建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接難點(diǎn)以及改良措施探究

1、    建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接難點(diǎn)以及改良措施探究    萬(wàn)紅杰 王利剛 周靜 郭廣才 武義佳【摘要】隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，越來(lái)越多的鋼結(jié)構(gòu)運(yùn)用到了建筑當(dāng)中來(lái)。盡管當(dāng)前我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)已經(jīng)取得了頗高的成就，在數(shù)量和技術(shù)上都有了很大的進(jìn)步，但是在質(zhì)量上仍然存在著許多的問(wèn)題需要解決。只有徹底解決了這個(gè)難題，我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)焊接水平才能得到真正的提高。本文對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)以及焊接難點(diǎn)進(jìn)行了分析，并提出了幾點(diǎn)控制焊接質(zhì)量的措施，以資參考?！娟P(guān)鍵字】建筑鋼結(jié)構(gòu)；焊接；質(zhì)量控制一、現(xiàn)代建筑鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及焊接難點(diǎn)1.鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)隨著建筑結(jié)構(gòu)造型的日趨新穎，鋼結(jié)構(gòu)體型也日益多樣，導(dǎo)

2、致犬跨度復(fù)雜空間形狀的鋼結(jié)構(gòu)建筑不斷涌現(xiàn)以及管結(jié)構(gòu)的不斷推廣，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件形狀多變，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜多樣且鋼板厚度加大；鋼結(jié)構(gòu)材料由低碳鋼發(fā)展到高強(qiáng)合金鋼、鑄鋼等新型材料，近年來(lái)鋁合金材料也逐步應(yīng)用到鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架。2.鋼結(jié)構(gòu)焊接難點(diǎn)2.1減少焊縫截面積。在焊接施工過(guò)程中若出現(xiàn)凸出很高的焊縫，其多出的焊縫金屬并不能提高許可強(qiáng)度，反而增加了應(yīng)力集中系數(shù)同時(shí)消弱了破口的綜合性能，因此在焊接施工中應(yīng)采用u型刨邊以便形成u型破口以盡量減少焊縫金屬量；2.2多角度全方位高空焊接。鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜的體型及繁瑣的節(jié)點(diǎn)位置和構(gòu)造決定了現(xiàn)場(chǎng)焊接工作的操作點(diǎn)多、操作面廣、操作量大以及需進(jìn)行多角度全方位和高空焊接施工的難點(diǎn)；應(yīng)力大

3、，接頭處易產(chǎn)生質(zhì)量缺陷。鋼結(jié)構(gòu)施工中的節(jié)點(diǎn)復(fù)雜、板厚加大等導(dǎo)致焊縫密集甚至出現(xiàn)立體交叉最終導(dǎo)致焊接接頭剛性拘束大的后果，使焊縫不能自由收縮而導(dǎo)致雙向甚至三向產(chǎn)生應(yīng)力，因此在很大程度上增加了焊接接頭產(chǎn)生裂紋和層狀撕裂的可能性。2.3錘擊法。錘擊法也是消除收縮力的方法一種，其本質(zhì)是在焊縫上施加外力的方法將焊縫變薄變長(zhǎng)來(lái)消除殘余應(yīng)力，在錘擊過(guò)程中應(yīng)堅(jiān)持在一定層面溫度中錘擊、在一定頻率下錘擊、在一定力道下錘擊和焊道根部不錘、等材不錘、焊道表面不錘的。三點(diǎn)錘、三點(diǎn)不錘"的原則，合理布置焊縫。對(duì)焊縫進(jìn)行合理布置避免焊縫間距離太近現(xiàn)象，當(dāng)材料尺寸與零件長(zhǎng)度尺寸不同應(yīng)盡量減少或不做拼接焊縫的措施來(lái)減

