钢结构焊接工程技术要点及质量控制技术管控

钢结构焊接工程技术要点及质量控制技术管控

隋国强 王亮 

大连华锐重工集团股份有限公司 辽宁省大连市  116037

摘要：随着我国经济的不断发展，建筑行业也迎来了新的发展机遇。建筑钢结构具有强度高、重量轻、承载能力强等优势，因此被广泛应用于高层建筑和大跨度桥梁等项目中。但是在实际施工过程中，由于焊接操作技术不到位或未按规范要求进行焊接操作等原因，导致钢结构构件出现了一系列质量问题，如构件变形、开裂、应力集中等，严重影响了工程整体质量。因此，必须高度重视钢结构焊接生产工程中的技术要点分析，采取有效措施来确保建筑钢结构焊接生产工程的质量，从而促进我国建筑行业的可持续发展。

关键词：钢结构；焊接工程；技术要点；质量控制技术

中图分类号：TU393文献标识码：A

引言

如今，建筑行业中有各种类型的建筑结构，施工技术也在不断更新。钢结构作为一种非常流行的结构形式，有着各种独特的焊接技术。焊接时，施工人员应严格按照焊接工艺，充分结合技术要点，实现质量控制，提高钢结构施工质量，尽可能延长建筑物的使用寿命。

1 建筑钢结构焊接技术概述

建筑钢结构焊接技术是一项应用较为广泛的施工技术，具体包括埋弧焊、二氧化碳气体保护焊等，其在实际施工过程中主要应用于以下方面。（1）埋弧焊是一种自动化程度较高的焊接工艺，其主要应用于建筑钢结构构件的焊接生产作业中。在具体焊接操作过程中，工作人员需要通过点焊、堆焊等方式来进行钢结构构件的连接，同时还需要应用气体保护等措施来保证焊接质量。（2）CO2气体保护焊目前应用最为广泛的一种焊接技术，在进行建筑钢结构焊接时，基本上采用这种焊接方式。其一，热效率高、成本低。其二，焊接变形及内应力小，操作简单又能保证焊接质量。在实际应用时，要控制好CO2气体保护焊的焊接工艺参数，尽可能降低热量散失量。同时，还要控制好焊接速度以及焊接电流等参数。另外，在进行建筑钢结构焊接时，要选择合适的焊材以及坡口类型。

2 原因分析

（1）在焊接过程中，由于热导率不同，不同区域的温度差会引起温度梯度和热应力，局部温度升高后，焊缝材料会在热膨胀和冷缩的作用下产生宏变形，从而产生焊接应力和变形。在施焊过程中，由于材料组织结构或热加工历史不同，不同材料区域的热膨胀系数不同，也容易导致焊缝处出现局部变形。由于焊接时金属材料熔融，形成熔池，凝固后受到材料的约束使其残留应力增大，产生机械应力，也会导致焊接变形和残余应力。（2）钢结构从开始焊接到冷却到室温后还存在残余应力，残余应力按照方向可分为纵向焊接残余应力、横向焊接残余应力和沿厚度方向残余应力。纵向残余应力是指与焊接前长度相比，焊接后焊缝区长度变短，焊缝两侧钢材限制焊缝区塑性变形使焊缝区出现纵向的拉应力，就是纵向残余应力。

3 焊接工程实现质量控制的措施

3.1 焊接形变的控制

钢材受热变形是材料的一个特性，在焊接过程中需要注意钢材因焊接加热产生的形变，并采用母材变形小或收缩小的焊接方法。控制焊接形变的原则是对称焊接，使因焊接加热产生的内应力相互抵消，以此来控制因内应力不均匀导致的钢材变形。例如在对 T 形等对称材料，或者容易翻转、放置的材料进行焊接时，可以采用双面对称焊接，以使单边产生的内应力相互抵消，从而达到有效控制变形的目的。对于非对称材料坡口进行焊接时，焊接施工需要严格遵循一定的顺序进行。可以让两人或三人焊接技术水平相当的焊工，同时按照顺时或逆时方向依次焊接，尽量做到对称焊接，已将内应力控制到最小。对于条状母材，且焊接长度较长的，可以采用对称多人焊接法、分段退焊法及跳焊法等焊接方法。对于焊接厚度较大的钢材，可以采用双边轮流循环多次焊接方法，减少单次内应力的影响。

