钢结构焊接施工中的问题及对策研究

摘要：在经济高速发展的今天，焊接钢结构被广泛应用，为社会已经创造了极大效益，为人类的日常生活提供了极大帮助。但因钢结构焊接受到外部施焊环境和施焊人员操作因素的影响，焊接质量会受到制约，从而给人们的生命财产安金造成威胁，并可能造成灾难性后果。基于此，本文就钢结构焊接施工中存在的问题及对策进行分析与研究。

关键词：钢结构焊接；问题；对策

中图分类号：TU391 文献标识码： A

引言

随着我国的建筑行业快速发展，不断革新的建筑钢结构，越来越多的应用了新的钢种。在我国高层建筑中，钢结构的多项优点，让许多建筑公司普遍的采用新钢种，钢结构在各种各样的建筑中将占据引领位置。钢结构技术难度大、工程涉及面广，成为了建筑业中10项新技术，而大力进行推广使用。但是，钢结构的焊接技术是施工技术中至关重要的一个问题。钢结构的焊接质量直接影响到工程的质量等问题，所以焊接质量成为了施工过程中最重要的一环。

一、钢结构焊接施工特点

（一）厚板多，高强度钢多，焊接施工难度大控制焊接变形、消除残余应力、防止层状撕裂是焊接作业的重点。例如深圳京基100大厦外筒巨型钢柱、核心筒钢板剪力墙、桁架层区域及巨型斜撑存在大量超过50mm的厚板，最大板厚达120mm（材质为Q420GJC）。

（二）异型铸钢件、锻钢件多。例如平安金融中心铸钢节点设在V型支撑交点处。铸钢件结构复杂，重量最大达150吨，焊接厚度局部达到300mm，焊接时，焊接热量集中，焊接变形和应力难以控制。

（三）节点剖分复杂、焊缝纵横交错。例如深圳京基100大厦巨型斜撑与钢柱相交的节点位置，由于节点板较厚且贯穿柱内，单个节点重达200多吨，超过塔吊的起重性能，需对节点进行分解处理。考虑到矩形钢管柱截面尺寸大，加上巨型斜撑牛腿后构件超宽，运输困难，因此采取将矩形钢管柱本体横向切分，巨型斜撑牛腿沿柱身竖向切分的方式分段。

（四）钢结构焊接变形控制难度大钢结构在焊接过程中容易出现翘起、弯曲变形、波浪变形或角变形等问题，尤其是钢板剪力墙的焊接。钢板剪力墙尺寸较大，横竖焊缝较长，焊接变形难以控制。

（五）高空作业多超高层焊接作业多位于高空，且下部楼层大多未完成楼板的施工，焊接施工难度较大。作业时需搭设焊接操作平台，焊接时防风、防雨等措施必须及时到位。

（六）焊接劳动强度大，长焊缝厚板需24h连续施焊，且在封闭式防风棚中，焊工作业环境差、劳动强度大。

二、钢结构焊接过程里会遇到的问题

（一）变形探讨

钢结构进行焊接时会出现变形，变形的种类比较多，从大方向来讲主要体现在纵向、横向跟多角变形这几个方面。造成焊接变形的因素不是唯一的，焊接钢板承受热量的程度不一样，焊接时不充分考虑焊接钢的尺寸跟外部结构，没有合理控制钢结构承受热量的时间，施工过程没有认识到焊接注意事项的重要性，焊接技术从根本上不过关、不能真正独自完成钢结构的焊接工作，这些都会导致焊接变形的出现。

（二）出现残余应力的状况

焊接中残余应力的产生会导致焊接钢结构的不稳定性的产生，只是钢结构外部以一种强大力量严重束缚产品整体结构。对于结构复杂体积庞大的焊接钢，倘若不同的焊接点承受不同的焊接温度，而且操作员为全面掌握矫正技术，这样就会造成残余应力的产生。针对那些节点众多也就是说多跨度的焊接钢，由于多个方向都受力并且焊接时受热不均匀导致各方向受力点都受到挤压并且挤压程度各异，从而不断加强了钢结构的变形程度，也就是出现了残余变形状况，这会严重拖延下一步焊接的进行。

（三）钢结构突发性断裂的产生

突发性断裂现象在钢结构焊接中经常出现，这种现象出现时间短但危险程度很高，断裂口的表面切割平整，突发性断裂对焊接进度会产生严重的影响。突发性断裂的出现是由于焊接电流未能平缓上升或者焊接时掌控速度未能缓慢下降，突然的增大电流或者降低速度导致焊接钢结构瞬时发生变化，损害其承受力度，造成焊接点刚性性能不断减弱。这便是焊接时出现突发性断裂的大体经过。

