钢结构焊接工艺及质量控制

韩磊

天津顺祥达建筑工程有限公司

摘要：钢结构建筑的基础通常都采用混凝土立柱，基础的混凝土丑钢筋、模板的施工与其他工程的施工方法相同而基础立柱中预埋的螺栓是更是质量控制的重中之重，每个螺栓及每组螺栓之间的高度间距的偏差，直接影响着工程的整体质量。

焊接技术就是高温或高压条件下，使用焊接材料（焊条或焊丝）将两块或两块以上的母材（待焊接的工件）连接成一个整体的操作方法。

关键词：钢结构 焊接

1、焊接方法分类及特点

随着生产和科学技术的不断发展，目前金属焊接方法的种类很多，如果按照焊接过程的特点区分，可以归纳为三大类：熔焊、压焊、钎焊。此三类焊接方法又可细化为若干子项，具体分类如下：熔焊：气焊；电弧焊；电渣焊；等离子弧焊；电子束焊；激光焊；铝热焊。这一类焊接方法的共同特点是，利用局部热源将焊件的接合处及填充金属材料熔化，不外加压力而互相熔合冷却凝固后而形成牢固的接头。

压焊：接触焊（点焊缝焊；对焊）；冷压焊；摩擦焊；超声波焊；真空扩散焊；爆炸焊；高频焊。这一类焊接方法的共同特点是，焊件不论加热与否均施加一定压力，使两结合面紧密接触产生结合作用，从而使两焊件连接在一起。

钎焊：钎焊与熔焊相似，却有着本质的区别，它是采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点却低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。

2、钢结构焊接工艺

选择适当的焊接工艺，平焊、立焊、横焊、仰焊等；采用短弧焊接，弧长一般为2～4mm。焊口清理：检查坡口、组装间隙是否符合要求，焊缝内不能有油污和锈物。烘焙焊条时要符合规定的温度与时间，从烘箱中取出焊条后，要放在焊条保温桶内保存。根据焊接层次、焊条型号、直径、厚度，焊接技能等因素，选择适宜的焊接电流。焊接速度：要求等速焊接，保证焊缝厚度、宽度的一致，从面罩内看熔池中铁水与熔渣要保持等距（2～3mm）。焊接根据焊条型号不同而确定，一般要求电弧稳定，酸性焊条一般为3～4mm碱性焊条一般为2～3mm。

焊接角度通常有两个方面，一是焊条与焊接前进的方向之间夹角为60～75°；二是焊条与焊接左右之间夹角有两种情况，当焊件厚度相等时，焊条与焊件之间的夹角均为45；当焊件厚度不相等时，焊条与较厚焊件一侧的夹角应大于焊条与较薄焊件一侧的夹角。每条焊缝焊到结束时，将弧坑填满后，要往焊接方向相反的方向带弧，使弧坑甩在焊道内。焊接结束，采用气割切除弧板，并修磨平整。清渣：整条焊缝焊完后清除熔渣，经焊工自检确无问题后，才可以更换工作地点继续焊接作业。在冬期温度低于0℃条件下进行电弧焊时，除遵守常温焊接的规定外，还应该调整焊接工艺的参数，使焊缝和热影响区缓慢冷却。焊后未冷却的接头，要避免碰到冰雪。当工作地点的温度在0℃以下时，要进行工艺试验，来确定适当的预热温度。

