有關鋼結構焊接施工的問題和措施分析

張浩然

（河北中冶冶金設備制造有限公司，河北 沙河 054100）

有關鋼結構焊接施工的問題和措施分析

張浩然

（河北中冶冶金設備制造有限公司，河北 沙河 054100）

由于鋼結構的施工簡便，因此在建筑行業內應用較多，鋼結構的連接方式主要是采用焊接施工，良好的焊接質量有效提高了鋼結構的穩定性和安全性，但是焊接工作的施工工藝要求嚴格，需要施工人員進行規范的焊接工作。文章闡述了鋼結構的施工要求及焊接要求，同時分析了焊接工作中存在的問題，最后提出了幾點相應的焊接施工控制措施。

鋼結構；焊接施工；問題和措施

1 鋼結構施工要求以及焊接要求

（1）鋼結構要求。鋼結構的鋼構件是在施工現場進行焊接工作，針對鋼結構工程的鋼材要求標準，在工程中要測量所用鋼材的規格尺寸，通常工程中采用的鋼結構是箱型鋼柱和H型鋼梁，要求其板厚不小于25mm，同時整成鋼梁的材質選用抗層狀撕裂性Z向鋼板，預埋件、屋頂水平支撐鋼梁的型號為 Q235B，鋼板厚度要求是8mm的次梁和50mm的鋼柱。

（2）焊接要求。鋼結構中的焊接要求有一級焊接和二級焊接，一級焊縫要求進行0%超聲波探傷檢測，二級焊縫要求進行3%超聲波探傷復查檢測。對于不小于30mm的鋼板，在鋼梁和支撐梁連接部分處的焊接需求進行超聲波補充探測，同時要超聲波探測焊縫附近的金屬，防止焊接層裂的出現。鋼結構中的鋼構件拼接焊接要求采用埋弧自動焊，而對箱型柱和箱型支撐鋼板的連接采用二氧化碳氣體保護焊打底埋弧自動焊蓋面的焊接形式。

2 鋼結構焊接施工中存在的問題

（1）焊接形變的發生。焊接形變是常見的工程問題，焊接形變主要有橫向變形和縱向變形，嚴重威脅著鋼結構的整體安全性，造成焊接形變的主要原因有焊接鋼板尺寸不對應，或者是焊接過程中出現了較大的熱量差異，從而造成鋼材之間的焊接出現錯位和形變。再者焊接鋼板在焊接過程中出現馬氏體組織也會造成焊接缺口的出現，從而產生了焊接形變現象。

（2）焊接應力的影響。焊接時，復雜結構的接頭中往往存在著裝配應力、內應力、結構剛性引起的外部約束應力和馬氏體轉變形成的組織應力等。在這些應力的綜合作用下，加上根部塑性不好就容易形成根部裂紋。當焊接結構具有較大的約束時，會導致很高的約束應力。即使是氫含量與馬氏體比例控制在下限，也會出現焊接質量問題。此外焊接鋼材的體積較大時，不同焊接點的溫度控制不當，就會出現焊接應力，各個不同方向的應力不斷擠壓焊接點，破壞焊接點的牢固性。

（3）焊接裂縫的出現。焊接裂縫是最為常見的施工問題之一，造成焊接裂縫的原因有：①氫的影響，焊接鋼材的表面上殘留一定量的氫，同時焊接溫度較高，容易造成氫的分解，從而影響焊接質量。再者焊接時金屬中的氫也會擴散到空氣中，在焊接表面形成明顯的鼓泡裂縫；②焊縫根部塑形影響，如果焊縫中的合金成分不合理，就會降低焊縫的塑形和強度，大大增加了出現焊接裂紋的概率，同時也影響了焊縫的機械性能；③人為的焊接因素影響，部分施工人員對焊縫裂紋的重視程度不夠，其制定的焊接標準較低，不能滿足工程需要的焊接要求，很容易的產生了較多的裂紋。此外部分施工現場較亂，也存在著組織管理和人員素質的問題，從而造成了焊接裂縫的出現。

