中建二局安装工程有限公司四川制造分公司
摘要：本文通过对80mm厚度Q345B钢板CQ2气体保护焊焊接过程中出现的未熔合缺陷进行分析，论述了提高员工质量意识和责任心以及清除坡口和焊道上的杂物对焊缝质量的影响；结合相关的规范和标准，提出预防厚钢板出现未熔合缺陷的措施。实践证明，本文的论点可有效提高钢结构常用的热轧及正火钢厚板焊接一次合格率，可供类似工程参考借鉴。
关键词：未熔合 厚板焊接 焊前预处理 质量意识
引言
钢结构相比其他建筑材料，具有重量轻，强度高、塑性韧性好，易于工业化生产、施工安装周期短、可拆卸维护等优点。近年来，我国钢结构产业发展迅速，各种节点类型的钢结构构件广泛应用于大型的场馆、影剧院、工业厂房、高层建筑等工程。焊接是钢结构预制和安装中的重要工序，焊缝质量的优劣直接关系到钢结构构件的整体质量。对钢结构常用的厚板CQ2气保焊施工中产生的未熔合缺陷进行分析、总结，采取行之有效的预防措施，对提高钢结构厚板焊缝一次合格率，减少返修浪费，保证构件制作和安装精度、保障建筑物的使用安全具有重要意义。
2.超厚板焊接未熔合缺陷案例
2.1工程简介
春之眼商业中心一期总承包工程位于中国云南省昆明市东风广场工人文化宫以南，拓东路以北，盘龙江以东，北京路以西。本项目建筑面积60.06万平方米，总重量约11万吨，是一个集商务、购物、居住、观光为一体的大型城市综合体项目。
主塔塔楼主体采用巨柱钢框架-核心筒体系。钢结构由筒外巨柱、外框钢柱、楼层钢梁外框斜撑等组成外筒，由劲性钢柱、连梁及钢板剪力墙等组成内筒，楼层采用钢筋桁架组合楼板。
2018年5～8月，公司无损检测人员在生产车间对春之眼项目的核心筒
钢板墙构件焊缝进行超声波检测时，发现80mm厚度的组焊型工字钢焊缝返修量较大，经过气刨后发现多数为未熔合缺陷，所占缺陷比例高达77.8%。
2.2未熔合缺陷的分类
未熔合是指焊缝金属与母材之间或焊道金属和焊道金属之间未完全熔化结合的现象。根据未熔合所在部位，可分为坡口未熔合（焊缝与母材之间未熔合）、层间未熔合（焊道之间未熔合）和焊缝根部未熔合三种。
2.3未熔合缺陷的危害
未熔合缺陷基本上是以面状形式存在于焊缝中，是除裂纹外最严重的一种缺陷。未熔合缺陷不仅减少了焊缝有效截面积，使焊缝强度降低，塑性韧性下降，而且在工件的使用过程中，未熔合的边缘处很容易产生应力集中，从而很快会在其边缘处向外扩展形成裂纹，最终导致焊缝整体开裂。此外，未熔合缺陷一般都产生在焊缝内部，在焊缝表面看不到，如果检测不及时或检测不到，会对整个工件的质量造成严重影响。
3.未熔合缺陷产生的原因
3.1分析思路
根据车间的焊接生产流程，对可能造成焊缝未熔合的诸多因素认真研究分析，绘制了原因分析鱼刺图。通过对可能产生未熔合缺陷的人员、设备、材料、方法、环境和检测六大因素进行逐项排查分析，找出本次焊接未熔合产生的根本原因。
图1原因分析鱼刺图
3.2人员因素分析
经过现场调查验证，施工技术交底采用分级技术交底，由工程师交至管理人员及班组长，再由班组长交底交至焊工，每级交底均有交底记录；焊接该批构件的焊工均为持证上岗、操作经验丰富，但是缺乏质量意识和责任心，容易受情绪影响；检查相关程序文件和质量资料，并无奖罚措施及奖罚记录。
3.2.1对应人员因素的相应对策
1、对员工进行质量安全教育
组织全体员工进行质量安全教育，了解产品质量的重要性，提高员工的质量意识，自觉地遵守程序文件，有效地保证产品质量。
2、制定质量奖罚措施
根据生产实际情况，结合公司的规章制度，制定焊接质量奖罚措施，措施规定焊工需严格按照工艺执行，对于违反工艺的相关人员实行处罚制度，规定焊缝超声波无损检测评分的详细要求，规定每月进行质量评分统计，按照评分进行奖励或处罚。
