中天建设集团有限公司 浙江东阳 322100
摘要：因钢结构自重轻、抗震性能好，在大型体育场馆等大跨和超高层建筑中得到广泛应用。焊接质量是确保大型钢结构工程质量的关键。做好事前的焊接准备，严格遵守焊接工艺流程，从人、材、机、方法、环境等影响焊接质量的各要素全面控制，按照《钢结构工程施工质量验收规范》进行焊缝检验，妥善处置焊后缺陷，实现对关键工序的把控，保证施工质量。
关键词：钢结构；焊接工艺；焊接质量控制
引言
钢结构工程的焊接质量一直值得施工企业关注，本文结合某体育馆钢结构工程，综合分析焊接准备，焊接工艺流程、焊缝检验，焊后缺陷处置等全过程焊接质量控制措施，确保体育馆工程质量符合要求。
1工程概况
某市体育中心钢结构工程，屋面钢结构由12榀纵向主桁架，2榀横向主桁架组成空间桁架结构体系，横向桁架构件最大截面φ457×25，纵向桁架构件最大截面φ406×16，屋面钢结构经分段后最长桁架39.6米，最重桁架约22.7吨。建筑立面为桁架钢骨幕墙结构，桁架跨度和高度随建筑造型变化布置，桁架高度26.000m，构件最大截面φ273×8，现场分片后，单片幕墙桁架宽4.3米，重约14吨。主桁架与混凝土柱铰接，桁架节点采用钢管之间直接相贯的焊接节点，屋盖钢结构为相贯面管桁架结构。
2钢结构焊接工艺
2.1焊接材料
手工焊接用焊条：符合标准：Q235钢：《GB5117-95》；Q345钢：《GB5118-95》。焊条型号：Q235钢：E43；Q345钢：E50；埋弧自动焊接或半自动焊用的钢丝和焊剂：焊丝应符合标准：《GB/T14957-94》—熔化焊用钢丝；焊剂应符合标准：《GB/T5293-85》 —碳素钢埋弧焊用剂，或《GB/T12470-90》—低合金钢埋弧焊用剂的规定。
2.2 焊接顺序
考虑最大限度减少焊接应力对结构产生的影响，焊接顺序采取“单杆双焊，双杆单焊”的原则，主桁架两侧同时对称施焊，焊接方向从中间向两边逐渐扩散。
2.3 焊前准备
施焊前检查焊接部位的组装和表面清理质量，如不符合要求，应修磨补焊合格后方能施焊。坡口组装间隙超过允许偏差规定时，可在坡口单侧或两侧堆焊、修磨使其符合要求，当坡口组装间隙超过较薄板厚度2倍或大于20mm时，不应用堆焊方法增加构件长度。
施工前由焊接技术责任人员根据焊接工艺评定结果编制焊接工艺文件，向有关操作人员进行技术交底，施工中严格遵守工艺文件的规定。焊接工艺文件包括焊接方法或焊接方法的组合；母材的牌号、厚度及其它相关尺寸；焊接材料型号、规格；焊接接头形式、坡口形状及尺寸允许偏差；夹具、定位焊、衬垫的要求；焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊接层次；清根要求及焊接顺序等焊接工艺参数规定；预热温度及层间温度范围；后热、焊后清除应力的处理工艺；检验方法及合格标准。
2.4 现场焊接操作工艺
2.4.1预热及后热处理
预热的加热区域应在焊接坡口两侧，宽度各为焊件施焊处厚度的15倍以上，且不小于100mm；预热温度宜在焊件反面测量，测温点应在离电弧经过前的焊接点各方向不小于75mm处；当用火焰加热器预热时，正面测温应在加热停止后进行。预热温度确定方法如下：①根据焊接接头的坡口形式和实际尺寸、板厚及构件拘束条件确定预热温度。焊接坡口角度及间隙增大时，应相应提高预热温度；②根据熔敷金属的扩散氢含量确定预热温度。扩散氢含量高时应适当提高预热温度。当其它条件不变时，使用超低氢型焊条打底预热，温度可降低25℃～50℃；③根据焊接时热输入的大小确定预热温度。当其它条件不变时，热输入增大5kJ/cm，预热温度可降低25℃～50℃。
2.4.2 焊后消氢处理
消氢处理的加热温度应为200℃～250℃，保温时间依据工件板厚按每25mm 板厚不小于0.5h，且总保温时间不得小于1h 确定。达到保温时间后应缓慢冷却至常温。
2.4.3引弧板、引出板、垫板
严禁在承受动荷载且需经疲劳验算构件焊缝以外的母材上打火、引弧或装焊夹具；不应在焊缝以外的母材上打火、引弧；T形接头、十字形接头、角接接头和对接接头主焊缝两端，配置引弧板和引出板，材质应和被焊母材相同，坡口形式应与被焊焊缝相同，禁止使用其它材质的材料充当引弧板和引出板；焊接完成后，应用火焰切割去除引弧板和引出板，并修磨平整。不得用锤击敲落引弧板和引出板。
3 焊接质量保证措施
3.1焊接质量控制内容
3.2人员保证
本工程从事焊接作业的人员，从工序负责人到作业班长仍至具体操作的施焊技工、配合工以及负责对焊接接头进行无损检测的专业人员，均应符合相应资质要求，在工程开始前针对本工程项目实际情况，组织相关技术人员开展针对性学习了解，保证相关人员掌握工程的质量要求及施工时需注意事项。
3.3施焊环境要求
焊接作业区风速：当手工电弧焊时超过8m/s、气保焊超过2m/s时应设防风棚或采取其它防护措施，并报业主监理批准后方可开始焊接；焊接作业区相对湿度不应大于90%；当焊件表面潮湿或有冰雪覆盖时，应采取加热去湿除潮措施；焊接作业区温度低于0℃时，应将构件焊接区各方向大于或等于两倍钢材的厚度，且不少于100mm范围内的母材，加热到20℃以上方可施焊，且在焊接中均不低于20℃，作业环境应保证焊工不受环境低温的影响，同时对构件采取必要的保温措施。气候条件：雨天原则上停止焊接，风速2m/s以上不准焊接，一般情况下，为充分利用时间，减少气候影响，采用防雨和挡风措施。
3.4防风、防潮措施
采用防风焊机；在焊口周围用三防雨布围成栅栏防风；局部防风装置用永久磁铁固定在焊缝两侧，两端设置端板，以不影响焊接操作为原则确定间距。
焊接材料使用前保证其干燥，焊条在使用前进行烘焙；焊条在使用时，使用焊条筒，当焊条领出四个小时后，需更换焊条；焊接前对焊接位置附近100mm处进行烘烤，去除钢板表面水气；焊缝需一次性完成；当焊接作业区相对湿度大于90%时，禁止焊接施工。
4 结束语
钢结构工程的施工是一个复杂的过程，体育馆工程的结构形式不规则，施工过程精度要求高，施工难度也大，焊接质量是确保大型钢结构工程质量的关键关键。
参考文献：
[1] 《钢结构焊接规范》GB50661-2011；
[2] 《焊缝无损检测、超声检测技术、检测等级和评定》GB11345-2013；
论文作者:卢光明,郭权,杜海军,章纪国,虞功平
论文发表刊物:《基层建设》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/22
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