3 優化鋼結構焊接施工的相應對策

優化鋼結構的焊接施工有效降低了焊接質量問題，提高了鋼結構的使用年限和安全性，通常而言，鋼結構焊接施工優化要從以下方面入手：

（1）焊接變形的應對策略。在焊接過程中要進行嚴格的鋼材位置校正工作，保證焊接鋼材的安放位置和圖紙設計一致，從而減少鋼材對接時的誤差。對變形較為嚴重的位置，要進行多次的校正，同時在校正過程中要注意對鋼材的保護工作，避免多次校正影響鋼材的正常性能?？傊附邮┕で暗男Ｕぷ髦陵P重要，避免了焊接工作的返工，提高焊接施工的質量。

（2）殘余應力的應對策略。焊接點的殘余應力存在會削弱鋼材的強度和剛性，影響了鋼結構的承載能力，因此在焊接時，要加強焊接鋼材的受力點調整，保證鋼材的受力點不會集中在焊接點的問題，同時對體積較大、結構較為復雜的鋼結構，要規劃好焊接順序，合理優化焊接點的分布，減少殘余應力的集中，提升焊接工工作的質量。

（3）焊接裂縫的控制策略。首先在焊接之前要進行焊接熱處理，控制焊接點的冷卻速度，從而充分釋放焊接點處的氫，從而形成較為均勻的焊接點，同時有效降低了焊接應力和焊接材料的淬硬性，通常才用的熱處理溫度為200～250℃時焊接效果最佳。其次要強化焊接材料的預處理，例如要清除焊接材料表面的雜物，在焊接之間用砂紙進行表面的拋光，并在一定溫度下進行適當的烘干，釋放焊接材料中的氫和水分。再者要提高鋼材結構的裝配質量，對鋼材焊接位置進行精密的調整，避免焊接中出現應力，從而造成焊接裂縫發生。最后是要規范焊接次序，合理設計焊接位置，改變鋼板坡口的形狀，減少了單側焊縫的熔融金屬量，控制焊肉的厚度，可以有效的提高焊接質量，減少焊接產生的拉伸應力，避免了低碳鋼焊接中出現結晶裂紋。

（4）加強焊接工作的質量監控。焊接施工質量監控可以有效發現焊接質量缺陷，從而及時進行焊接施工調整，當前在鋼結構焊接中常用的檢測方法是超聲波探傷檢測，在不破壞焊接結構的前提下進行探測，同時其探測速度快、成本低廉、人體無損害。在檢測工作開展之前要全面了解鋼結構的整體參數，如鋼材材質、鋼構件結構、鋼構件型號、坡口的形式、各構建的焊接位置、焊接方式以及焊接環境等，保證選用的檢測設備能符合檢測的質量要求。其檢測的重點是焊接面的檢測以及焊縫的檢測，通過掃描參數來觀測缺陷波形，確定焊接缺陷存在的類型和位置，技術進行焊接缺陷的修復。

4 結語

總之，隨著鋼結構施工的應用，對鋼結構的焊接工作提出了更高的要求，因此施工人員應當焊接工作的質量控制，提高施工流程的科學化，避免焊接形變、焊接應力、焊接裂縫等不良質量問題的出現，提高鋼結構的整體質量。

[1]孫道渠．淺析鋼結構焊接施工中常見問題及質量控制對策[J]．四川水泥，2014，（12）.

[2]黃杰．鋼結構焊接技術探討[J]．山西建筑，2010，（30）.

[3]李繪宇．鋼結構焊接施工存在的問題及對策研究[J]．中國建筑金屬結構，2013，（24）．

An Analysis of the Problems in Construction of Steel Structure Welding and Measures

ZHANG Hao-ran
(Hebei China Metallurgical Metallurgical Equipment Manufacturing co.,LTD.,Shahe,Hebei 054100,China).

Since the construction of the steel structure is simple,it is widely used in the construction industry,the main connection mode of steel structure is welding,sound welding quality can effectively improve the stability and safety of steel structure,however,there are strict demands on the process of welding,constructors shallcarry out welding in a standardized manner.This paper expounded the construction requirements and welding demands of steel structure,and analyzed the existing problems in the welding work,finally put forward some corresponding control measures direct at welding construction.

steel structure;welding construction;problems and measures

TU758.11

A

2095-980X（2015）04-0165-02

2015-02-15

張浩然（1986-），男，河北邢臺人，大學本科，助理工程師，主要研究方向，鋼結構設計制造安裝、大型游樂設備設計制造安裝。