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论建筑中钢结构焊接质量控制问题

发表时间：2020/1/8 来源：《建筑学研究前沿》2019年20期作者：陈世斌

[导读] 主要是从技术层面的角度进行深入剖析，希望对钢结构工程中焊接质量的提升产生推动作用。

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        摘要：建筑钢结构工程当中最重要的连接方法之一就是焊接，焊接质量能够直接影响钢结构工程质量，现在，由于钢结构建筑成为建筑类型的主流，所以钢结构的焊接工程十分重要，钢结构当中焊接的质量和水平会直接影响建筑的质量和寿命以及安全还有坚固程度。因此需要对会影响钢结构焊接质量的一切因素严格把控，高度重视。因此本文对会影响建筑钢结构焊接质量的技术因素和控制方法具体措施做了详细介绍，主要是从技术层面的角度进行深入剖析，希望对钢结构工程中焊接质量的提升产生推动作用。
        关键词：钢结构工程；焊接质量；控制方法


前言
        钢结构在现代建筑行业当中的地位愈来愈发重要，诚然，钢结构自身有着很多优点如：质量优越、施工应用简便、稳定性高、坚固牢靠等。而在含有钢结构的建筑工程当中，焊接工作是建筑工程的重要环节，对焊接工程质量的把控十分重要，应当从多方面进行考量和观察，力求对建筑钢结构质量的全面提升。
        1.减少焊接变形的具体方法
        焊接变形是一个十分严重的不良情况，焊接变形会导致钢结构强度降低，因此应当避免焊接变形情况的出现，首先应当尽量减少焊缝截面积，焊接量达到满足需求即可，不可过度焊接，焊缝强度是依照焊脚尺寸来决定的，对于因为高凸焊缝而产生的多余的焊缝金属，应当按规范要求进行处理，其不会提升焊接强度，反而会导致应力集中增大，导致坡口的综合性能受影响。因此在对对接厚板进行焊缝作业时，要把坡口处理成U型，以此降低焊缝金属量。
        尽量减少焊缝数量，每条焊缝都应当以多层多焊为主，特别是在焊接厚板时要特别重视。
        在焊接环绕中心轴是要注意焊缝应当均衡，焊接以对称施焊为主要方法，其原理是收缩力之间的相互均衡，能够有效控制在焊接过程中产生的变形。
        学会运用逆向焊接法，焊接工程总的来看是从左向右，而焊道的施焊则是分段侧焊法，施焊是从右向左。通常情况施焊作业完成后，在焊缝板内侧会因为热量发生膨胀，导致板产生一个向外分离的力，但是热量在板的内侧传递之后，又会向板的外缘膨胀，最终能够让板回收。
        运用反变形法，在焊接作业开始前，运用焊接偏置，使收缩力变成为焊接作业的助力，还要记得将焊接前的部件进行预弯，原理就是利用机械手段形成反向力然后抵消收缩力。
        利用反向力平衡收缩力，四种主要的反向力：1.其他收缩力；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[1]。要稳定收缩力，可以将相同的焊接件背对着夹起来，然后将其组合件焊接起来等冷却后再松开夹具，此方法效果极佳。
        对焊接的顺序应当合理科学安排，科学的焊接工作顺序对于稳定收缩力是十分有利的，在开始作业前就应当预先设计好施焊部位，让同一部位的收缩力和焊接部位的收缩力互相抵消。

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        2.控管焊接残余应力和裂纹的方法
        控制焊接剩余应力四个主要方法：1.减小焊缝尺寸；2.降低焊缝拘束度；3.焊接顺序科学合理；4.降低焊件刚度，建置自由收缩区域。
        控制焊接裂纹的方法：1.科学控制焊缝化学成分，合理选择焊接材料，降低焊接母材和焊接材料中的低熔点共晶即偏析元素，能够预防热烈纹的出现。2.调控制焊接作业的各项工艺参数，如焊缝速度、电路等，使焊接截面宽度和深度比契合工艺标准，能够良好控制热量的输入。3.精确控制焊前预热和焊后缓冷，将焊接接头控制在合理范围以内，有效控制t8/5，这样精确的控制有效改进焊缝和HAZ的性能，能够预防产生冷裂纹。
        3.评定焊接工艺的标准和控制焊缝质量的方法
        焊接工艺的评定范围主要有两项，第一项：1.国内第一次生产的焊材和钢材被运用在了特殊和关键的钢结构工程当中；2.关于钢材类别和焊接工艺，是在工程施工企业单位首次使用。控制焊缝质量，还是以检查外观为主，所以第二项的评判标准就是：1.检查焊缝外观（截面、弧坑位置、连接点等）；2.焊缝尺寸（余高、角焊缝焊脚尺寸等）3.焊缝表面情况（咬边、裂纹等）。国家对焊缝外观质量也有着严格的标准，如：1.裂纹不得出现不融合情况，不得留有焊瘤；2.焊接区不得将飞溅物焊接[2]。
        4.焊接应力集中部分的控制方法
        具体方法如：1.设计过程中应当尽量避免产生不连续、不均匀、缺口等情况，尽可能避免出现焊缝交叉，焊缝间最小距离应当超过100毫米；同时，如果需要把不等厚板进行对称焊接，无论中心线对其与否，都应该将厚板形成坡度后再来对齐，这样焊接头才是符合要求的；除此之外，焊缝的焊接位置应当科学合理分布，用最少的焊接实现最优的焊接效果；2.焊接位置的选取，应考虑到后期检查焊接是否方便，此外焊接连接板过度应当平缓。同时，对于钢筋所多余的锐角应当切除，刺猬，对于板的端点要进行包角。操作焊缝时应当保证对称，并与中心轴相接近。3.焊缝设置处要避开应力处，特别是对动载结构处应特别注意，此外切忌在应力最大处设置焊缝。
        5.防止钢结构出现变形的控制方法
        具体方法：1.保证对称零件尺寸一致，可以方便加工，也有利于增加拼装步骤的互换性。应当合理设计焊缝，如材料尺寸和零件长充尺寸一致，就应当尽量减少拼接焊缝，焊缝的安置应当要让构建重心对称，只有这样才能集中应力，减少变形。2.在进行零构件连接作业时，要防止不等截面和厚度相接，相接作业时使用缓坡形式，能够改变截面厚度形状，使对接中截面厚度一致，保证传力平衡，避免焊接作业完成后应力过大，导致变形。钢结构不同节点之间杆件端部边缘之间距离不能过近，通常情况距离在20mm以上，只有这样才能防止焊接作业进行时过热导致变形，保证焊接质量[3]。
        结束语
        许多焊接方法都是以局部加热焊接为主，如此就会造成内应力以及变形等情况的发生。焊接应力和变形不仅会导致工艺出现问题，还会降低钢结构的承载能力，降低强度、刚度，影响对结构加工的精度。所以，应当在设计和实际作业中关注和重视焊接应力、变形等问题情况，科学合理设计焊接方案方法，对焊接质量和工艺方法技巧予以控制和监管，妥善解决设计工作和焊接过程产生的种种问题，保证焊接质量。
        参考文献
        [1]洪巍.钢结构工程焊接质量的控制措施分析[J].低碳世界，2019，9（04）：160-161.
        [2]张福贺.钢结构工程质量控制措施及工程应用分析[J].现代物业（中旬刊），2018（05）：218.
        [3]郑云龙.钢结构工程施工质量的控制措施分析[C].《建筑科技与管理》组委会.2017年3月建筑科技与管理学术交流会论文集.《建筑科技与管理》组委会：北京恒盛博雅国际文化交流中心，2017：563-564.