钢结构箱型桥焊接质量控制要点与技术研究

钢结构箱型桥焊接质量控制要点与技术研究

邵斌 李亚林

杭萧钢构股份有限公司

摘要：钢结构的箱型桥建设跨度较大、强度较高，其施工灵活和速度较快是其独有的特点和优点，这项工程的焊接质量控制技术受到了城市桥梁建设相关部门和团队的重视。随着社会经济的进步和科技的发展，目前该项技术在各个方面已比较成熟，其对于钢结构箱型桥的建设越来越重要，能够发挥巨大的作用。钢结构在很多工程中可都能够见到，我国目前焊接技术的水平已达到国际化的水准，可随着时代的发展，很多问题也逐渐突显，需要对其展开一系列深入研究，从中找出问题所在，这对于钢结构焊接质量控制技术的发展意义重大。

关键词：钢结构；焊接质量；问题；控制技术

0前言

我国目前的社会经济和科学技术仍在快速发展中，公路桥梁等建设技术也有了很大的进步。现阶段中，钢结构是现代建筑施工过程常用且最为广泛的结构类型之一。桥梁的整体质量想要得到保障，其中钢结构质量和焊接技术的应用以及相关性能至关重要。坪接技术在20世纪就开始投入使用，其在钢结构建设工程当中得到了广泛的应用。不过在进行焊接时，时常会因大大小小的问题导致其焊接质量不能得到有效保障，从而影响整个工程的水平与质量。所以，在目前的钢结构工程当中，坪接工程要使用更加全面质量管理的方法，来为此提供保障。建筑业在进行钢结构箱型桥焊接时，同样也要全方位的考虑到钢结构桥梁施工的细节问题，了解钢结构焊接工艺要点及其质量控制技术应用的重要性和作用，从而有效提升钢结构箱型桥梁焊接施工质量，这样能够有效促进建筑行业长期稳定的发展。

一、钢结构箱型桥焊接概况

（一）简述钢结构箱型桥

钢结构由钢材组成，是建筑结构的主要类型之一。钢结构箱型桥承载力较强，且柔韧性好，其便捷的操作形式使其能够在建筑工程中得到广泛应用，是我国公路桥梁建设的主体结构。钢结构的桥梁形式多种多样，都是以钢结构组成，其通常使用 50％以上的钢结构，这种类型是大型钢结构桥梁，钢结构箱型桥就是其中一种。在实际建筑工程中，低合金钢是使用钢板的重要组成。而桥梁上的钢梁种类繁多，其中最常用到的就是箱梁和叠层梁。而钢桥最主要的结构是斜拉钢塔和钢结构甲板。钢塔由很多个单个钢箱组成，其大小不一。下图1是钢结构箱型桥在实际施工与焊接中的形状。

图1：钢结构箱型桥实际施工图

（二）钢结构箱型桥焊接结构

焊接结构是钢结构箱型桥施工的重点，其工作质量与钢结构箱型桥的施工质量和整体工程水平有着直接关系。在进行焊接工作时，应当根据实际钢架结构和施工情况来选取适合的焊接技术和工艺，在适合的环境下进行相关工作。焊接完成后，应由专职质量控制人员进行全面检测，对其质量及工程细节问题进行检查，从而使其焊接质量符合钢结构箱型桥建设的要求。

2. 钢结构箱型桥焊接质量控制技术的重点

在时代快速发展的今天，焊接技术也有突飞猛进的进展，其生产水平在不断提升，为了能够更好的为客户带来经济及各方面的利益，就要确保焊接质量，其质量控制要朝着合理化、规范化、科学化的方向发展。以下将从几个方面介绍钢结构箱型桥焊接质量控制技术的重点。