3.2 采取必要的质量检查措施

施工前，监理工程师应对施工单位进行全面检查，检查其是否具备施工组织设计、工程质量计划、安全文明施工措施等，检查其是否符合工程建设的要求。首先，监理工程师应对工程焊接进行全面检查，检查其焊接工艺、质量保证资料、安全防护措施等是否符合规范要求，检查其是否符合图纸设计要求和相关技术标准。其次，在对建筑钢结构进行焊接的过程中，监理工程师应对施工单位进行监督检查，审查其焊接工艺规程是否合理，焊接材料和焊接设备是否符合工程设计的要求等。再次，在进行建筑钢结构的焊接施工时，监理工程师应对施工单位进行全面检查，并对施工单位的焊接人员进行技能考试和技能考核，对合格的焊工颁发相应等级的焊工证书。最后，当建筑钢结构的焊缝不能进行无损检测时，监理工程师应提出具体的技术方案，并对无损检测进行检验和评定。

3.3 控制焊接应力的工艺措施

（1）合理的焊接顺序。焊接顺序应按照从下到上、从内部向外部、从窄板到宽板的顺序进行。在各次焊接过程中，应尽量避免过多的热积聚，控制局部的温度升高。（2）预热和保温。对于厚板、大型结构和高强度钢板等，采用预热和保温可降低局部温度梯度，减小热应力和焊接变形。通常预热温度为150℃～200℃。（3）控制焊接速度。焊接速度越小，产生的焊接残余拉应力越小。同时在保持焊接速度的基础上可以将焊接助剂加入焊接池中，可增强焊接形态，减少变形，并防止表面氧化。焊接速度对焊接质量有着很大的影响。如果焊接速度过快，可能会导致焊缝出现各种缺陷，如夹渣、夹气、裂纹等。如果焊接速度过慢，则会使焊缝过热和焊接变形。因此，通过合理的控制焊接速度，可以保证焊缝的品质长期稳定。

3.4 对焊接技术人员采取必要的技术培训

在实际的工作过程中，不断提高自身的综合素质，保证焊接工程质量符合相关的规范要求，还需要针对不同类型的焊接工艺进行细化。对焊工进行相关培训，培训主要包括以下2个方面。（1）对焊工进行理论知识的学习，加强相关的规范标准、焊接技术等方面进行学习。（2）对焊工进行实际操作技能培训，主要是指在实际操作过程中对技术规范、质量标准等方面进行实践 操作。在焊工上岗前，进行岗前安全、技术培训，使焊接人员掌握焊接前的准备工作，现场常用钢材焊接对应的焊接电流大小及焊接移动速度。对于关键节点或施工难度大的部位，应该编制施工方案，制定钢材焊接顺序。

3.5 完善质量管控体系

首先，要完善岗位责任制度，让员工了解自己的工作内容及要求。只有这样，才能确保各项工作的顺利进行，这也是实践质量控制的重要基础。其次，施工单位要完善责任追究制度。将各工作环节分配给相应的监督人员，并配合监督管理体系对施工过程进行监管。如果发现当前工作存在质量问题，或由于多种因素导致施工计划没有按时完成，则可以按照制度进行惩处。责任追究制度的存在，可为处罚过程提供依据，让处罚过程更加公正、透明，避免员工对处罚结果不满。同时，在责任追究制度的影响下，可充分调动工作人员的积极性，提升工作效率。

结束语

在建筑施工过程中，钢结构焊接技术应用十分广泛，对建筑整体质量产生了重要影响，因此必须要高度重视焊接施工工作，结合工程实际情况合理选择和应用焊接工艺和操作方式，不断提升焊接质量水平。另外，在实际施工过程中，还应注重加强对相关技术要点的有效控制和管理，以确保钢结构焊接工作满足相关标准和规范要求，进而为后续工程建设奠定坚实的基础。

参考文献

[1] 房志彬.钢结构焊接工程技术要点及质量控制技术分析[J].科技资讯,2018,16(29):52+54.

[2] 刘昊.钢结构焊接工程技术要点及质量控制技术研究[J]. 赤峰学院学报(自然科学版),2015,31(08):35-36.