4、少焊接應(yīng)力集中和焊接變形。2.4逆向回焊法。若焊接的總進(jìn)程為從左到右，則施焊過(guò)程中每個(gè)焊縫應(yīng)從右到左，即分段側(cè)焊，以免由于在每道焊縫施焊后沿焊縫板內(nèi)側(cè)的熱量導(dǎo)致該處膨脹使兩側(cè)板向外分開(kāi)，而當(dāng)熱量在板內(nèi)側(cè)向外擴(kuò)散后板外邊緣膨脹致使其重新合攏。2.5多層多道焊接。施工中應(yīng)堅(jiān)持焊縫數(shù)量愈少愈好的原則，并在每條焊縫內(nèi)尤其是在厚板焊接時(shí)采用多層多道焊接。2.6反變形法。采取在施焊前將需焊接構(gòu)件刻意偏置的方法來(lái)有效利用收縮力，諸如將某些組合在焊接前裝偏，待焊接時(shí)其預(yù)偏量能夠恰好回到所需位置，或用機(jī)械方法產(chǎn)生反向力來(lái)將構(gòu)件進(jìn)行彎曲或預(yù)拱以抵消收縮力。2.7焊縫平衡。應(yīng)盡量保證焊縫盡可能對(duì)稱，并要靠近中和軸施

5、焊，實(shí)現(xiàn)一個(gè)收縮力對(duì)另一個(gè)收縮力相互平衡以有效控制減少變形；2.8采用反力平衡收縮力。采用夾具產(chǎn)生的約束力或構(gòu)件裝配為組件時(shí)的約束力以及構(gòu)件在重力作用下產(chǎn)生的拱度等所產(chǎn)生的反力來(lái)平衡焊接過(guò)程中產(chǎn)生的收縮力。其中夾具法是將同等焊接件背靠背緊夾在一起后用夾具將其夾好，待其焊接完成并冷卻后將夾具松開(kāi)。2.9焊接方式。鋼結(jié)構(gòu)焊接過(guò)程中交流點(diǎn)焊機(jī)適用于普通剛才焊接，直流點(diǎn)焊機(jī)則適用于要求較高的鋼材焊接，埋弧焊和自動(dòng)焊則適用于梁柱較長(zhǎng)的對(duì)角或角焊縫，co氣體保護(hù)焊則適用于要求較高的薄鋼板結(jié)構(gòu)焊接；二、建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量控制的主要措施隨著我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的不斷發(fā)展，鋼種的應(yīng)用也隨之增加，在材料的選擇上，

6、更趨向于高強(qiáng)度、大厚度的鋼材。鋼結(jié)構(gòu)在外觀的上的張揚(yáng)、個(gè)性的特點(diǎn)。在建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接工程中，無(wú)論是安裝還是制作，焊接工作對(duì)工程的安全、質(zhì)量都起到了舉足輕重的作用。在我國(guó)以鋼結(jié)構(gòu)為代表的，國(guó)家體育場(chǎng)"鳥(niǎo)巢"鋼結(jié)構(gòu)的焊接工程中，開(kāi)發(fā)研究了焊接技術(shù)的針對(duì)性極強(qiáng)，將我國(guó)的建筑鋼結(jié)構(gòu)迅速進(jìn)入到了成熟期，使技術(shù)水平提升到了-個(gè)新的臺(tái)階。但結(jié)合工程的實(shí)際情況，根據(jù)對(duì)以上影響焊接質(zhì)量的因素的分析，其控制鋼結(jié)構(gòu)焊接的質(zhì)量的主要措施有：1.搞好焊接前的基本準(zhǔn)備工作搞好焊接施工質(zhì)量的準(zhǔn)備工作，是保證焊接工藝質(zhì)量的一個(gè)重要措施。要搞好焊接前的基本準(zhǔn)備工作，要確認(rèn)做好以下幾點(diǎn)基本項(xiàng)目：準(zhǔn)備好焊接施工

