浅谈钢结构制造中焊接工程的质量控制

摘要

钢结构工程在工业及公共建筑领域广泛应用，焊接工程是钢结构加工制造中重要的工序，加强焊接工序的质量控制，将提高钢结构产品的质量，从而提高整个钢结构工程的质量，为钢结构生产企业带来经济效益和社会效益。

关键词 ： 钢结构 焊接 质量控制

在钢结构加工制作中，焊接工程属于特殊而且重要工序，在焊接过程中会出现不可避免的缺陷或残余应力，如果不加以控制，将使某些局部缺陷因难以抵抗荷载和内部应力的作用而产生裂缝，裂缝一经产生，就有可能扩展到整体，使结构发生断裂，一些钢结构建筑倒塌都与焊接质量有直接关系，因此，应建立材料供应、焊前准备、组装、焊接、焊后处理和成品检验等全过程的焊接生产质量控制体系。

1．焊接质量控制的基本方法和手段

焊接产品的质量保证贯穿于加工制造的全过程，为保证产品的焊接质量，对公司的人员、设备、材料、操作规范和作业环境都有要求，同时应保证产品合理的制造流程、可靠的试验与检验以及安全的操作。

1.1 焊工资质和管理

焊接操作人员属于特殊工种，必须按照有关规定进行焊工技术考试，合格后持证上岗。未经培训、考核合格者，不准上岗作业。编制并定期整理焊工花名册，每两年进行一次年审，办理延期手续。焊工停焊时间超过6个月，应重新考核上岗。每月统计焊工所焊焊缝通过检验及无损探伤检测后的合格率，考核焊工业绩及工作质量。统计内容包括焊工姓名、焊工编号、构件名称、焊缝数量、不合格项目、焊接合格率和探伤合格率。如表1所示。

表1 焊工质量统计表

1.2 焊接工艺评定试验

焊接工艺评定是保证焊接质量的重要措施，它能够确认为各种焊接接头编制的焊接工艺指导书的正确性和合理性。通过焊接工艺评定，检验按照已经制订的焊接工艺指导书焊制的焊接接头的使用性能是否符合设计要求，并为正式制定焊接工艺指导书提供可靠的依据。对于首次采用的钢材和焊接材料，必须进行焊接工艺评定，并将焊接工艺评定报告存档保存。

1.3 制定合理的焊接工艺作业指导书

焊接工艺作业指导书是指导操作人员按照一定的方法进行焊接施工的操作规程，没有作业指导书，按照个人想法随意施工会导致焊接施工的质量过程不受控，造成产品质量下降。制定书面的的焊接工艺作业指导书并严格执行，质量才不会失控。

1.4 保证焊接材料质量，建立严格的领用制度。

焊接使用的一些焊丝焊剂，极易受潮、变质，对焊接质量影响很大，除了注意在运输、储存工程中注意防潮外，在使用前还按照规定的烘焙时间和温度进行烘焙与取出。低氢型焊条取出后应立即放入焊条保温桶，在常温下使用，一般控制在4小时之内，超过时间应重新烘焙，且不超过2次。焊条烘焙时严禁直接放入高温炉内，或从高温炉内直接取出。焊丝焊剂烘焙，由工段长及时准确填写烘焙记录，记录上应体现牌号、规格、批号、烘焙温度和时间等内容，并由专职质量检验员进行核查签字确认。

1.5 保证焊件区的装配质量

焊接质量的好坏与装配质量有着密切关系。焊接前除了满足标准规定的焊接连接组装允许偏差外，还应该满足下列条件：（1）焊接区边缘30~50mm范围内的铁锈、毛刺、污垢等必须铲除干净，以减少产生焊接气孔等缺陷的因素；（2）装配间隙不能过大，尽量避免强力装配，定位焊缝要留有足够的厚度和长度（不小于50mm，对于较薄的钢板不小于4倍板厚）必须采用与正式焊缝同一类型的焊条。对于定位焊不合格的焊缝质量，如裂缝、焊角高度过高等，要处理纠正后才能进入正式焊接；（3）引弧板与母材材质相同，焊缝坡口形势相同，长度应符合标准规定。引弧板不允许用锤击落，以避免损伤焊缝端部；（4）衬板焊时，垫板要与母材底面贴紧，以保证焊接金属与垫板完全融合。

