试论施工现场环境对钢结构焊接质量的影响卢善强曹海涛

试论施工现场环境对钢结构焊接质量的影响卢善强曹海涛

卢善强曹海涛

上海振华重工(集团)股份有限公司上海201913

摘要：随着新时期人们对于现代建筑理念的不断变化，钢结构的应用也越来越广泛，钢结构的生产制造以及安装工艺均得到了较大的提升，这也为钢结构的质量安全奠定了基础。焊接是一种最为常见的建筑钢结构连接形式，它具有多方面的特点从而保障了钢结构的稳定性，与此同时在钢结构焊接作业过程中所暴露出来的问题也应当引起人们的高度重视，并当制定相关措施加以控制和预防。

关键词：施工现场；钢结构；焊接质量；影响

前言：钢结构的制造和安装过程中，由于焊接条件的局限性，所以它对于周围环境的施工要求比较严苛，由于周围环境原因控制不到位或者人为操作不当都将会导致在焊接过程中产生一系列的质量问题，因此围绕着在焊接作业过程中所呈现出的一系列质量问题，需要我们对其进行具体分析并制定出合理的解决方案加以解决，从而全面的提升钢结构的焊接质量。

1钢结构施工现场焊接的环境特点

现阶段在进行钢结构生产制造时由于周围环境的限制，缺乏专业性机械设备的辅助，因此多靠人工来进行操作，这就导致焊接质量问题一定会存在的。在工业上进行焊接的方法较多，普遍采用的是焊条电弧焊的焊接方式来进行钢结构的焊接作业，在极特殊情况下会考虑使用栓焊的方式来进行焊接作业。钢结构安装施工与传统的钢筋混凝土施工不同，并且施工现场以及钢结构结构比较复杂，这就导致钢结构的焊接质量会受到一定的影响，它具体体现在这几个方面：

（1）钢结构焊接施工多是在露天环境下进行的，气候条件对于钢结构施工的影响较大，比如像潮湿的环境会导致钢材、焊缝发生腐锈；多雾天气会导致施工现场的能见度下降，影响到现场的操作施工。

（2）部分建筑钢结构焊接施工是在高空进行的，因此存在着焊接难度大、流动性大、施工场所有限等问题，这也会影响到焊接施工作业的质量。

（3）建筑钢结构焊接施工时多以交叉作业为主，施工现场危险系数高、施工难度大，焊接作业时还需要配合其他工种进行作业，稍有不慎就会发生难以预知的危险，因此在进行高空焊接作业时要特别的重视施工安全。

（4）建筑钢结构的施工现场焊接施工为带电作业或者高温作业。金属具有良好的导电导热性，因此在进行焊接作业时需要提醒周围的人员注意施工现场的操作安全，要避免被电伤或者高温辐射灼伤。

2影响钢结构焊接质量的环境因素

影响钢结构焊接质量的环境因素主要是指空气的温度、湿度和风力，以及焊件坡口区域的清洁程度。这些因素在焊接质量的形成过程中影响是很大的，作用各不相同。

2.1空气温度

空气温度对于焊接质量的影响是最严重的，同时它也是最不易受到控制的，空气中温度的高度都将会影响到整个焊接过程中的热循环过程，同时它还会影响到金属材料是否会进行化学反应，从而导致焊接接头的性能和质量出现下降，危及到钢结构的使用安全。

2.2空气湿度

空气湿度越高，空气中所含的水分就越高，水分子主要由氧原子和氢原子两种元素组成，在进行高温加热时氢原子会参与到熔池发生化学反应生成新的的产物，这就是我们常见的夹渣，参与化学反应的氢元素越多，焊接接头的刚性就会越差，发生裂纹的几率就越高，钢结构的焊接质量就会出现下降。

2.3风力

风力也是影响焊接质量的一个主要因素，在进行钢结构焊接作业时，环境中的风力越大，它就会改变电弧的形态，影响到焊接工作的稳定性；并且它还会影响到焊接时的局部温度的变化，延长焊接时间，加剧金属元素与空气中水分子的化学反应，影响焊接的质量。

2.4坡口区域的清洁程度

在焊接前需要对金属材料进行适当的处理，预留一个坡口便于进行焊接作业，这时如果破口处存在着水分、油漆、铁锈等污染物时，在进行焊接作业过程中受到高温的影响它们就会参与到冶金反应中来生成新的杂质，同时还会影响到接头的质量。