（四）裂纹

焊接开裂主要是指钢结构在焊接完成之后在焊缝位置出现了开裂，造成焊缝开裂的原因主要是由于焊口冷却过程中热应力超过了材料强度造成的，开裂也是焊接工程施工中最为严重的质量缺陷问题。造成焊接开裂的原因主要有以下几方面：焊条材料质量不合格，含硫或是含磷超标；焊缝根部塑性不足，焊钢的淬硬性强；熔池中存在低熔点的杂质，造成焊缝凝固后的塑性以及强度降低。导致裂纹除了焊条自身质量存在严重问题之外，还有定位点的准确选择，如果构件上的定位点的设置比较少或者是测量过程中零件本身就存在着一些比较大的误差，则会在组装时发生难以组装的状况。另外对于那些本身厚度比较大的构件，如果没有进行预热的情况下再进行焊接也很容易发生开裂的情况。

（五）出现其他焊接问题

钢结构在焊接时可能出现的问题有很多，比如焊接点焊体形状应该大小适中，表面平滑光亮没有气孔，焊接的缝隙不能互相接触造成互咬短路的发生等。焊接产生问题的原因是多方面的，可能是焊接操作工对技术掌握不牢固，焊接设备没有正确发挥其功效，没有真正掌握钢结构材料性能，焊接过程出现错误或者漏步骤，这些因素都会导致缺陷的产生。

针对上面谈到的多种因素，在以后的钢结构焊接流程中焊工必需要加强学习，重点把握焊接流程的关键步骤，将焊接技术完全发挥到自己接管的任务中，工作中细致认真，重视细节，着重研究焊接重点，为焊接的顺利通关尽出自己应尽的责任。

三、钢结构的焊接质量控制的主要措施

如何增强建筑钢结构焊接质量，可以从以下几个方面入手。

（一）建立完善的钢结构焊接施工制度与准则

我们通过建立完善的钢结构焊接施工制度与准则，真正做到从源头上保证钢结构焊接质量。建立完善的人员管理、材料管理、焊接方法管理制度，加强对于焊接质量的监督。

（二）加强对于焊接材料以及焊件的管理。

首先，焊接材料选用须符合设计要求。其次，焊接材料的质量须符合国家现行相关标准规定，须有质量证明书或产品合格证。第三，焊接材料须妥善保管，以防受潮、锈蚀等。第四，焊条在使用前须按说明书要求进行烘焙，焊工领用后应放入保温筒内。

（三）对焊工进行资格审查。

焊工是钢结构焊接施工的主要执行者，钢结构焊接施工质量很大程度上受焊工的综合素质水平的影响，提高钢结构焊接施工质量应加强焊工综合素质的培训，提高他们的专业技能。

（四）加强焊接设备以及工具配备的管理。

施工单位应该根据施工情况，制定相应的设备管理办法，加强使用设备的检查和维修。

（五）加强焊接过程以及焊接之后的质量控制。

若要保证焊接施工的质量，焊接工人需严格按照焊接施工进度计划，焊接施工艺指导书执行工作，除此之外，还要严格按照焊接电源、电弧电压、焊接速度、前层的焊缝状态、焊条或焊丝直径的选择、后热保温这个施工工序进行，才能保证焊接施工的质量。

（六）其他控制措施

焊接工作部门需要给工作人员提供培训机会，通过培训工作的开展来加强操作工对基础性和专业性知识的有效学习，让他们真正了解并掌握顶端的技术流程；操作人员要深刻认识焊接材料跟设备的性能，高度重视微小细节跟注意事项，将自己掌握的技术本领完全发挥到焊接工作中；搞好内部的宣传教育，从操作人员根本意识上提高他们的整体素质，工作技术上的灵活运用跟自身的综合素质有很大关系。

钢结构的焊接注重技术与细致，操作过程注意事项很多，充分认识到问题所在，找出解决措施，才能保证焊接的顺利跟质量。

结束语

钢结构在施工焊接技术中，是一项技术含量很高、设计思路严谨、结构组织科学的要求质量保证到位有足够可靠性的一项工作。我国经过多年努力和总结，在高层建筑钢结构施工、焊接、组织方面积累了很多有益的经验，具备了相当的水平的焊接技术及焊接质量控制措施。为了满足施工区严格的要求，需要达到这个标准的因素很多例如：焊接的设备、钢材、焊接的作业人员、焊接材料、焊接作业管理、焊接施工方法、焊接检查等。焊接施工质量控制安全是我们梦寐以求的质量水平，必须这些措施都管理到位，科学合理的组织起来才能钢结构焊接质量安全的最高标准。