当拼接焊缝距离螺栓孔缘≤38mm时，必须将焊缝余高磨平。

对接焊缝不应和加筋板的角焊缝交错。对接焊缝和角焊缝距离应不小于50mm。

方管或圆管在每根构件中允许存在一个接头，但在对接时应加垫宽度不小于30mm的钢衬垫，并与管壁紧贴。管子应开坡口，并留6~8mm间隙，以利于与衬垫板焊透。

1.6 施焊方法

H钢焊接成型主要焊缝采用自动埋弧焊，其他部位采用手工半自动焊接。

（1）腹板拼接。当腹板由于厚度不同或长度和排版套料等原因需要拼接时，采用单面焊双面成型工艺，用埋弧自动焊进行全熔透焊接。

（2）翼板拼接。将点固好的翼板条，采用单面焊双面成型工艺，用埋弧自动焊进行全熔透焊接。

（3）H钢组立点焊。将翼板、腹板按照图纸要求组立，将端头部分点焊固定，点焊长度不小于50mm，焊角尺寸需符合设计要求。

（4）H钢焊接成型。组立后，构件通过H钢自动焊接成型机进行单面埋弧角焊接，钢梁、柱两端设引弧板及熄弧板。严格执行工艺文件，按要求调节规范参数，保证焊角尺寸、外观等符合设计要求。

（5）H钢双面焊。对于设计要求双面焊的H钢，在完成单面焊后，进行翻转，在另一台专用自动焊机――H型钢自动焊机上完成背面角焊缝的自动埋弧角焊接。

（6）板件焊接。采用含92%Ar2的混合气体进行气体保护焊接，将装配好的板件按照焊接工艺及设计的要求进行焊接。

2．焊接质量检验

在焊接过程中，我们能够发现的常见的焊缝缺陷有：气孔、夹渣、咬边、未焊透、未熔合和裂纹等。

构件的焊接检验应贯穿焊接工作的全过程。焊缝的质量检验阶段可分为焊前检验阶段、焊接过程检验阶段和焊后检验阶段三阶段。主要针对焊接前期准备工作、焊缝外观质量以及焊缝内部质量检验和焊接性能的抗拉强度所进行的检测。所有的结构焊缝都必须先进行外观检验，而后再进行焊缝的内部质量检验，视项目具体要求，可适当进行焊缝的抗拉强度检测。焊缝抗拉强度检测是属于破坏检测的一种，即从焊件或试件上切取试样，或以产品（或模拟件）的整体做破坏性质的试验，以此来检验其各种力学性质和其他性能。焊缝抗拉试验的目的是为了检验焊缝强度是否符设计强度的要求，从而保证钢结构焊缝的承载能力。

焊缝的外观质量检验主要是用测量工具凭借肉眼或借助强光手电或用放大镜观察焊件，以此检验焊缝质量，发现并测定焊缝存在的表面缺陷。

焊缝的外观缺陷质量控制主要是看焊缝尺寸是否合格，成形是否良好，焊道与焊道过渡是否平滑，焊渣、飞溅物等是否清理干净，是否存在咬边、弧坑、未熔合、表面气孔、表面裂纹、表面凹坑等表面缺陷，其焊缝尺寸是否符合现行国家标准《钢结构焊缝外形尺寸》的要求。

焊缝内部缺陷主要依据无损探伤检验来完成的，焊接构件无损探伤是利用超声波、射线、电磁辐射、磁粉、涡流等物理现象，在不损害被检构件的情况下检验焊接质量的有效方法。

超声波是目前应用最广泛的无损探伤方法之一。超声波探伤，操作程序简单、快速，对各种接头形式的适应性好，对裂纹、未融合的检测灵敏度高，因此世界上许多国家对钢结构内部质量的控制采用超声波探伤，一般已很少采用射线探伤。

在每次探伤操作前都必须利用标准试块（CSK-IA、CSK-ⅢA）来校准仪器的综合性能，校准面板曲线，以保证探伤结果的准确性。

3．不合格焊缝的处理

由于焊工的技能水平、责任心和自觉性等存在差别，焊接设备的运行状况的改变，难免会产生不合格的焊缝，但是不合格的焊缝是不允许存在的，因此，一旦发现不合格焊缝，必须进行及时返修。对不合格的焊缝，由检验员及时作出标记，并张贴“待处理”标签，同时开出返修通知单。待返修构件不允许流入下道工序，需经返修后检验合格方可继续操作。

4． 结论

钢结构产品质量，是一个逐渐形成的过程，这个过程包括生产、检验等各个环节，只有保证各个环节的质量，才能生产出高质量的钢结构产品。焊接工序是钢结构产品形成的主要阶段，加强其生产加工质量的控制，比将会对整个钢结构工程的质量。科学技术和相关学科的不断发展，管理方式、检测手段和分析方法不断提高，更有利于钢结构制造质量控制水平的提高。

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