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摘要：钢筋焊接都是由人工完成，电焊工技术水平和焊接设备在很大程度上代表了焊件的质量，只有提高电焊工技术水平，严格执行焊接工艺，加强管理，才能从根本上解决钢筋焊接质量。本文主要分析了焊接变形对质量的影响及控制，然后阐述了单面焊双面成形焊接产生缺陷的原因分析及预防措施，最后提出了焊接缺陷的影响及控制措施。
关键词：焊接质量；焊接技术；断裂；影响控制
0.引言
建筑工程中影响钢筋焊接异常断裂的原因较为复杂，总的来说包括材质本身、焊接工艺或试验等几方面的因素，而且它们都并非完全独立，而是有机联系和相互影响的。
1.异常断裂的原因分析
1.1材质因素。钢筋材质好坏是影响焊接质量的首要因素，若化学成分中的有害杂质如磷、硫、氧等含量低，其焊接性就较好；有些合金元素当含量适中时会有利于改善钢材的性能，另一方面当其含量＞0.3%时又会明显降低可焊性。晶体组织和结构的变化既与碳和合金元素含量的变化有关，同时也与温度和外力的变化有关。
1.2焊接工艺因素。焊接时的设备性能、电流大小和稳定性，焊接材料与木材金属的匹配程度，焊工的技术水平和熟练程度，焊接的顺序、操作速度、环境温湿度、焊件的冷却速度等都会对焊接质量造成直接的影响。若焊接热量过大和温度过高，加热速度过快，则焊接后的急剧冷却会使晶体组织和结构发生变化，影响钢材的机械性能并使其变脆。
1.3试验因素。主要有两个方面：①试件阻焊时两夹持段不同轴导致产生附加作业使焊缝纵向开裂或扭折；②加荷速度过大使试件应力急速增大，晶体结构急速破坏而降低强度。
2.焊件异常断裂的几种现象和影响焊接质量的因素分析
2.1母材强度过高。在高应力状态下热影响区发生脆性断裂，从大量例子中可以看出，凡是母材原材拉伸试验表现为强度高、伸长率低、塑性差的钢筋，在焊接试验中具有热脆性，易发生脆性断裂。因此凡是原材料在机械性能试验中表现较差时，不宜采用焊接，且最好不在重要结构中使用。
2.2低应力状态下热影响区发生脆性断裂。这种情况的性质较严重，破坏时应力尚未达到规定强度值，甚至低得惊人。母材属高强低塑的，凡机械性能试验和化学分析中出现高强低塑或化学成分远比标准值高时，应避免使用。
2.3焊接不当，焊缝堆积过量，导致烧伤。据观察，这种试件容量在焊缝端部发生不正常的断裂，断口不像脆断那样平齐。这种情况多发生在直径＞16mm的焊件中，断裂荷载往往远低于规定值。
2.4手工电弧焊直接在母材上引弧，引弧点处容易发生脆断。我们时常见到试件母材上有引弧点，它们发生脆断的机率很高，但这却容易被忽视。由于引弧时热能很高，且集中于一点，使该点的温度相当高，同时冷却也很快，使得该点的晶粒变粗，产生内应力而发展成裂纹，并在外力作用下迅速扩展而产生脆断。焊缝强度低，在未达到规定强度时沿搭接焊缝纵向撕裂，这可能是由于焊条级别不符合要求或质量差，使焊缝金属与母材强度不匹配。
2.5焊接电流。焊接电流大小选择恰当与否直接影响到焊接最终质量。焊接电流过大，可以提高生产率，并使熔深增加，但易出现咬边、焊瘤等缺陷，并增大气孔倾向。尤其在立焊时熔池难以控制，易出现焊瘤，弧长增加，就会产生咬边。焊接电流过小，溶深减小，易出现未焊透、融合不良、夹渣、脱节等缺陷。
2.6焊接电源自身因素引起的原因。焊接电源是焊接工艺过程中最重要的因素，若焊接电源自身性能不好，必然不会产生良好的焊件。当焊机的动特性差，电弧燃烧不稳定，就不能保证工艺参数稳定，焊接过程就无法正常进行，焊接质量就得不到保证。
2.7焊速。焊接速度是表征焊接生产效率的主要参数。合理选择焊接速度对保证焊接质量极其重要。焊速过快，使熔池温度不够，易造成未焊透、未融合、焊缝成形不良等缺陷。焊速过慢，使温度过高，热影响区宽度增加，焊接接头的晶粒变粗，机械性能降低，变形量增大，同时焊速过慢还会使每层的厚度增大，导致熔渣倒流，形成夹渣等缺陷。
