏得了寶貴的時間和豐厚的收益。

[1]馮鋒杰.極低溫度下建筑鋼結構焊接技術探討[J].建設科技，2011，（11）：80-81.

[2]陳宏，劉長勝，劉巖松.淺談冬季鋼結構施工[J].黑龍江科技信息，2011，（6）：245.