钢结构焊接工程技术要点及质量控制技术探讨论文_周文斌,纪后全

钢结构焊接工程技术要点及质量控制技术探讨论文_周文斌,纪后全

上海振华重工(集团)股份有限公司长兴分公司 上海 201913

摘要:随着我国基础设施建设的工作的不断推进,钢结构逐渐的焕发出它的优势,被广泛的应用在建筑行业中来,与此同时关于钢结构的焊接施工方面的质量问题也被展现在公众的面前。这对于建筑从业者来说既是一种机遇同时又是一份责任,我们应当充分的把握现有的焊接施工技术,严格把控焊接工程中的质量控制管理,最终从全世界的焊接技术中脱颖而出。目前,我国现如今还没有出台与建筑钢结构设计,建筑结构的施工(焊工)有关的规范、标准。

关键词:钢结构;焊接工程;技术要点;质量控制

引言:我们国家的经济正在发生着翻天覆地的变化,这也为我们国家的基础设施建筑提供了强有力的财政支持,作为新兴的装配式建筑的核心部件的钢结构,一直是国内很多专家学者孜孜不倦的研究对象,特别是针对钢结构的焊接工艺,一直是我们国家的发展强项。现阶段在施行钢结构焊接工艺时,由于环境因素等种种原因导致我们在进行构件焊接时发生变形,这严重的影响到我们的钢结构整体质量。对此笔者认为我们需要重视起钢结构的焊接过程管理,做到从人员素质的打造、施工工艺的创新、各类生产要素的严格把控等诸多条件来进行入手,实行全面的精细化焊接施工管理,这样才能够从根本上来提升我们国家现有的钢结构焊接工艺。

1钢结构施工的重要性

随着钢结构式建筑的出现,它无论是在结构性能上还是建筑审美上都得到社会的广泛认可,在未来钢结构建筑将会成为一种必然的发展趋势,现在已经有很多的规模较大的钢结构式建筑的出现,科学家们对钢结构的使用材料也开始更加深入广泛的研究,从低碳钢发展到高强合金钢、铸钢等新型金属材料,使得钢架构无论是在刚度还是强度方面都取得了较大的突破,有的人开始将眼光转向了合金材料,这里我们相信未来的钢结构建筑将会更加的引人注目。钢结构对比传统的钢筋混凝土,它具有环保清洁、施工灵活、抗震防火的特点,这与我国的现阶段基本国情相一致。钢结构的原材料正是钢铁,这为推动我们国家的节能减排和废物利用创造了更好的出路。对于钢结构的施工我们国家也在不断的探索,我们一直很重视施工工艺的创新和配套设施的不断完善,由于钢结构施工涉及到的内容和范围较广,我们也开始将目光转向于施工质量的过程控制,这样在能够有效的降低施工风险的同时提高建筑物的整体实用性能。

2钢结构建筑的优缺点

2.1优势

钢结构主要是用钢材制成的,它的最大特点就是可以在工厂进行批量化、标准化生产,然后在施工现场通过组装焊接完成钢结构的搭建,施工灵活并且经济成本相对较低,与此同时它还可以被循环使用,利用率得到了提升。钢结构建筑的出现使得基础设施建设的速度在不断的加快,它使得很多工期得到了提前同时又不影响到建筑的使用性能,间接的起到节约经济成本的目的。照比传统的混凝土建筑来说,钢结构的体积较小且自重较轻,并且它对环境的适应性更强,适合一些地质比较差的地区进行基础设施的修建。我们国家的作业钢产业大国,完全有足够的能力满足国内的钢结构建设所需的钢材料,这在一定程度上减少了经济压力,同时钢结构建筑还具有环保清洁的特点。

2.2劣势

前面我们说到了钢结构的原料就是钢材,因此它的导热性能自然要比混凝土建筑要好,但是当发生严重的火灾时,周围环境的温度在大于钢材自身熔点的情况下,这时钢材的刚度和强度就开始呈指数下降,所导致的事故后果也是不可想象的。因此我们需要在进行钢架构设计时充分的考虑到预防火灾的方案,并且考虑到钢结构建筑容易受腐蚀性物质腐蚀,需要对钢结构进行定期的维护处理,做好防氧化、防腐蚀工作,杜绝钢结构在施工过程中出现严重的质量问题。

3建筑钢结构焊接施工要点

建筑钢结构的焊接施工要点包括加工准备及下料、测量放线、悬挂臂安装焊接、校准检验等,具体分述如下:

3.1加工准备及下料

在进行过钢结构或者构件的加工作业前需要认真的阅读施工方案,然后按照施工图纸来进行操作,准备好加工时所需的样板和号料。由于在初加工期间和运输、存放过程中的种种原因导致钢材走样、变形,这时我们需要对钢材进行矫正,矫正工作要在钢材下料前完成,出现的误差也要控制在允许的范围内,与此同时还需要做好钢材的防氧化、防腐蚀的处理工作,确保在后续的使用过程中不出现任何的质量问题。

