1.博迈科海洋工程股份有限公司 天津 300457；2.天津博迈科海洋工程有限公司 天津 300457
摘要：钢结构具有成本低、施工便捷、外形美观等诸多优势，因此受到相关人员的重点关注，并在建筑行业中大范围应用，极大地满足了建筑形式多元化发展需求。钢结构施工质量控制之中，最重要就要确保钢结构焊接施工质量，建筑业飞速发展，钢结构建筑物则日益提升。焊接是其中关键环节，焊接质量很大程度上取决钢结构整体质量。
关键词：钢结构；焊接工艺；运用
引言
钢结构工程具有施工快捷、抗震、环保等特点，近年来的应用得到了飞速发展，钢结构工程的质量控制主要体现在焊接质量的控制。
1钢结构施工中焊接工艺的运用
1.1高强钢焊接技术
在进行焊接时，熔敷金属的强度、塑性和冲击韧性是焊接施工中选择焊材需要重点考虑的因素。在选择焊材时，首先，必须要选择最低值高于母材标准规定要求的焊接材料，从而满足强匹配的要求。其次，在厚板焊接时，焊缝塑性必须要能够统筹兼顾，因此焊材必须要在厚度效应和强度、节点拘束度等方面，都要选择低强焊材。再次，为了使焊缝能够达到钢材的规范要求，也就是满足冲击韧性要求，必须要重点注意韧性强度因素，并以此为依据选择适合的焊材。在进行高强钢焊接时，对焊接质量的评价方法主要有碳当量计算、插销实验临界断裂应力以及热影响区最高硬度实验3种评定方法。此外，还要进行最低热温度确定，其主要方法有焊接线硬度确定以及抗裂实验2种方法。
1.2低温焊接施工工艺
某厂房跨度为60m，厂房框架由18根框架柱构成，柱子为焊接H型钢。抗风柱和主刚架梁材质均为Q345B；其余结构材质均为Q235B。本工程地处高纬度地带，冬季非常严寒，春季有暴风雪，且风荷载大，对钢结构制作和安装非常不利。由于建设工期紧，需要在整个冬季及春季进行焊接施工，低温条件下钢结构焊接技术就成了本工程质量控制的重中之重。
（1）焊材的选择：本工程抗风柱和主钢架梁采用的E5015、E5016型低氢焊条，焊条直径准=5mm，其余采用的E4303型焊条，焊丝直径为ф+4mm、5mm。
（2）焊接人员的配备：为了保证低温焊接的质量，减少低温环境对焊工施焊时的影响，本工程在进入负温环境的初期，组织并进行了适应性培训和考核，选择焊接技术水平高、心理素质较高的焊工承担低温焊接工作。
（3）焊接工艺的确定：开展焊接工作之前，需要提前做好焊接工艺评定试验，选用合理的适用的焊接工艺，且焊接工艺评定应符合国家现行的《建筑结构焊接规程》的规定。
（4）焊接温度的控制：焊接前采用火焰加热法对焊接区域进行预热，焊后紧急进行热处理及保温，并采用硅酸盐保温棉包裹焊接接头，使焊缝缓慢的冷却。在负温度下露天焊接钢结构时，宜搭设临时防护棚，防护棚内可以根据需要定点设置火炉增加棚内温度，从而提高焊接区施焊时温度，提高其焊缝质量。本工程搭设防护棚宽1.2m×长1.2×高1.2。
（5）焊后检查：待焊接区域缓慢冷却后应对焊缝外观进行检查，查看有无延迟裂纹及热影响区变形，目测检查合格后再对其进行超声波探伤检测。本工程超声波检测耦合剂采用工业浆糊，经检测在焊缝内部及热影响区没有发现裂纹，焊缝质量依据GB11345-89标准评定，符合II级焊缝质量的要求，满足本工程的设计要求。
1.3厚钢板焊接技术
在厚钢板焊接中，需要注意对坡口形式的合理选择，从而有效降低质量问题。例如，对双U或者X坡口进行焊接时，要注意防止裂缝的产生，同时还要注意变形情况，采用有效的预防措施，从而提高厚钢板焊接质量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2钢结构焊接质量控制措施
2.1焊接变形控制措施
（1）尽可能地使焊缝的截面积减小，施焊量只要使连接需求满足就可以了，也就是说：“不过焊”，就是根据焊脚尺寸来对焊缝强度决定，因此，针对高凸焊缝，多出来的焊缝金属，结合规范要求，其不会使许可强度提各项，会使应力集中系数加大，使得坡口中的综合性能受天台晓望呼影响。在对接厚板焊缝时，要将坡口加工成U型，从而使焊缝金属量降低。