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2.8电弧电压。焊接过程中合理的控制电弧长度是保证焊缝稳定的重要因素。电弧过长对熔化金属保护差，空气中的氧、氮等有害气体容易侵入，使焊缝产生气孔，焊接金属的机械性能降低。但弧长过短，就会引起粘焊条现象，且由于电弧对熔池的表面压力过大，不利于熔池的熔合，使熔池中气体及熔渣上浮受阻，从而引起气孔、夹渣等缺陷的产生。
2.9焊接层数及焊条类型和直径的影响。焊接层数的选择对焊缝质量也有一定的影响，层厚过大，对焊缝金属的塑性有不利的影响，且焊接过程中熔渣倒流，产生夹渣和未溶合等缺陷。但每层厚度也不易过小，以免造成焊缝两侧熔合不良。焊缝金属的性能主要由焊条和焊件金属相互熔化来决定。因此，焊条类型选择合适与否是影响焊缝质量的重要因素。焊条直径的大小除了对生产率有一定的影响外，对焊接质量也有一定影响。焊条直径过大，在进行打底层焊接和立焊焊接时熔池难以控制，易产生缺陷。
2.10操作因素。在焊接生产过程中，焊工操作技术水平低，就意味着打底层的运条方法、焊条角度、接头方法、中间层及盖面层的运条方法、接头、收尾等操作方法掌握不熟练，是造成焊缝质量差的主要原因之一。焊前对焊件上的油、锈、水分清理不严格，焊条未经烘干或烘烤温度不够而投入使用， 会促使焊缝产生气孔， 从而使焊缝质量达不到要求。
3.影响钢筋焊接质量的控制措施
通过上述出现异常断裂现象和影响焊接质量的因素的分析，有必要追溯到施工现场的焊接质量，同样潜伏着质量隐患，应引起现场施工人员和质量管理人员的高度重视，提高认识，采取有效措施消除焊接所产生的潜在隐患。
3.1钢筋在焊接试验前必须进行机械性能试验和化学分析，对可焊接性差（如高强低塑、化学成分含量明显超标）的钢筋，不宜采用焊接。
3.2手工电弧焊不要在母材上引弧。《钢筋焊接及验收规程》中规定：“焊接时引弧应在垫板、帮条或形成焊缝的部位进行，不得烧伤主筋”。焊接底线与钢筋应接触紧密。
3.3焊前准备。焊前应对焊机进行试焊，确认焊机的电弧性能和稳定性能好，工艺参数的调节方便、灵活。焊件应开Y型破口，钝边尺寸一般在0.5- 1.0 之间，破口边缘100mm以内将表面的铁锈、油污等清理干净，露出金属光泽。对焊条进行400℃烘干，保温2-4h。使用时将焊条放在保温桶内，随用随取。根据焊件选择合适的焊条类型及直径。
3.4选择合适的工艺参数。焊接电流应根据焊件厚度、焊接位置、焊条直径和焊接经验进行选择，使所选择的电流不易造成焊缝咬边、烧穿、夹渣、未焊透等缺陷。焊接过程中应选择短弧焊，以避免咬边、未焊透、气孔等缺陷的产生。焊速应合适，不应过慢，以每层厚度不大于4mm 为宜，以免高温停留增长，影响焊缝的机械性能，但焊速也不易过快，以免造成未溶合、未焊透等缺陷。总之，应正确选配焊接材料，采用合理的焊接工艺方法，控制熔合比，调节焊接热循环特征，运用合理的操作方法和破口设计，辅以预热、层间保温及缓冷或焊后热处理方法等，获得优质的焊缝。
3.5焊工技术水平。焊接生产中，焊工操作技术掌握的水平，往往决定了焊缝的质量。因此，加强焊工操作技能的训练是保证焊缝质量的关键。
4.结语
上述钢筋焊接问题有的看似微小，但一旦忽视就可能成为日后安全质量事故的祸根，因此在工程质量管理中应高度重视并克服麻痹思想，要求焊接人员严格按《规程》操作，质检人员应严加监管，一旦有上述缺陷应予以处理，确保结构安全。
参考文献
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[2]金属学《高等学校教材》，上海交通大学.
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[5]方文鹏.钨极氩弧焊工艺参数的选择和焊缝缺陷的预防[J].电焊机.2006（06）.
论文作者:杨立新,李保革
论文发表刊物:《基层建设》2017年第29期
论文发表时间:2018/1/7
标签：质量论文; 焊条论文; 钢筋论文; 缺陷论文; 熔池论文; 电弧论文; 因素论文; 《基层建设》2017年第29期论文;