钢结构焊接分析与质量控制

摘要：焊接技术是钢结构施工中的关键技术，钢结构的焊接质量直接关系到整体工程质量。将焊接质量控制作为工程质量管理的重点，确保工程整体质量。本文简单探讨钢结构焊接分析和质量控制。

关键词：钢结构；焊接分析；质量控制

中图分类号：TU391文献标识码： A

一．引言

随着建筑行业的快速发展，钢结构在建筑领域应用越来越广泛。钢结构是目前广泛采用的结构形式，主要应用于大跨度公共建筑、工业厂房及其他就有特殊要求的建筑空间中。钢结构建筑构建施工过程中，焊接是主要连接方式，焊接质量对钢结构整体工程质量具有决定性作用。

二.钢结构焊接缺陷分析

1、钢材气割面存在明显的割纹、气割缺口、气割面弯曲不平等缺陷。

钢材气割面存在明显的割纹、气割缺口、气割面弯曲不平等缺陷，这些缺陷经气割后能比较明显地暴露出来，通过观察就能发现，此类缺陷虽对结构性能影响不大，但确严重影响了钢构件的外观质量，造成构件外观粗糙，影响后序施工和外观质量。

气割面存在缺陷的主要原因是气割过程操作不规范、气割工艺不符合要求。

为避免钢材气割面存在以上缺陷，可从以下几方面进行防治：

1）气割前检查确认整个气割系统的设备全部运行正常，特别注意气割气压应稳定，不漏气，压力表正常无损，气割设备轨道保持平直和无振动，割嘴气流通畅，割炬角度和位置准确。

2）根据气割机械的类型和可气割的钢板厚度选择正确的工艺参数。 气割时调整氧气射流的形状，使其达到并保持轮廓清晰、风线长和射力高，割炬移动应保持匀速，割件表面距焰心尖端2~5mm为宜。

2、咬边。

咬边是焊缝两侧发生将母材部分溶化，造成沿焊趾的沟槽或凹陷。产生咬边的原因是焊接不规范，操作手法不当，如焊接电流太大、电弧过长、运条角度不当、停留时间不当；焊机轨道不平， 均可产生咬边。咬边处会造成应力集中，降低结构承受动荷的能力和降低疲劳强度。

正确选择焊接电流，要注意焊接速度不宜过高；掌握正确运条手法，随时控制焊条角度和电弧长度；焊机轨道要平整，焊条角度适当等，可有效预防咬边。

3.定位焊焊接缺陷。

定位焊常见的缺陷有：不注意焊接材料的匹配盲目焊接，造成焊缝根部强度达不到设计要求，形成缺陷；定位焊焊接随意性大，不注意焊脚尺寸和间距，影响后序焊缝的成型。

定位焊必须由持相应合格证的焊工施焊，焊接前应注意所使用的焊接材料、焊接规范及焊接质量等级等是否符合要求，严格遵守有关工艺规定，要求清根的焊缝应在接头坡口的外侧进行定位焊接，清根时可将定位焊焊缝清除，定位焊焊缝厚度不宜超过设计焊缝厚度的2/3，焊缝长度宜大于40mm，间距500~600mm，并应填满弧坑，定位焊焊缝上有气孔或裂纹时，必须清除后重新焊接。

4.对接焊缝余高过高 。

在焊接对接焊缝时，操作人员或技术质检人员对对接焊缝的余高不加限制，认为对接焊缝余高越高其强度越大，对接焊缝余高过高会使焊缝与母材强度不一致，引起应力集中，容易在焊缝与母材过渡区域产生裂纹，促使焊缝缺陷增多，降低焊缝强度，影响焊缝承载力和耐久性。