3环境因素产生的焊接缺陷和形成过程

虽然我们国家在建筑行业的发展相对较快，焊接工艺也比较先进和成熟，培养了一大批的专业的焊接人才队伍，但是在焊接施工过程中仍旧存在一些难以避免的问题，这些可能是都人为自身或者环境因素所造成。因此我们需要在提高焊接技术水平的同时充分的吸取和总结焊接的技巧和经验，在继续提升我们的焊接技术水平的同时制定相应的解决方案来解决焊接施工过程中存在的不足，从而提高我们的焊接施工水平。

以下为一些焊接缺陷的产生的各种因素共同作用的分析：

(1)焊接出现气孔。我们知道焊接的目的是为了有效的增加金属材料与焊缝之间的接触面积，从而使其能够牢牢地紧密结合在一起，从而保障了焊缝处金属的强度和刚性。气孔的出现会减小焊缝的有效截面，影响焊缝的质量。常见的气孔类型可分为氢气孔和CO气孔两种，它们的形成类型大同小异，只是形成原理大小不同。氢气孔多形成在焊缝表面，形似喇叭口而气孔周围有光滑的内壁，它是由于氢元素在焊接过程中来不及挥散所致。CO气孔是由钢材表面的铁锈在受到高温的作用下与铁元素发生反应生成CO并因为冷却时间过短来不及挥发所致。它的形状呈条虫状。

(2)裂纹。裂纹是焊接施工作业过程中经常会出现的一种质量问题，它与施工过程中的质量控制是否有效有关。常见的裂纹类型有冷裂纹、层状撕裂、热裂纹这三种。

(3)残余应力和变形。由于在焊接作业过程中因为金属加热不均、金属材料内部由于温差的原因产生应力，使得金属材料发生膨胀收缩变形，进而导致焊接金属的结构尺寸。

4针对环境因素的防护措施

4.1确认焊接作业区环境

（1）焊接作业区风速：手工电弧焊不大于8m／s；气体保护电弧焊及药芯焊丝电弧焊不大于2m／s。

（2）焊接作业区的相对湿度不超过90％。

（3）焊接作业区的环境温度应保持正常恒温(即高于0℃)。

（4）焊件接口部位100mm范围内不得有水、油、锈等杂物。

4.2低温焊接试验

（1）当焊接作业区的环境温度低于0℃时，应通过低温焊接试验确定实际焊接工艺参数、预热处理措施。把需要进行低温焊接试验的钢材，按材质、板厚、焊接方法、接头形式、焊接位置分类统计列表。

（2）在工作人员对原材料进行复检的时候，必须要明确杂质含量，确定其可焊性，这样才能提高工程焊接的质量。

（3）根据施工现场环境等工程实际情况，确定试验项目，拟定预热温度、焊接工艺参数、焊后处理措施。

（4）按规定要求加工试件并由现场熟练焊工完成试焊。

（5）按规定要求检测试件。

（6）确定焊接试验结论，根据评定合格的试验参数，编制现场实际焊接工艺文件。

4.3设置防护棚

为了降低周围环境因素对焊接质量所造成的影响，通常我们会设置防护棚来将周围的环境与焊接现场隔离开来，为焊接作业提供一个稳定的环境。与此同时它还可以为焊接工人提供一个短暂的休息空间，当工人累了可以在切断棚内电源的情况下就地休息。与此同时当发生危险事故时，防护棚也可以作为一个临时的指挥所，用来进行现场指挥和物质的调配。防护棚的制作要尽量采用强度较高的钢管作为骨架，它的好处在于方便取材和搭设简单。防护棚的外墙要用防火防潮材料进行铺设，并做好棚内的用电安全。

结束语：

综上所述，无论是在什么样的环境下展开焊接施工作业，我们都要讲周围环境的影响降至最小，要充分的重视焊接作业过程中的人身安全和自我保护能力，尤其是在高难度的施工作业环境下必须要时刻警惕。与此同时我们还要善于去分析和总结在施工过程中的经验和教训，以此作为提升我们焊接施工技术水平的指导思想，进而提高我们的钢结构焊接施工质量，为现代化社会建设作出应有的贡献。

参考文献：

[1]王继红.施工现场环境对钢结构焊接质量的影响[J].电焊机,2009,39(03):70-73.

[2]王继红.谈施工现场环境对钢结构焊接质量的影响[J].工程质量,2008(11):30-32.

[3]李吉业.施工现场环境对钢结构焊接质量的影响[J].智能城市,2016,2(02):146-147.