鋼結構焊接工程技術要點及質量控制技術研究

劉昊

（延安大學建筑工程學院，陜西延安 716000）

鋼結構焊接工程技術要點及質量控制技術研究

劉昊

（延安大學建筑工程學院，陜西延安 716000）

隨著國民經濟的飛速發展，建筑行業也不斷發展前進，鋼結構的使用成為建筑發展的一種趨勢，這是因為它本身具有的特點更加符合現代社會的需求.雖然目前鋼結構已經在設計施工中得到了應用，但是開展時間較短，并沒有大范圍的得到應用.因此進行施工設計時，難免會出現一些問題.本文著重分析了鋼結構焊接工程施工技術要點以及常見質量問題的控制措施，以期在實際工程操作中可以提供相應的理論借鑒與指導.

鋼結構焊接；技術要點；質量控制

在我國建筑中，鋼結構具有質量輕強度高塑性和韌性好材質均勻等多項優點，目前鋼結構已在建筑業施工中占據主導地位.鋼結構焊接質量的好壞直接影響工程的質量，所以焊接質量在施工過程中儼然成為了至關重要的一道工序.

1 鋼結構施工的重要性

隨著社會的發展，人們對建筑的要求也越來越高，建筑結構造型也日漸新穎，鋼結構體型更是不斷推陳出新，目前鋼結構的空間形狀中多為較復雜的大跨度，這種構造慢慢的成為了一種發展趨勢；到目前為止鋼結構取得了很大的發展，從低碳鋼發展到高強合金鋼、鑄鋼等新型金屬材料，近年來，鋼結構網架也逐漸應用了鋁合金材料.

圖1

有效合理的利用鋼結構可以最大限度的提高企業經濟效益，相比于傳統的鋼筋混凝土，鋼結構更加環保清潔，從這個角度來說，使用鋼結構恰巧響應了國家節能減排的號召，符合建筑對節能環保材料的需求.組成鋼結構的原材料就是鋼材，正好滿足了建筑對高強度高效能材料的需求，循環利用價值相當大；為了確保工程施工安全，我們必須在設計階段對圖紙和計算做到精益求精，在圖紙正確的前提下，確保施工順利進行；設計過程應該安全適用、經濟合理，滿足建筑抗震和防火要求；施工工藝和相關產業要密切配合，促使整個施工過程不斷優化，在工程質量得到保障的前提下滿足施工過程中的各種要求.

鋼結構焊接工程項目施工工作涉及范圍非常廣，在實際操作中，存在很多問題影響施工質量的管理.施工監理的核心工作就是掌控施工質量，這樣可以有效降低施工安全風險.在施工前期就要進行施工質量管理，質量監督人員提供的相關數據是分析施工質量問題的基礎，可以分析施工質量是否符合相關標準，我們必須予以重視.

2 鋼結構建筑的優缺點［2］

2.1 優勢

鋼結構采用流水線技術可批量生產，工程施工周期短，可現場完成安裝，同時，施工成本也相應降低，可以循環利用.鋼結構在現場施工中所表現出的方便快捷等特點獲得了社會各界的廣泛認同，正因它自身的這種特點更加促進了其在建筑行業的廣泛應用.鋼結構的廣泛應用促進了構件的批量生產，這樣反過來又使得施工更加便利.優化鋼結構的施工環節，可以無形中縮進施工周期，實現節約成本的目的；相比于鋼筋混凝土，鋼結構的自重很輕，可以有效降低建筑物自重；同樣相比于其他建筑結構，鋼結構建設的適應性更強，適合于那些地基承載力較弱和地震強度較高的地區.

2.2 劣勢

鋼結構本身導熱性能好，一旦發生火災，在溫度超出鋼本身最大熔點值的情況下，將使得鋼結構的剛度和強度急劇下降，易產生安全事故.因此，要對鋼結構建筑設計的防火方案予以足夠重視；鋼結構本身含鐵量相對較高耐腐蝕性差，因此，鋼材料在使用過程中會和空氣及水分發生氧化，進而生銹，導致更加嚴重的后果.在鋼結構建筑施工過程中，要全面考慮潛在問題避免對建筑工程的質量產生影響.

3 鋼結構構件的連接方法

鋼結構通常的連接方法為焊縫連接、鉚釘連接、普通螺栓連接和高強度螺栓連接.焊縫連接是目前鋼結構中最重要的連接方法.除了少數直接承受動荷載的結構不宜采用焊接外，其他可大量用于工業和民用建筑鋼結構中.

4 焊接技術要點

焊接過程中一定要調試好焊接工具，選用合適的焊條以及電流，焊接有平焊、立焊和仰焊，焊接施工中，技術人員焊接速度必須平穩緩慢，在焊縫達到長度結束時要進行短時間的回焊，否則會造成焊接厚度不達標，焊接移動速度過快或過慢易產生氣孔、燒穿邊緣未融合、焊縫層間未融合，以及夾渣咬邊等一系列焊接缺陷，降低焊接質量.筆者曾在淄博一家安裝公司，為地下電纜焊接電纜支架，由于焊接過快導致焊接層間未融合，支架強度大大降低，人力就可破壞，幸好及時被發現沒有影響工程質量.

