鋼結(jié)構(gòu)工程焊接質(zhì)量控制要點(diǎn)

李新

（身份證號(hào)：2113811986****3415）

鋼結(jié)構(gòu)工程具有施工速度快、抗震環(huán)保等特點(diǎn)，近年來(lái)其應(yīng)用發(fā)展迅速。鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量控制主要體現(xiàn)在焊接質(zhì)量控制上。鋼結(jié)構(gòu)工程焊接質(zhì)量控制主要體現(xiàn)在焊接變形、焊后應(yīng)力處理、焊接接頭、角焊縫、焊接質(zhì)量檢驗(yàn)、焊接缺陷修復(fù)質(zhì)量控制等方面。

一、焊接變形控制要點(diǎn)

焊接變形的主要原因是人為因素和非人為因素。人為因素是指構(gòu)件本身焊接前焊縫排列不均勻，導(dǎo)致收縮不均勻，最終變形。焊接溫度、焊接速度的不一致和搭接方式的不合理會(huì)引起應(yīng)力集中和變形。非人為因素是導(dǎo)致焊接工作本身或操作人員無(wú)法控制的原因，包括溫度。在溫度的影響下，工件受熱不均也會(huì)引起變形。為防止焊接變形，對(duì)于人為因素，可以通過(guò)檢查等環(huán)節(jié)加以避免。焊接過(guò)程中，焊接人員應(yīng)嚴(yán)格遵守相應(yīng)的國(guó)家焊接規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，定期組織專人對(duì)加工后的工件進(jìn)行檢查，核對(duì)工件的相關(guān)參數(shù)，檢查工件的擺放位置、焊接平臺(tái)的施工是否合理。對(duì)于非人為因素，有一些無(wú)法控制的因素。焊接人員在特殊情況下應(yīng)采取特殊處理的態(tài)度，根據(jù)焊接部件的特點(diǎn)選擇合適的焊接工藝，盡量避免非人為因素造成的變形。最后，在焊接過(guò)程中，要注意工件的參數(shù)是否符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)目的。

（一）采用零件變形和收縮最小的焊接工藝和焊接順序。

（二）焊接構(gòu)件時(shí)，控制收縮變形的有效方法是預(yù)留焊接或預(yù)置反變形法，其中收縮裕度和反變形值可通過(guò)計(jì)算或試驗(yàn)確定。

（三）裝配和焊接部件時(shí)，應(yīng)按接頭收縮由大到小的順序進(jìn)行焊接，以保證接頭受約束較小。

二、焊后應(yīng)力消除控制要點(diǎn)

對(duì)于焊接結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，殘余應(yīng)力也會(huì)直接影響焊縫斷裂性能。焊縫的殘余應(yīng)力包括橫向殘余應(yīng)力和縱向殘余應(yīng)力。由于構(gòu)件在焊接前后加熱過(guò)程中鋼結(jié)構(gòu)受熱不均勻膨脹產(chǎn)生縱向殘余應(yīng)力等造成較大收縮變形導(dǎo)致產(chǎn)生橫向殘余應(yīng)力。具體措施如下：

（一）當(dāng)施工要求消除焊接后的應(yīng)力時(shí)，首先確定對(duì)接接頭受拉應(yīng)力的部位，或焊縫相對(duì)密集的接頭或構(gòu)件部位（通常可通過(guò)疲勞檢查的方法確定）。然后采用局部退火和全局退火的方法消除應(yīng)力。局部退火一般采用電加熱器，而全局退火多采用加熱爐。振動(dòng)法只能在結(jié)構(gòu)尺寸穩(wěn)定的情況下使用。

（二）1.加熱設(shè)備配有自動(dòng)溫控儀。該加熱設(shè)備的加熱、測(cè)溫、控溫性能滿足運(yùn)行要求。2.每一焊縫側(cè)面受熱的構(gòu)件應(yīng)采取保溫措施。采用振動(dòng)法消除應(yīng)力時(shí)，老化工藝參數(shù)和技術(shù)要求的選擇應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/ t10375-2002的有關(guān)規(guī)定錘擊法是消除中間層應(yīng)力的常用方法。采用這種方法時(shí)，應(yīng)使用圓頭手錘或小振動(dòng)工具，錘擊過(guò)程應(yīng)避免焊接坡口邊緣的根部焊縫、覆蓋焊縫或基材。

三、焊接接頭質(zhì)量控制要點(diǎn)

（一）V形接頭、十字接頭、角接頭等類型的接頭應(yīng)采用對(duì)接接頭和角接頭組合焊，并充分焊透。腳加強(qiáng)角焊縫時(shí)，尺寸≥t/4。當(dāng)?shù)踯嚵夯蝾愃茦?gòu)件設(shè)計(jì)有疲勞校核要求時(shí)，焊接腳腹板與上法蘭的焊縫尺寸應(yīng)滿足t/2且≤10mm。腳的尺寸偏差應(yīng)保持在（0 ~ 4）毫米。

