鋼結構工程焊接質量的控制措施分析

孟鵬飛

1 鋼結構工程焊接質量的影響因素

1） 人的因素。對于人的因素來說，主要有三個方面：①質量決策人員；②管理人員；③操作人員，他們直接決定鋼結構工程的焊接質量。在鋼結構工程焊接過程中，通過決策、管理、施工等相關來將活動完成，所以，人的因素在焊接工程質量中的作用是非常關鍵的。例如作業人員質量意識缺失，技術水平不足，沒有按照工藝規程執行，都會對工程焊接質量產生嚴重影響。對于決策、管理不到位，還會使工程質量缺陷形成。2） 技術因素。對于技術因素，其覆蓋的范圍要廣一些，例如設計、施工、檢驗等等。對于鋼結構工程焊接質量來說，就是對技術方案進行優化，將施工工藝進行優后，來使工程施工技術能力提升，從而通過檢驗技術水平的提升等來使工程焊接質量得以保證。3） 管理因素。對于鋼結構工程來說，焊接質量的管理因素有兩個：①決策因素；②組織因素。其中組織因素有兩個方面：a. 管理組織工程項目的實施；b. 工程項目實施的任務組織。自質量控制視角出發，工程項目管理體系的健全，組織方式的合理，必然會對鋼結構工程焊接質量有著直接的作用。

2 鋼結構工程焊接質量控制措施

2.1 焊接變形的控制措施

1） 盡可能地使焊縫的截面積減小，施焊量只要使連接需求滿足就可以了，也就是說：“不過焊”，就是根據焊腳尺寸來對焊縫強度決定，因此，針對高凸焊縫，多出來的焊縫金屬，結合規范要求，其不會使許可強度提各項，會使應力集中系數加大，使得坡口中的綜合性能受天臺曉望呼影響。在對接厚板焊縫時，要將坡口加工成U 型，從而使焊縫金屬量降低。2） 對于焊縫的數量來說，最好少一些，每條焊縫要以多層多道焊為主，焊接厚板時要格外重視。3） 環繞中心軸的焊縫要均衡，以對稱施焊為主，也就是一個收縮力對另外一個收縮力相互均衡，這樣能夠在焊接過程中對變形進行有效的控制。4） 將逆向回焊法進行應用。倘若焊接總進程是由左向右，那么焊道的施焊要由右向左，就是我們所說的分段側焊法。由于施焊后，沿焊縫板內側的熱量會使其發生膨脹，造成板向外分離，然而熱量在板內側擴散后，會出現向板外緣膨脹的情況，使得板發生回收。5） 將反變形法進行應用。在焊接前，利用焊件偏置的方式，將收縮力有效的利用，同時，還要預彎焊接前的部件，也就是通過機械手段來使反向力形成，從而將收縮力進行消除。

2.2 焊接殘余應力及裂紋的控制措施

對于焊接殘余應力的控制措施主要有四個方面：①使焊縫尺寸減少；②使焊縫拘束度減小；③焊接順序科學、合理；④使焊件的剛度降低，使自由收縮的條件得以創設。對于焊接裂紋來說：①要將焊接材料合理的選擇，對焊縫的化學成分進行控制，使母材及焊接材料中低熔點共晶物降低，也就是我們所說的偏析元素，例如S 含量等，這是為了使熱裂紋的出現得以預防。②對焊接工藝參數進行控制，例如焊縫速度、電流等，讓焊接截面寬度與深度比與工藝規定相符合，這樣可以對熱量輸入有效控制。③對焊前預熱以及焊后緩冷有效控制，使焊接接頭組織得以改善，有效控制t8/5，這樣可以使焊縫和HAZ 性能改進，從而使冷裂紋的出現得以預防。

2.3 焊接工藝評定及焊縫質量控制措施

對于焊接工藝評定來說，其范圍主要有兩個方面：①國內第一次生產的鋼材、焊材等，在關鍵、特殊鋼結構工程中進行應用；②在設計中關于鋼材類別、焊接工藝等條件，在本次工程中施工企業第一次使用。對于焊縫質量控制來說，主要以外觀檢查為主：①檢查表面形狀，例如不規則的焊縫截面，弧坑位置，焊縫的連接點等；②焊縫尺寸，主要是指對接焊縫的余高、角焊縫的焊腳尺寸等；③焊縫表面問題，主要是指咬邊、裂紋等情況。在我國《鋼結構焊接技術規程》中，與焊縫外觀質量相關的規定有：①裂紋不能出現不熔合、以及留有焊瘤的情況；②焊接區域不能將飛濺物焊接。

2.4 焊接應力集中的控制措施

①設計過程中要使不連續、不均勻以及缺口等問題進行避免，要盡量使焊縫的交叉得以避免，在焊縫間，保持最小距離超過100mm。同時，對于不等厚板的對稱焊接頭來說，不管中心線有沒有對齊，都要把厚板形成坡度，再進行對齊。此外，焊縫的布置地點要合理，通過最少的焊接，使最優的效果實現。②焊縫位置選擇要考慮到焊接、檢查的便利性，對于焊縫的連接板的過渡要平緩一些。同時將筋端的銳角切去，板的端部要包角處理。布置焊縫時要保持對稱，同時與中心軸相接近。③焊縫布置要與應力集中處避開，對于動載結構要格外注意。此外，在應力最大處不能布置焊縫。

2.5 鋼結構變形的控制措施

①對稱零件尺寸同一，使加工更加便利，這對于拼裝過程中的互換性是有利的。將焊縫合理的布置，倘若材料的尺寸與零件長充尺寸相同，就要盡可能地將拼接焊縫減少；在布置焊縫時，要使構件的重心相對稱，使焊接應力的集中、變形得以減少。②在連接零件以及構件過程中，要將不等截面、厚度相接進行避免，相接過程中結合緩坡的形式，可以使截面的形狀以及厚度進行改變，讓對接過程中截面、厚度統一，使傳力均衡，能夠使焊后應力、變形過大得以避免。鋼結構不同節點，桿件端頭邊緣距離不能過于接近，大多錯開距離不會低于20mm，使焊接質量得以保證，使焊接過程中熱量集中上漲得以避免，這樣會使變形更加嚴重。