造成对接焊缝余高过高的原因主要在于焊工的操作技术水平和焊接参数的调整，应严格按照工艺规定进行焊接。

在钢结构焊接过程中应将对接焊缝余高控制在规范规定值之内，在承受动荷载情况下，对接焊缝的余高最好趋向于零，在其他情况下，对接焊缝的余高应控制在0~3mm之内。

三.钢结构焊接控制质量控制

1、对中厚板焊接应预热。

对碳素钢厚度大于34MM和低合金钢厚度大于30MM也应进行预热，预热温度宜控制在100~150之间，预热区应包括在焊接坡口两侧各80~100MM范围内。

2、尺寸偏差控制。

焊缝的几何尺寸，及中心线等应严格控制，核对焊接部位的相对位置，确认无误后方准焊，并精心细致，不得马虎。

3、焊缝外观及超声波探伤检查。

对一级、二级焊缝要求的需对焊缝进行超声波探伤检查，满足《钢结构施工及验收规范》要求，检查试验报告数据。且不得有气孔、夹渣、弧坑裂缝、电焊烧伤等缺陷；一级焊缝不得有咬边和未焊满现象，采用渗透或磁粉探伤检查；完工后检查焊缝做好记录。

4、对接或T形接头的焊缝。

应在焊件的两端配置引出和引入板，其材质和坡口形式与焊件相同，焊接完毕用气割切除并修磨平整，不得用锤击落。

5、焊缝返修处理。

焊缝经无损探伤发现超标缺陷时，对需要返修的焊接缺陷应该分析缺陷产生原因，提出改进措施，并按焊接工艺编制返修工艺。经过返修的焊缝性能和质量应与原焊缝相同。焊缝返修完毕，应与原焊缝相同的探伤要求和标准进行复探，焊缝同一部位的返修次数不宜超过两次。安装首先要满足钢结构制作安装施工规程，安装单位应确保安装过程中结构的稳定并不会产生永久变形，并考虑日照，温差的影响，施工前需要放样及试拼装，以求做到准确无误。

6.其他措施。

在施工前，应对构件的外形尺寸、螺栓孔直径及位置、连接件位置及角度、焊缝、栓钉焊、高强度螺栓摩擦面加工质量、构件表面的油漆等进行全面检查，在符合设计文件或有关标准的要求后，方能进行安装工作。对于多构件交汇复杂节点重要安装接头和工地拼装接头，宜在工厂中预制拼装。所有构件在吊装前应做好记号，并制定吊装计划，吊装时应小心仔细，以免损伤构件。对运到现场的每一构件进行检查和验收，确认符合质量标准后方可安装。构件与连接板的结合面之间，在螺栓拧紧后应互相紧密结合。

钢结构工程施工质量验收规范、建筑钢结构焊接技术规程、钢结构超声波探伤及质量分级发、钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级要符合规范的要求。焊接的部位有钢柱、钢骨柱、钢骨梁、钢梁、牛腿、连接板的工厂制作和现场安装所涉及的一级焊缝、二级焊缝的焊接质量情况进行超声波探伤检测。工程钢结构焊缝表面要求无气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤等缺陷，且一级焊缝无咬边、未焊满、根部收缩等缺陷。焊缝表面质量符合规范中一级、二级焊缝的要求。一级、二级焊缝内部经超声波探伤检测未发现超标缺陷，符合规范中一级、二级焊缝质量要求。

7.焊接变形的矫正。

钢结构焊接时，当部分超出允许变形范围的变形，可采取适当措施进行矫正。参考使用线状加热法、点状加热法、三角形加热法等进行矫正。无论是那种方式，其火焰矫正时加热温度不宜过高，否则将会引起金属变脆、影响冲击韧性。火焰矫正引起的应力与焊接内应力一样都是内应力。不恰当的矫正产生的内应力与焊接内应力和负载应力迭加，会使柱、梁、撑的纵应力超过允许应力，从而导致承载安全系数的降低。因此一定要慎重，尽量采用合理的工艺措施以减少变形，矫正时尽量可能采用机械矫正。当不得不采用火焰矫正时，应注意以下几点：

(1)、烤火位置不得在主梁最大应力附近；

(2)、矫正处烤火面积在一个截面上不得过大，要多选几个截面；

(3)、宜用点状加热方式，以改善加热区的应力状态；

(4)、加热温度最好不超过700度。

四.结束语

焊接质量对钢结构整体质量影响较大，通过合理利用焊接技术，控制焊接质量，加强焊接质量检验，确保钢结构工程整体质量。

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