摘要：现场焊接工艺是影响钢结构质量的重要因素，但是在目前很多钢结构建筑的施工中往往会出现很多主客观因素导致现场焊接出现问题。基于此，本文结合目前钢结构现场焊接的工艺，对如何控制其质量提出了自己建议，希望对相关工作人员有所启示。
关键词：现场焊接工艺；钢结构；施工质量
1.引言
钢结构建筑目前是比较常见的，广泛应用于超高层建筑、厂房、大跨度建筑桥梁等，具有较轻重量、短周期、比较强的适应性等优势。其中，现场焊接的状况对于钢结构的质量具有直接影响。如果现场焊接出现问题，将会给整个钢结构工程带来很多安全隐患。但是，目前很多钢结构建筑由于外部环境、工程本身的因素以及一些人为因素等，往往导致在现场焊接时出现问题。
以某商务广场钢结构工程为例，该工程属于典型的超长高层全钢结构（正如图1所示），具有比较大的跨度和悬挑，导致在现场焊接施工时存在重重困难。一是超长的焊接过程容易导致钢结构出现累积的变形，从而对整个工程的精度产生不良影响；二是由于是全钢结构，现场焊接所带来的较大结构内应力威胁着整体结构安全；三是大工程量容易产生结构温度应力。在实际施工中，工作人员采取了薄层多道、小电流、对称施焊以及二氧化碳焊接等措施，很好的解决了现场焊接施工中存在的问题。因此，对于钢结构现场焊接工艺要重视，必须采取一定的措施控制现场焊接的质量。
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图1 某商务广场钢结构平面图
2.钢结构现场焊接工艺
2.1 现场焊接的施工流程
现场焊接一般分为十个流程，依次是准备坡口、吊装对口、点固焊、预热、里口施焊、背部清根、外口施焊、里口施焊、自检或者专检、焊后热处理以及无损检查。其中坡口准备一般是在工厂内就要求制作完成的。最后一步的无损检查，焊缝质量要按照设计要求达到二级合格。
2.2 手工电弧焊
手工电弧焊目前广泛应用在钢结构现场焊接中，尤其是在一些品种较多但是批量较小的焊接件中更是具有其他焊接方法无法比拟的优势。该种焊接工艺的操作比较简单，成本也不高，而且手工焊的药皮中存在着一定的脱碳因素，这就在一定程度上减少了钢结构的碳含量，对钢结构起到一定的保护。但是，手工电弧焊在现场施工中仍然存在着一定问题，如果不加以注意和控制，就容易影响钢结构的质量。一是焊接工人的实际操作能力直接关系着最终的焊接质量，因此在进行正式焊接之前必须接受严格的培训并通过操作考核。二是焊接环境对焊接的质量也有很大影响，如果环境中有许多烟尘和很大的弧光，就很容易导致焊接出现气孔、夹渣以及没有融合和焊透等问题。
2.3 二氧化碳气体保护焊
二氧化碳气体保护焊是利用CO2作为保护气体的现场焊接方法，在钢结构建筑、安装领域中应用的比较多，尤其是在自动焊和全方位焊接施工中。该种焊接方法所需要的CO2气体和焊丝的价格比较低，能够降低施工成本。而且在进行焊接时的效率比较高，只有很少的熔渣，形成的焊缝也比较好。此外，借助于CO2气体，焊缝处的氢含量比较低，冷脆问题和气孔现象不容易发生，且抗腐蚀能力较好。但是这种焊接方法仍然存在着一些问题，如容易产生飞溅金属屑，影响焊缝的外形；不适宜在有风的天气使用；在进行焊接时会产生比较强的弧光，会对人体造成很大的伤害等。
3.钢结构现场焊接工艺的质量控制措施
3.1 做好焊接规划
在正式施工之前，施工单位应当按照设计图纸的要求，根据既定的技术参数规划各个部件的焊接顺序。在实施焊接工作之前，应当注意部件的实际布置场景以合理有效地选择自由端，这样才能将焊接误差降至最低，避免因焊接误差偏大造成不合格。在明确了焊接顺序和杆件自由端之后，要严格按照规划好的焊接顺序进行合理的焊接作业，做好监督工作，避免因不合格作业造成误工。
3.2 控制好手工电弧焊施工过程中的质量问题