1. 焊接工艺参数

钢结构箱型桥焊接过程中，一定要选取与实际施工相符的焊接工艺参数，从而才能确保焊接接头的质量和整体施工效率^[1]。现阶段，水下电弧焊以及手工电极焊接技术已逐渐成熟，在钢结构箱型桥建设中，一定要了解金属丝二氧化碳气体保护焊的工艺参数，这是二氧化碳气体保护焊的主要参数之一。若焊接电流较小，则速度变慢，熔深也会变浅，从而对焊接工作的质量工作效率造成负面影响，若焊接电流较大，则会出现咬边和烧穿等现象，所以在焊接过程当中，一定要控制好其电流，适中才能够保证焊接质量。为了保证焊接接头质量和效率，就要反复的经过测试和焊接工艺的认证，从而才能选取最为合适的焊接电流。

2. 焊接操作要求

在钢结构箱型桥的焊接工作中，其要求有以下几点：1.焊接底层，焊接工作开始前，要在50mm引弧板上点燃电弧，接着进行电弧焊接。在熄灭电弧时，要注意，不能用接缝去将其熄灭，一定要将电弧引导至离接缝50mm的消弧板。电弧运输都是以往复式电弧运输形式进行运作，其两侧会短一段距离，这样才能够达到焊缝与母材之间平稳过渡的要求。2.覆盖层焊接与外观质量一定要多次检查，全方位的进行质检，检验其质量是否达标^[2]。

3. 焊接方法和材料的选择

钢结构箱型桥的基材为Q345qD，其钢板的厚度一般是10至35mm。按照实际施工环境和情况，一般都是采用药芯焊丝进行二氧化碳气体保护焊进行填充焊，由自动水下电弧焊进行覆盖焊。药芯焊丝通常选取天津金桥公司提供的JQ -YJ501Ni-1 焊丝，这种焊丝能够符合钢结构箱型桥建设特点，从而为焊接质量提供有效保障。其优势在于直径1.2mm， 二氧化碳保护气纯在99.5％以上，水下电弧焊线为 H08MnA，焊剂为H431，定位焊用焊条为J507，符合国家相关标准。

2. 钢结构箱型桥焊接质量控制技术中的变形控制

焊接并冷却结构部件后，焊缝位置和焊接热影响区的残余应力较大，从而致使焊接部件出现变形情况，这会对其结构部件的质量和性能造成负面影响。其中变形的类型通常有平面内垂直和水平收缩变形两种，如何在焊接质量控制技术中采取有效措施控制焊接变形，需要做到以下几点：

1. 技术措施

在技术措施当中，分为四个方面进行叙述：1.确保焊接收缩量，板状元件平面中垂直和水平收缩变形情况，其长度方向会保留用于制造过程中的二次切削余量，目的是让桥段的长度满足焊接和收缩后的结构要求。焊接钢箱桥梁截面后，可进行二次焊接。当冲切电路板单元时，要采取正公差的方法，以此将焊接电路板单元进行对接，在此过程中，可在焊接间隙上增加一定的焊接收缩量，为焊接后的尺寸提供保障。2.设置变形防止，防止变形的方法是通过板单元焊接引起面外横向弯曲变形，板单元焊接到抗变形框架。在此过程中，要保留变形防止功能，从而有效减少焊接后的变形量。要注意将框架保留，在侧向桥梁焊接时可进行应用，从而达到固定钢箱桥梁，使其横向平直度达到相关标准。3.将焊缝固定在平板单元上，防止焊接变形。在进行组装的过程中，可将底板焊接到轮胎框架软管板处，从而防止焊接后底板变形。4.焊接前做好相关准备工作，根据施工情况选择与之相符的焊接顺序和焊接方向。

2. 焊接设计

分割宽达4m的钢解构箱型桥面板时，一定要减少焊接数量，通过大尺寸构件来减少钢板元件之间的对接焊接。选取符合施工情况的焊接形状和坡口尺寸，从而做到有效减少沉积金属总量，预防出现焊接变形的情况。