4.1 焊接裂紋的控制[3]

焊接裂紋是目前普遍存在的焊接問題，在焊接施工的選擇方面，焊接材料可以用來控制焊縫的化學成分，通過降低母材和焊接材料中形成低熔點共晶物防止焊接裂紋的出現；施焊時，需要控制電流和焊縫速度使焊道寬度深度比符合設計要求實現熱量的均勻輸送；對焊材進行必要的焊前預熱和焊后冷卻可以改善焊接接頭內部組織，提高焊縫的綜合性能，防止出現冷裂紋.

5.專業團隊建設。除了建筑施工企業所擅長的施工協調管理能力外，設計能力、設備制造/采購能力在EPC模式中至關重要。因此，建筑施工企業需裨補闕漏，組建專業團隊時強化優勢能力，更關注弱項、缺項，如單獨設置設計管理、合約采購部門。加強團隊培訓，增強主導意識，不斷總結提高設計、計劃管理、采購或制造能力。針對風電、化工等成熟領域，培養工藝設計能力。項目負責人應擁有行業背景，同時具有極強的管理協調能力的復合型管理人員。建筑施工企業應著力培養能力強、高水平的項目負責人，不斷挖掘、儲備專業人才，形成人才梯隊，為后期項目大規模開展打下堅固基礎。

5 建筑鋼結構焊接施工質量普遍存在的問題

除了上述的鋼結構以外，焊接施工中還有許多困難，焊接施工過程存在著諸多問題.例如焊接施工作業的環境比較危險，焊接質量容易受到環境溫度變化的影響，天氣變換也會影響焊接質量；焊接工程中需要繁瑣的輔助工作，焊接過程中極易出現形變的情況；需要和多工種密切配合交叉施工等.

6 焊接質量的控制

控制焊接質量必須從焊縫設計、焊接施工和管理監督三個方面進行嚴格控制.根據鋼構件的連接方式選用合適的焊縫形式，角焊縫或者對接焊縫以及焊接構造和計算，以下是角焊縫焊接強度的計算公式：

（1）側面角焊縫時

（2）正面角焊縫時

（3）作用力不與焊縫長度方向平行或垂直時

6.1 對接焊縫相關計算公式

彎剪共同作用下對接焊縫的正應力和剪應力滿足條件

搭接角焊及直角角焊縫的計算厚度he(見上圖)應分別按下列公式計算:（1）當間隙b≤1.5時，he=0.7hf

（2）當間隙1.5

之所以當b大于和小于1.5時，運用的計算公式不相同，是因為

b<1.5，可以忽略，厚度就用三角形斜邊最小邊長乘以0.7就是厚度近似值;b>1.5，不能忽略，邊長需要減掉b再乘以0.7才是厚度的近似值.一般在實際工程中所取的值只是近似值，這里不需要太過計較的.設計必須經過嚴格的計算和檢驗確保焊縫強度安全可靠.

6.2 焊接施工

焊接施工控制包括以下三個方面：焊前控制、焊接過程中控制、焊后控制.焊前控制包括：焊材選擇、工藝評定、焊材管理、組對質量、設備管理等.焊接過程中控制：溫度、濕度、風速、雨雪、嚴格執行工藝紀律等.焊后控制：焊后檢驗、熱處理等.

6.3 管理監督

施工質量管理控制的過程當中，管理者應該掌握整個項目的情況，對于施工前中后期全方位掌控，確定每個階段的管理重心.施工前的重心就是完成所有準備工作尤其是技術交底，避免遺漏情況的出現；施工過程中的質量控制應選用和質量監管相關的手段；施工后質量控制就是對材料進行驗收，對已完成的項目進行驗收和評定標準.技術管理的關鍵就在于施工人員的技術水平，加強施工技術人員的選拔培養，強化技術人員的準入制度，完善施工單位技術人員聘用標準.為了保證施工人員的工作熱情和專業素質，可以優先選用那些責任心強、工作積極以及技術水平過硬的人員.當然在具體施工過程中，這些技術人員還需要經過反復技術考核，進行技術培訓等.

結束語

目前鋼結構在建筑行業中得到越來越廣泛的應用，我們一定要做好設計施工以及監督管理等方面的工作確保工程質量安全可靠，避免造成國家財產損失和威脅個人生命財產安全.

〔1〕王瓊鳳.論鋼結構的焊接變形與控制方法［J］.科技致富向導，2013（30）：112.

〔2〕宋廣豪.鋼結構焊接變形的起因及其控制方法探討［J］.門窗，2012（10）：78.

〔3〕莊利軍.淺析鋼結構焊接變形產生及防治［J］.科學之友，2014（07）：123.

TU393

A

1673-260X（2015）04-0035-02