（二）全熔透坡口焊的縫對(duì)接接頭焊縫余高允許范圍（表）。表 焊縫余高允許范圍

設(shè)計(jì)要求焊縫等級(jí)焊縫寬度范圍/mm焊縫余高范圍/mm一、二級(jí)焊縫＜20 0～3≥20 0～4三級(jí)焊縫＜20 0～3.5≥20 0～5

（三）全熔深雙面坡口焊縫形式，坡口深度可不等厚度，但坡口深度在淺部接頭厚度 。

（四）部分焊透的焊接形式應(yīng)保證有效焊縫厚度滿足設(shè)計(jì)文件的要求。當(dāng)接頭形式為t型接頭且≥4/1角接頭時(shí)，組合焊縫（由部分熔深坡口焊縫和角焊縫組成）的強(qiáng)化角焊縫足部尺寸應(yīng)飽滿:接頭中最厚的薄板，且≤10mm。

四、角焊縫接頭質(zhì)量控制要點(diǎn)

（一）確保緊密配合，角焊縫根部間隙≤2mm;根部間隙為>2mm時(shí)，角焊縫腳尺寸相應(yīng)增大，≤5mm。

（二）構(gòu)件含有角焊縫端時(shí)，角焊縫端應(yīng)采用連續(xù)角焊縫，并保證起弧點(diǎn)與滅弧點(diǎn)與焊縫端> 10mm的距離;角焊縫的末端不提供連續(xù)焊縫，用于引弧和拉深板。

（三）角焊縫不連續(xù)時(shí)，各焊接段的最小長(zhǎng)度≥40mm，保持焊接段間距。

五、焊接質(zhì)量檢驗(yàn)控制要點(diǎn)

（一）焊縫尺寸偏差、外觀質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)。

（二）通過(guò)彎曲試驗(yàn)，對(duì)焊接后的螺栓進(jìn)行性能抽查。方法是將螺栓彎曲30°，觀察焊接和熱影響區(qū)無(wú)裂紋。

六、焊接缺陷返修質(zhì)量控制要點(diǎn)

（一）如果焊縫金屬或基材的缺陷超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，可以通過(guò)砂輪、碳弧氣體產(chǎn)生、鏟鑿或機(jī)械等方法徹底消除。如有必要，對(duì)焊接引起的缺陷進(jìn)行修復(fù)，并在修復(fù)前對(duì)表面進(jìn)行清理。

（二）焊縫缺陷返修技術(shù)要點(diǎn)：

1.缺陷類型為焊縫焊瘤、凸起或余高過(guò)大，將過(guò)量的焊縫金屬清除，常用方法為砂輪或碳弧氣刨。

2.缺陷類型有焊縫凹陷、電弧坑、咬邊或焊縫尺寸不足等，應(yīng)進(jìn)行修復(fù)焊接。

3.缺陷類型有焊縫灌注、焊縫孔隙度、夾渣等，應(yīng)先清除缺陷，再修復(fù)。

4.磁粉、滲透或其他無(wú)損檢測(cè)方法常用于確定的范圍和深度裂紋在焊縫或基材,然后選擇一段完整的焊縫或基材,并使用砂輪或碳弧氣刨方法清洗區(qū)間的兩端,完整切除后,可進(jìn)行焊接。如果裂紋行存在于焊接接頭和約束程度相對(duì)較大,因此,裂縫兩端應(yīng)停在鉆孔的裂縫,然后去掉了碳弧氣體的產(chǎn)生裂紋,裂紋修復(fù)是上述步驟完成后進(jìn)行。在修復(fù)過(guò)程中，首先要調(diào)查分析裂紋產(chǎn)生的原因，根據(jù)分析結(jié)果制定修復(fù)工藝方案，并監(jiān)督方案的實(shí)施。

在相同條件下，焊接缺陷修復(fù)時(shí)預(yù)熱溫度應(yīng)高于正常焊接溫度（30 ~50℃），焊接方法應(yīng)與氫材料及相應(yīng)的焊接方法一樣低。

焊縫缺陷的修復(fù)應(yīng)在焊接完成前不間斷進(jìn)行。如果焊接必須中斷，未焊完的零件應(yīng)采取有效的后加熱和保溫措施。

七、結(jié)語(yǔ)

焊接接頭以其一系列優(yōu)異的性能在鋼結(jié)構(gòu)建筑接頭中得到了廣泛的應(yīng)用。焊接中也存在一些問(wèn)題，如接頭的脆性斷裂、焊接變形和殘余應(yīng)力等。隨著對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑整體性能要求的日益嚴(yán)格和焊接技術(shù)的不斷進(jìn)步，相信會(huì)有更多創(chuàng)新的焊接方法被開(kāi)發(fā)和廣泛應(yīng)用。