在使用手工电弧焊这一焊接方法时，经常会出现三个质量问题：气孔、咬边和夹渣。（1）针对气孔问题，一是将焊接的速度适当降低，使得焊缝内部的气体能够逸出来；二是在施工现场要有专门的技术人员对焊接电流进行控制；三是要确保母材上没有油漆、铁锈等污染；四是按照技术要求烘烤焊条。（2）对于咬边问题，除了要保证焊接电流较低之外，还要保持适度的弧长。（3）针对夹渣问题，在现场焊接中一是要将前层煤渣彻底清除，二是要使电流维持较高的强度。
3.3 做好现场焊接之前的准备工作
在施工之前，应当按照相关安全操作规定将操作平台用钢管设置好，准备好手工电弧焊和二氧化碳气保焊等设备。同时确保这些设备符合相关国家技术标准，运行状况良好。施工人员在正式作业之前应当仔细阅读焊接作业指导书，掌握各项技术参数和工艺操作要求，确保能按照工程要求进行施工。
首先，对仪器先检查和预热，尤其是焊口，根据碳当量决定是否需要预热、如何预热以及预热温度。其次，应当检查坡口两边的对角、钝角以及之间的间隙，若坡口两侧有锈斑，应当清理干净，并对其两侧各1公分范围的母材进行均匀预热。最后，为了避免出现温度不符合要求的现象出现，应当使用表面温度计对上述操作的预热温度进行监测，还要再次对预热温度进行检查，如果不符合要求，应再次加热，直至预热温度符合相关要求。预热温度要求见图2。
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图2 现场焊接预热温度要求
3.4 把握焊接施工过程关键点
第一，在焊接工作正式开始之前，应先根据现有人员组建领导小组对整个焊接工作进行指导和负责。成立领导小组后的好处在于各模块分工更加明确，责任分配到个人，有利于管理。同时领导小组应当编写焊接工艺流程和相关施工规范，从技术层面和操作规范方面保证工程顺利进行。第二，在焊接中，应当安排专门的人员对不同焊接进程进行检查并形成书面记录，以此督促施工人员保质保量完成焊接任务。第三，施工完成后，应当对现场进行清理，保存好焊接工作记录，保护好完成的焊接成品。同时，为保证焊接质量，应当选用先进的探伤设备并按照规范做好无伤检测工作。
3.5 控制好使用二氧化碳气体保护焊过程中的质量问题
在使用二氧化碳气体保护焊时出现较多的质量问题是裂纹、夹渣、气孔和咬边。（1）裂纹的预防措施：一是将焊缝深宽比减小；二是填充好焊缝末端的弧坑；三是确保焊丝及其他工件上没有杂物；四是焊接电流适当增大。（2）夹渣的预防措施：一方面在继续进行焊接工作前要确保焊渣已经彻底清除，另一方面在焊接时可以使用一些含脱氧剂比较高的焊丝。（3）气孔的预防措施：一是使CO2气体的量适当增大；二是使电弧电压减小一些；三是确保喷嘴内壁和焊件表面没有杂物。（4）咬边的预防措施：一是焊接速度适当降低；二是合理控制送丝速度；三是焊接时的停留时间适当延长。
4.结束语
综上所述，现场焊接的工艺和质量对钢结构具有直接和关键的作用，是钢结构工程施工中必须要加以注意和控制的。现场焊接过程中产生的问题，不仅影响工程的总体质量，还会导致严重的安全隐患。因此，在钢结构现场焊接中，必须要对其施工工艺进行明确，全面控制现场焊接中可能会出现的影响质量的因素。只有这样，才能保证钢结构的焊接质量，从而不断提高钢结构的施工质量。
参考文献：
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[3]曹玉军. 大跨钢结构箱梁桥现场焊接施工分析[J]. 设备管理与维修，2017（18）：84-85.
论文作者:蔡徐雄
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第22期
论文发表时间:2019/5/24
标签：钢结构论文; 现场论文; 质量论文; 电弧论文; 一是论文; 气孔论文; 气体论文; 《建筑细部》2018年第22期论文;