2. 钢结构箱型桥焊接质量控制技术问题与对策

1. 焊接开裂

焊接开裂这一情况大多数是因焊接人员在进行施工时，没有根据焊接规定进行工作，从而形成的情况。 若想有效解决这一问题，要在实际钢结构焊接施工中，规范焊接工序中的一系列操作，严格控制焊接工艺参数。一定要根据国家相关规定来选择焊接电压和焊接电流^[3]。在选取焊接材料时，应当选择正规厂家的产品，相关材料要符合国家标准，施工团队应当对材料进行严格检查，全方位的检测，检验其是否符合该工程施工。不仅如此，焊接施工时，要采取小电流多层多道焊接的工艺，这样能够最大程度的预防钢结构箱型桥出现焊接开裂的情况。

2. 突发断裂

公共道路桥梁工程中，对其影响最大的就是突发断裂。想要有效避免这一情况的发生，最为关键的就是严格把控材料选取，在工程设计过程中，应当全方位的考虑过应力情况。实际施工当中，要彻底杜绝气孔和杂质等相关问题，从而为焊接工作整体质量提供保障。施工团队要提升焊接人员的专业知识技能和个人素质，从而避免人工误差带来了负面影响，切实改善突发断裂问题^[4]。

3. 残余应力

钢结构箱型桥焊接过程中，若出现残余应力的情况，则会对钢结构材料属性造成重大影响，会使钢结构材料承受能力下降，从而影响工程质量。最为有效的解决方法就是加大实践和探究工作，进行焊接工作时，加强焊接技术事项管理和质量控制工作，做好焊接设计规划工作，完善人员专业知识技能和个人素质，从而提高焊接工作效率，对于焊接材料的使用，要进行严格把关，从而预防残余应力情况的发生。

4. 焊接变形

焊接变形是钢结构箱型桥建设工程中的常见问题，只有采取相关措施才能有效减少或杜绝焊接过程中出现焊接变形的情况，在进行焊接时，若发现其出现变形的情况，要及时进行矫正，这一操作工作量较小，且效果明显^[5]。若发现变形情况已较为严重，无法通过简单矫正来改善变形问题，就需要采取工序较为繁琐的方式进行矫正，那就是多次矫正，不过这种方法存在一定风险隐患，有可能会导致变形的钢结构直接出现报废的情况。因此，焊接工作人员在焊接过程中，要时刻关注是否出现焊接变形情况，只有及早的发现并纠正，才能改善焊接变形情况，若不能及时发现，那就会对钢结构整体质量造成影响，使整个工程进度出现延缓现象。

结语

通过本文的研究分析发现，在钢结构箱型桥的制造过程中，其焊接质量控制技术的应用至关重要，一定要合理控制焊接变形和残余应力等问题。本文重点讲述了焊接质量控制技术的问题及相关措施，施工团队在实际施工中不仅要重视焊接操作过程中的各种问题，更应找出问题发生的原因，从而提出相关措施进行解决，有效提高钢结构在建筑行业展的应用地位。焊接质量控制技术的应用越来越广泛，实际工作中一定要保证技术含量和施工效率，实现钢结构焊接对构件之间的连接。

参考文献

[1]汤超.浅谈钢箱拱桥冬季焊接施工质量控制措施[J]. 建筑工程技术与 设计， 2019，（16）：2983-2983.

[2]姚杰华.浅谈钢结构桥梁焊接冬季施工质量控制要点[J].建筑工程技术与设计，2019，（6）：1216-1216.

[3] 张朋 .桥梁钢结构焊接质量控制[J]. 城市建设理论研究（电子版） ， 2019，（10）：1746 -1746.

[4]张永和 .我国钢结构节能住宅开发与推广应用研究——以山东莱钢建设有限公司为例[J] .中国海洋大学：项目管理，2012，（10）.

[5]孙道渠.浅析钢结构焊接施工中常见问题及质量控制对策[J].四川水泥，2014，12：193+196.

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