（2）对于焊缝的数量来说，最好少一些，每条焊缝要以多层多道焊为主，焊接厚板时要格外重视。
（3）环绕中心轴的焊缝要均衡，以对称施焊为主，也就是一个收缩力对另外一个收缩力相互均衡，这样能够在焊接过程中对变形进行有效的控制。
（4）将逆向回焊法进行应用。倘若焊接总进程是由左向右，那么焊道的施焊要由右向左，就是我们所说的分段侧焊法。由于施焊后，沿焊缝板内侧的热量会使其发生膨胀，造成板向外分离，然而热量在板内侧扩散后，会出现向板外缘膨胀的情况，使得板发生回收。
（5）将反变形法进行应用。在焊接前，利用焊件偏置的方式，将收缩力有效的利用，同时，还要预弯焊接前的部件，也就是通过机械手段来使反向力形成，从而将收缩力进行消除。
（6）通过反向力来使收缩力平稳。对于反向力来说主要有四种：①其它的收缩力；②夹具约束力；③组合件时的约束力；④构件重力拱度向下形成的反力。对收缩力进行平稳，最有效的方法就是把相同的焊接件背对着夹起来，再将它们的组合件时行焊接，待冷却后松开夹具。同时，可以将预弯法与之联系起来。
（7）合理安排施焊顺序。科学的施焊顺序对于收缩力的平衡是有利的，就是提前安排好施焊不同部位，将某一位置的收缩力和已焊接位置的收缩力相互消除。
2.2焊后应力消除控制措施
（1）当施工要求进行焊后消除应力时，首先确定对接接头中承受拉应力的部分，或节点或构件中焊缝较密集的部分（通常可采用疲劳验算的方法确定）。而后采用局部退火和整体退火的方法消除应力，局部退火常采用电加热器，整体退火多使用加热炉；振动法消除应力仅适用于结构稳定尺寸时。
（2）采用电加热器进行局部退火消除应力时，应参照的技术指标：①加热设备配有温度自动控制仪，加热设备的加热、测温、控温性能满足使用要求；②对每道焊缝侧面进行加热的加热板（带）应满足其宽度至少为钢板厚度的3倍，且≥200mm；③未进行加热处理的构件应做好保温措施。
（3）采用振动法消除应力时，时效工艺参数选择及技术要求，应符合现行行业标准JB/T10375—2002的有关规定。
（4）消除中间焊层应力常采用锤击法。采用该方法时应使用圆头手锤或小型振动工具，锤击过程应避开根部焊缝、盖面焊缝或焊缝坡口边缘的母材等部位。
2.3焊接应力集中的控制措施
①设计过程中要使不连续、不均匀以及缺口等问题进行避免，要尽量使焊缝的交叉得以避免，在焊缝间，保持最小距离超过100mm。同时，对于不等厚板的对称焊接头来说，不管中心线有没有对齐，都要把厚板形成坡度，再进行对齐。此外，焊缝的布置地点要合理，通过最少的焊接，使最优的效果实现。②焊缝位置选择要考虑到焊接、检查的便利性，对于焊缝的连接板的过渡要平缓一些。同时将筋端的锐角切去，板的端部要包角处理。布置焊缝时要保持对称，同时与中心轴相接近。③焊缝布置要与应力集中处避开，对于动载结构要格外注意。此外，在应力最大处不能布置焊缝。
结语
综上，通过对钢结构焊接工程技术要点及质量控制技术研究改进，可切实提高技术人员和操作人员的能力，保证过程控制水平，有效规避质量风险，减少质量波动，提高钢结构焊接质量水平。
参考文献：
[1]郭玉莲.概述钢结构工程焊接技术的重点及控制措施[J].城市建设理论研究，2015（13）.
[2]刘永军.钢结构工程焊接中的缺陷及补救方法[J].中国高新技术企业，2016（19）.
[3]王端洋.过程中的钢结构工程焊接安装质量控制技术[J].大科技，2015（4）.
论文作者:李自来1,郭英2
论文发表刊物:《防护工程》2019年11期
论文发表时间:2019/9/18
标签：应力论文; 钢结构论文; 厚板论文; 质量论文; 质量控制论文; 方法论文; 工程论文; 《防护工程》2019年11期论文;