3.3设备因素分析
经检测，车间使用的NB-500型CO2气体保护焊焊机和MZ-1250型埋弧焊机状态完好，均为近2年内进场设备，各仪表经检测合格，现场还抽检焊机，按照产品说明书调试各项参数均达标；可排除焊接设备因素。
3.4材料因素分析
经验证，焊接所用焊材均为正规厂商提供，资质证书齐全，取样送检结论合格；焊材库房设有除湿机，相对湿度≤60%，焊材存放符合要求；可排除材料因素。
3.5方法因素分析
3.5.1焊接工艺参数
该批构件采用CO2气体保护焊打底、填充，埋弧焊盖面的焊接工艺。产品施焊之前按照GB50661-2011《钢结构焊接规范》的要求进行焊接工艺评定，评定结果合格。
3.5.2焊前预处理
为了验证火焰切割的氧化膜、钢板表面锈蚀及层间药皮溶化后的熔渣是否对产生未熔合缺陷有必然联系，我们采取了对比试验，在车间抽取5名从事厚板焊接的焊工，每位焊工4块试块，分别编号1-1、1-2、1-3、1-4……5-1、5-2、5-3、5-4，统一的1号试块只打磨火焰切割的氧化膜，2号试块只打磨焊缝区域的铁锈等污物，3号试块仅在施焊时对焊层焊道之间的药皮熔渣进行处理，4号试块将氧化皮、锈蚀及药皮熔渣均清理干净，焊接完成24小时后对焊缝进行超声波检测，发现做好焊接预处理的试块焊接质量明显高于其他几组试块，所示，由此可见，在下料、组装工序做好焊前预处理以及施焊时做好焊层焊道间药皮熔渣等异物的清理工作是很有必要的，对于焊缝未熔合缺陷的预防也有促进作用。
3.6环境因素分析
近期车间生产环境基本无变化，未出现大风、湿度超标等对焊接质量不利的天气状况，可排除环境因素。
3.7检测因素分析
检测用仪器设备经成都市计量检定测试院检定为合格，且在有效期内；检测人员按TSG Z8001-2019《特种设备无损检测人员考核规则》取得国家统一发放的UT Ⅱ级无损检测证书，且工作经验丰富；故可排除检测因素。
4.厚板焊接未熔合缺陷预防措施
1、对员工进行质量安全培训，尤其是新进员工，提高员工的质量意识，在日常工作中自觉注重质量，要让员工认识到产品质量是做出来的。
2、制造厂应建立完善的焊接质量奖罚措施以及焊接管理组织体系，由专人负责焊接质量奖罚措施的实施、制作过程的质量管理、焊接工艺管理等工作。
3、在要求产量的同时也需多关心员工的身心健康，关爱员工，将员工当做家人，员工才会以厂为家，增加员工的归属感。
4、采购部门应结合生产计划，合理安排焊材进场时间，确保焊材在用于制作产品前，有充足的时间进行焊材复验、焊接工艺性试验等，防止批量质量事件发生。
5.结论
综上分析，提高员工的质量意识和责任心、施焊过程中清除坡口和焊道上的杂物对焊接质量有着重大影响；结合相关的规范和标准，制定相应的管理机制，对减少厚钢板出现未熔合缺陷是有效可行的。
6.结束语
在钢结构制作中，焊接是非常重要的一道工序，焊缝质量的优劣直接关系到钢结构构件的整体质量，超厚板的焊接不仅焊接工期长，而且返修难度大、返修成本高；作为质量人员，应当分析焊接缺陷产生的原因，制定相应的预防措施，以达到提升焊接合格率的目的，为提高产品质量做出贡献。
参考文献
【1】陈祝年.焊接工程师手册.北京：机械工业出版社，2002.1
【2】李亚江.焊接冶金学.北京：机械工业出版社，2006
【3】GB50661-2011 钢结构焊接规范
论文作者:廖云
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年17期
论文发表时间:2019/11/26
标签：质量论文; 厚板论文; 缺陷论文; 钢结构论文; 因素论文; 奖罚论文; 员工论文; 《建筑学研究前沿》2019年17期论文;