摘要：随着国民经济的飞速发展，建筑行业也不断发展前进，钢结构的使用成为建筑发展的一种趋势，这是因为它本身具有的特点更加符合现代社会的需求.虽然目前钢结构已经在设计施工中得到了应用，但是开展时间较短，并没有大范围的得到应用.因此进行施工设计时，难免会出现一些问题.本文着重分析了钢结构焊接工程施工技术要点以及常见质量问题的控制措施，以期在实际工程操作中可以提供相应的理论借鉴与指导。
关键词：钢结构；焊接变形；焊接应力
1 焊接应力和焊接变形的定义
在钢结构焊接过程中，由于焊接时产生的热源以及焊接热循环的影响，使焊件不均匀受热，在焊件上形成了不均匀的温度区域，致使焊件根据钢结构的特性不均匀的收缩及膨胀，使焊件内部形成焊接应力引起形变。焊接应力根据焊件材质、焊接时施工方法、焊接工艺及固定时的拘束程度等，造成不同的焊接应力大小及分布，按照焊接应力作用方向可将其分为三大类，分别为单向力、双向应力及三向应力。薄板的对接焊划归为双向应力；大厚度焊件、丁字焊缝划归为三向应力，其具有纵向应力、横向应力及厚度方向产生的应力。三向应力会使钢结构的脆性断裂更易发生，降低材料的塑性，是一种存在安全隐患的应力状态。
焊接残余应力和变形，对钢结构的承载能力以及构件的加工精度有着很大的影响，施工中应该从源头抓起，强化设计方案，增强焊接工艺、焊接方法的精确度，降低焊接应力和残余变形对钢结构造成的影响。
2 钢结构建筑的优缺点
2.1 优势
钢结构采用流水线技术可批量生产，工程施工周期短，可现场完成安装，同时，施工成本也相应降低，可以循环利用.钢结构在现场施工中所表现出的方便快捷等特点获得了社会各界的广泛认同，正因它自身的这种特点更加促进了其在建筑行业的广泛应用.钢结构的广泛应用促进了构件的批量生产，这样反过来又使得施工更加便利.优化钢结构的施工环节，可以无形中缩进施工周期，实现节约成本的目的；相比于钢筋混凝土，钢结构的自重很轻，可以有效降低建筑物自重；同样相比于其他建筑结构，钢结构建设的适应性更强，适合于那些地基承载力较弱和地震强度较高的地区。
2.2 劣势钢结构本身导热性能好
一旦发生火灾，在温度超出钢本身最大熔点值的情况下，将使得钢结构的刚度和强度急剧下降，易产生安全事故.因此，要对钢结构建筑设计的防火方案予以足够重视；钢结构本身含铁量相对较高耐腐蚀性差，因此，钢材料在使用过程中会和空气及水分发生氧化，进而生锈，导致更加严重的后果.在钢结构建筑施工过程中，要全面考虑潜在问题避免对建筑工程的质量产生影响。
3 常见焊接缺陷分析
3.1 裂纹
焊接过程中应当杜绝裂纹缺陷，它的危害很大，有热裂纹与冷裂纹之分。第一，由于液态金属在结晶过程中具有焊接应力，由此可产生热裂纹。而冷裂纹，是在焊接之后，接头冷却过程中生成淬火组织，由此形成的裂纹。
3.2 咬边
咬边是一种常见的焊接缺陷。焊接过程中，由于焊接角度有误、选择电弧的长度不当、焊接速度过快、电流过大等因素，会出现一个未被焊丝填充的凹槽，这就是咬边缺陷。这种缺陷会导致开裂，还会减弱接头的强度。
3.3 气孔
焊接时，多种因素会导致气孔缺陷的产生。比如，通风气流妨碍了保护气体，或者保护气体自身不足、被污染；焊接速度过快；焊接电压或电流大小不当；母材的杂质多、表面生锈或存在污垢等等。
3.4 未焊透
由于焊接中电流或者角度过小、根部尺寸过大等因素，接头的根部不能完全熔透，这样就形成了未焊透。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这种缺陷会形成开裂，还会降低接头的强度，使其不能禁受住较大的外力作用，甚至导致整个构件损坏。