3、钢结构焊缝检查的内容

焊缝检查， 应着重注意焊缝是否在使用阶段开裂， 同时兼顾重要受力部位以外的焊缝设计与施工遗留下的有关缺陷。其检查方法有以下几种：

3.1、外观检查

检查时应先将焊缝上的尘垢除去， 用放大镜观察是否开裂， 焊缝尺寸是否足够； 是否有咬肉、气孔、夹渣、未焊满的陷槽等。

3.2破坏性检查

用与结构相同施焊条件的试件或直接从结构上切取的试件，进行力学性能试验。

3.3无损检查

承受拉力的重要的对接焊缝采用X 射线、r 射线、超声波等检查方法检查焊缝内部的缺陷。

3.4密封性检查

采用油压、水压、气压、真空试验或煤油渗透性试验及化学试验检查焊缝密封性。

应该说明的是：上述检查为全面检查而不是抽查。对于开裂的焊缝应查明原因， 及时补焊处理。对焊缝尺寸不足的， 应经计算校核确定后处理。焊缝缺陷应采用下列方法处理

3.4.1、断焊缝和陷槽应予焊满。

3.4.2、缝有裂纹、未焊透、夹渣和气孔，应除净重焊。

3.4.3、缝尺寸不足及咬肉过多时应补焊。

4、钢结构施工质量控制

钢构件的加工现已实现工厂化的生产，钢构件的进场质量验收就显得至关重要，构件进场除了核查数量，并进行表面检查外，还需要检查以下资料：

1、钢材材质的检验单

2、钢材的材质证明（复印件须盖生产单位公章，并且说明原件存放地）

3、无损检测报告和探伤检测报告。在安装柱，梁时，主要检查柱底版下的垫铁是否稳定，柱是否垂直和位移，粱的垂直、平直、侧自弯曲、螺栓的拧紧程度以及摩擦面清理验收合格后，方可起吊施工。

当钢结构安装完，并进行验收合格之后，要求施工单位将柱底板和基础顶面的空间用膨胀混凝土进行二次浇筑。钢结构工程螺栓的连接通常使用高强螺栓和普通螺栓这两种，普通螺栓连接，每个螺栓一端不能垫2个以上垫片，螺栓拧紧后外露螺纹不能少于2面必须大于75%边缘缝隙不能大干0.8mm，高强螺栓要自由穿入，不能用工具敲打和扩孔，不能强制穿入。高强螺栓不能作为临时螺栓，螺栓拧紧要注意按一个方向施拧，当天安装的要终拧完毕，并逐个严格检查，对欠拧、超拧的要及时补 拧或更换。不合格的焊缝不得擅自处理，同一部位的焊缝返修次数不能超过2次。

钢结构涂刷前，构件表面不能有异物，涂刷遍数和厚度应符合相关规定。在监理施工过程中，要求施工人员先固定钢窗一边的柱子，待钒窗完全固定并就位之后，再焊接另一边的立柱这样便可以保证钢窗与立柱之间不会有缝隙。压抑彩板进场后，要对其进行检查，并复核施工安装有关钢构件的安装精确度；清除檩条安装时的焊缝药皮和飞溅物，并涂刷防锈漆对钢构件进行防腐处理。安装彩板时，要按墙面的顺序进行排版，从墙面的一侧开始进行，再用螺钉固定，墙板接缝处要做好防水处理。

钢结构建筑的基础通常都采用混凝土立柱，基础的混凝土丑钢筋、模板的施工与其他工程的施工方法相同而基础立柱中预埋的螺栓是更是质量控制的重中之重，每个螺栓及每组螺栓之间的高度间距的偏差，直接影响着工程的整体质量。

具体如下：取钢柱底板大小的钢板三块（其中两块厚20mm，一块8～20mm均可），2mm 厚的两块铜板按照钢柱底板螺栓孔位置、大小开孔，将三块钢板组装在一起，把一组螺栓插入螺孔，用Φ14～Φ16的钢筋将螺栓焊接为一体，上下各一道并可以重复多次使用。螺栓间间距及高低必须在规定的偏差范围之内。在混凝土浇筑前，用经纬仪将螺栓组进行精确的定位再用Φ14～Φ16 的钢筋焊接在柱子的主筋上，固定螺栓钢筋端头顶正模板上，上下各一道，这样每组螺栓之间的间距、高低可以控制并不被损坏。做好施工交接。土建工程结束后将螺栓组间的（轴线间距）、高低，每一个柱身浇筑的高度用经纬仪进行测量，验收后，组织相关安装人员进行验收，验收后要求钢结构安装人员进行复测。

参考文献：

[1]高光虎，多高层轻型钢结构住宅设计

[2]包头钢铁设计研究总院，钢结构设计与计算

[3]徐秀丽主编.毕业设计指导书-框架结构设计