7、作業(yè)環(huán)境，搞好各種施工安全準(zhǔn)備；搞好焊接加工拼裝準(zhǔn)備，比如坡口的形狀與尺寸、錯(cuò)邊、根部的間隙、定位焊、背面墊板的安裝狀態(tài)、引弧板的安裝狀態(tài)；搞好各種焊接施工所需的器具與材料準(zhǔn)備；正式焊接之前，還要清理、預(yù)熱坡口表面，為焊接做好最后準(zhǔn)備。2.做好施工人員從業(yè)資格的認(rèn)證"人"主要是指操作者及檢驗(yàn)、試驗(yàn)者。按照iso9001質(zhì)量體系相關(guān)條款要求，首先，對(duì)焊接人員、無(wú)損檢測(cè)人員的資格及能力進(jìn)行鑒定，包括檢查資格證書(shū)是否有效，檢查資格證書(shū)所注明的允許操作范圍，是否與目前即將開(kāi)始的工程要求相一致，如焊接母材、焊接方法、焊接位置是否與焊工合格證所注明的相一致；其次，進(jìn)行必要的技術(shù)培訓(xùn)。例

8、如，為確保施工質(zhì)量，參加本次焊接施工的焊工全部按照jgj81-91建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程第八章"焊工考試"的規(guī)定，進(jìn)行了考試并取得合格證，才進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行焊接。3.施工工藝熔焊栓釘焊接施工工藝流程見(jiàn)圖1示。正式焊接前應(yīng)試焊1個(gè)焊釘（用榔頭敲擊使釘彎曲大約30°，無(wú)肉眼可見(jiàn)裂紋后方可開(kāi)始正式焊接。否則應(yīng)修改施工工藝）。每天焊接完，都要從每根梁上選擇兩個(gè)栓釘用榔頭敲彎約30°，無(wú)肉眼可見(jiàn)裂紋方可繼續(xù)焊接（否則應(yīng)修改施工工藝）。如果有不向應(yīng)從焊縫不飽滿的一側(cè)進(jìn)行）。4.焊后檢查4.1 焊縫外觀檢查在無(wú)損檢測(cè)之前進(jìn)行焊縫外觀檢測(cè)，避免焊縫表面出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題。焊縫的

9、檢查應(yīng)包括接頭的表面是否均平、焊縫尺寸是否存在偏差。外觀是否清潔整齊，表面是否存在裂紋等缺陷，防止熔渣等飛濺物損壞焊縫的質(zhì)量，科學(xué)合理的進(jìn)行檢查。4.2焊縫內(nèi)部質(zhì)量的檢驗(yàn)檢測(cè)方法的選擇上，應(yīng)根據(jù)不同焊縫質(zhì)量要求等級(jí)及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，選擇為射線、超聲波、磁粉（表面裂紋）、滲透（非鐵性表面缺陷）。做好焊縫內(nèi)部質(zhì)量的檢驗(yàn)是保證焊接質(zhì)量的關(guān)鍵，因此需要選擇恰當(dāng)?shù)臋z驗(yàn)方法。無(wú)損檢測(cè)采用的方法和檢測(cè)比例應(yīng)需要按照設(shè)計(jì)要求規(guī)定，并且應(yīng)符合有關(guān)施工規(guī)范。抽檢的焊口應(yīng)在監(jiān)理人員在現(xiàn)場(chǎng)的情況下選定，并記下焊口的編號(hào)。無(wú)損檢測(cè)結(jié)束后，施工單位焊口圖上準(zhǔn)確標(biāo)明編號(hào)、材質(zhì)、規(guī)格、焊口位置、焊工代號(hào)、無(wú)損檢測(cè)位置、無(wú)損檢測(cè)方法。檢驗(yàn)人員應(yīng)及時(shí)對(duì)無(wú)損檢測(cè)報(bào)告以及射線底片進(jìn)行檢查。如有些焊縫需要返工，在返工的時(shí)候也必須按照返修標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格執(zhí)行返修的要求。同時(shí)，需要工作人員對(duì)返工的過(guò)程做好施工記錄，及時(shí)審查擴(kuò)深的射線底片報(bào)告，在焊口圖上準(zhǔn)確標(biāo)記好返修的擴(kuò)深部位。三、結(jié)語(yǔ)總而言之，焊接質(zhì)量的好壞直接決定了一個(gè)鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量的好壞。我們必須從前期就要合理組織，選出優(yōu)秀的施工方案。而施工企業(yè)在施工前首先要確認(rèn)的就是剛才的質(zhì)量是否