3.5 夹渣
如果焊接过程中熔深过浅、焊条药皮受潮、坡口角度过小、接头处理不彻底、电流过小等，就会形成夹渣，即在焊接之后有杂物存留在焊缝的内部。这种缺陷会降低焊缝的韧性和塑性，危害较大。
4 钢结构焊接施工质量管理控制
4.1 焊接施工管理
在开始施工之前，要成立专门的焊接小组，技术到位，责任到人，制定相应的焊接流程和保证性措施，规范化焊接施工工艺；在施工过程中对焊接技术进行全程管控，并做好监查记录；焊接施工完成后做好检测工作，确保焊接质量；尽量避免在冬季以及恶劣天气下进行焊接施工，以防低温对焊缝质量产生影响；施工现场的焊接材料应按类别整齐存放，并定期检查，做好相关记录工作；对焊接设备进行定期养护，确保设备正常运行，提高焊接工作效率和质量。
4.2 焊接变形的处理
一旦焊接施工中出现变形现象，要马上进行矫正，可以通过反变形焊接和刚性固定焊接来实现矫正。反变形焊接适用于对精度要求不高的工件，并且在焊接完成后还要对工件角度进行微调；刚性固定焊接是将工件固定牢靠，利用外力防止其变形，焊接方法可以先点焊后拉焊，在焊接过程中随时对工件参数进行测量，如有偏差要及时调整，以防焊接完成后的工件与预期相差太大，造成工件报废。
4.3 焊接断裂的处理
在设计时就要对工件的材料、应力进行详尽的分析，考虑焊接成品性能，优化焊接过程；在焊接之前做好焊接的预实践，并在实际施工之前做好预热工作，如果焊接过程中发生断裂，操作人员应立即停止焊接，对焊接点位置的准确信进行检查，调整偏差后方可继续焊接，并需要补全之前焊接的裂缝。
4.4 焊后开裂的处理
目前很多的焊后开裂问题多见于操作人员焊接施工不规范而造成，在人为可控因素中，焊接组长应当对操作人员进行工作监督和技术指点，督促操作人员严格按照操作规程来焊接工件，并且要遵循钢结构设计图纸注明的顺序进行焊接，以保证钢结构焊接过程的科学性，增强钢结构的稳定性；严格把控焊条的质量，焊条的杂质含量不得高于标准要求，在焊条使用之前做好烘焙工作，在焊接时尽量多采用小电流多层焊接的方式，能够有效地防止焊后开裂现象。
4.5 减小焊缝尺寸设计要求
在设计优化阶段，利用应力计算合理考虑局部加热循5环，避免其引起的二次焊接应力。同时端正观念，消除5焊缝越大越安全的错误想法。施焊过程中控制好焊缝的5尺寸，控制好焊缝的坡口角度，尽量采用双面焊接坡口。
4.6 补偿加热法
对于较厚的钢构件，可以在焊接前进行焊前预热，有5效减少焊接热输入的流失，避免因热度不均匀而产生裂5缝。结合现场实际情况对焊缝周围的一些构件部位进行5预热，结合钢构件的实际情况确定加热的温度量。
5 结束语
焊接质量的好坏，是设备能否正常运行的关键所在。如果不能对焊接缺陷提起足够的重视，有可能导致生产事故发生，造成人员及财产的损失。因此，规范焊接操作流程，提高相关技术人员的技能水平，及时探查焊接过程中的缺陷问题，并采取措施进行有效的预防与控制，这些可以在很大程度上提高焊接的质量，保障安全生产。建立健全焊接从业人员职业培训体系，提高焊接从业人员的整体素质；加强对焊接过程的控制，是改变目前建筑钢结构工程中焊接质量较差的有效措施之一。
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论文作者:崔立业
论文发表刊物:《基层建设》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/4
标签：应力论文; 钢结构论文; 工件论文; 过程中论文; 缺陷论文; 裂纹论文; 质量论文; 《基层建设》2017年第28期论文;