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3.2测量放线

土建标高基准线是预测标高的重要依据,在进行标高时我们需要进行次的测量,然后选择一个均值作为实际的标高,对于标高可能出现的偏差,需要进行仔细检测,当然对于可能出现的左右偏差也需要提前预防,在实际的作业时要尽可能的控制存在的误差不要超过允许的范围内,否则对于整个钢结构而言可能造成因小失大的后果,我们要高度重视标高的划定。整理测量结果,给出具体的方案。沿楼板外沿进行具体工作的实施。

3.3悬挂臂安装焊接

悬挂臂安装是通过焊接来完成的,在施工前首先要测试焊接点,并不断的调整悬挂臂的位置设计,等待所有工作进行就绪之后再进行下一步。以此类推,其他的悬挂臂的安装过程也是如此,每次都需要等待前面的工作就绪以后再进行下一步的工作,每次都需要将悬挂臂的位置调好都在进行点焊作业。以测试时悬挂臂的上下部距离为基础,作为实际施工的最高、最底标高线确定下来,在后续的实际施工时严格按照这个规范来进行,误差绝对不允许超过规定值。型钢与钢板预埋时需要对边角进行修整,除去有楞角的地方,等待规范焊接结束后在对其进行打磨平整。

3.4校准检验

悬挂臂焊接结束后,要对其进行复检,复检的内容主要包括:侧面的下垂程度是否在允许的范围内;整体的协调性是否稳定;关键部位的防锈喷漆处理工作是否落实到位,涂料及漆膜厚度是否达标;在钢结构的肢型钢中同样需要涂漆处理,检查涂漆是否完全覆盖;对用到的玻璃物品的边角进行加工处理。为了确保安装作业达到要求,我们在进行施工前务必需要先对其进行试验,确保各项参数符合要求以后再进行施工作业,这样就能够有效的预防因为焊接事故的发生,同时也是为了确保各项参数的准确性。

4安装焊接工艺

(1)焊接时,应根据结构体形特点,选择若干基准柱或基准节间,开始焊接主梁与柱之间的焊缝,然后向四周扩展施焊,以避免焊缝的收缩变形向一个方向积累。这样有助于释放钢材内部的应力,防止受力过于集中。

(2)先完成每段节柱上的柱、梁接点拼装,这时在由上至下的有序焊接,焊接时要注意框架的稳定性,防止因为晃动出现偏差;环节螺栓时应当按照先栓后焊(如腹板的连接)的步骤来进行,预防孔洞因为受热发生位移影响螺栓的穿入;采用对称式焊接的方法来进行柱、梁节点的焊接,这样确保焊接进度快速进行的同时预防焊接裂纹的产生。

(3)柱-柱节点的焊接自然是由下层往上层顺序焊接。因为金属受热会发生膨胀,这时再加上重力的作用会导致原先的标高发生位移而存在误差,这时我们需要在焊接完一定数量的节柱后,重新调整柱长和标高。

(4)各种节点的焊接顺序。柱-柱拼接节点的焊接顺序,主要应该考虑避免柱截面对称侧由于焊缝的收缩量不均衡而使柱发生偏斜,控制好钢结构的外形尺寸,但是应同时尽量减小焊缝拘束度,以防止产生焊接裂纹。

5质量控制

质量控制的目的是防止在焊接施工过程中因为认为处理不当等问题导致焊接作业达不到要求,据统计因此焊接质量导致的返修率均在80%以上,由此可见质量控制工作不到位所导致的后果是十分严重。往往很多人有意无意的忽视垫板靠焊缝一侧垫板表面的氧化皮、铁锈没有清理干净,在焊接过程时会因为密合不紧实而出现缝隙,长期在外力的作用下就会出现开裂的现象,这是极为严重的焊接质量问题。焊接过程的把控不严、技术交代不彻底、对焊工的约束不到位、焊接部位的参数设计不准确等,都会给焊接工作带来严重的误导,到时焊接工作结束后焊接处出现各种各样的开裂、变形等质量问题,严重的影响到钢结构的使用质量和性能。因此,我们要综合的评估每一次焊接作业的可行性,要根据国家的有关规定和以往的经验来认真的编制施工指导文件,明确焊接的技术路程。科学的采用焊接材料,严格确定坡口的大小和预留的间隙,注意焊接过程中电流的大小和加热的时间长短,确保焊接工作高质量的进行。

结语:同时,在设计和施工时充分考虑焊接应力和变形这一特点是十分重要的,而对焊接过程进行有效的控制,可减小焊接应力和变形的影响。为了确保工程质量的目的,在多数情况下为了有效地控制钢结构的焊接变形,根据焊接要求的不同采取相对应的钢结构焊接技术。并且在实践中,由于材料、结构以及焊接施工现场环境等影响,为了提高焊接变形技术水平,要不断地总结和积累焊接经验,从而提高控制焊接应力。

参考文献:

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[5]张友权,侯敏.浅谈建筑钢结构焊接技术在我国的发展[J].钢结构,2012,27(S1):327-334.

论文作者:周文斌,纪后全

论文发表刊物:《基层建设》2018年第1期

论文发表时间:2018/5/18

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