建筑钢结构焊接施工技术及质量控制分析

发表时间:2020/6/16   来源:《城镇建设》2020年第8期   作者:黄蒙
[导读] 进入新时代以来,我国的社会经济水平不断提升
         摘要:进入新时代以来,我国的社会经济水平不断提升,带动了建筑工程的数量和规模也在不断地增加和扩大,建筑结构形式的设计也变得越来越多样化,其中钢结构是在建筑工程中一种较为常见的结构形式。在高层建筑中采用钢结构能够有效降低水泥、混凝土等材料的使用,加工组装钢材,不仅能够起到良好的环保效果,而且还能加快建筑的施工速度,具有很高的稳定性。因此,将钢结构应用于建筑工程当中具有十分明显的优势,而为了使钢结构的应用更具安全性和经济性,提升钢结构的整体质量,需要相关技术人员不断探究施工技术,焊接施工技术便是其中十分重要的一种工艺,因此分析建筑工程钢结构安装焊接施工技术具有非常重要的现实意义。本文主要针对钢结构安装焊接技术的应用进行分析,详细介绍了钢结构的概述和安装,并探讨了焊接过程中存在的质量问题以及具体的解决措施,希望能够为相关技术人员起到一些参考作用。
         关键词:建筑工程;钢结构;焊接施工技术;应用
         引言
         建筑行业的迅猛发展,为钢结构的研究与应用提供了一个契机。在进行建筑工程的设计工作时,由于钢结构施工快速、焊接便利,并且结构的稳定性、整体性较高,因而越来越多的设计人员更加注重钢结构的应用。具体施工过程中,要根据结构的实际情况选择合理科学的焊接工艺与技术,确保钢结构施工质量满足设计要求。
         1钢结构焊接特点及难点
         1.1未焊透
         1.1.1未焊透的危害
         减少了焊缝的有效截面积,使焊接接头的强度下降;因未焊透引起的应力集中严重降低焊缝的疲劳强度;未焊透可能成为裂纹源,从而造成堆焊缝的破坏。
   1.1.2未焊透的产生原因
         焊接的参数选择不当,如焊接电流太小、运行速度太快、焊条角度不当、电弧发生偏吹、对接间隙太小以及坡口角度不当等。
未焊透防止措施:使用较大电流焊接是防止未焊透缺陷的基本方法。另外,合理设计坡口并保持坡口清洁、用短弧焊等措施可以有效防止未焊透的产生。
    1.2气孔
         1.2.1气孔的危害
         气孔是指在焊接过程中,熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴。焊条电弧焊焊缝产生气孔的主要原因
   (1)焊件清理不干净:焊件坡口及其待焊区域的铁锈、油污或其它污物若清理不干净,在焊接时会产生大量的气体,而使焊缝产生气孔。所以焊接时必须严格清理焊件坡口及其待焊区域的金属表面。
   (2)焊条受潮:焊条药皮中的水分在焊接过程中会导致气孔的产生。因此焊条必须正确地保管和储存,焊接前必须严格烘干。
   (3)电弧磁偏吹:焊接时经常发生电弧磁偏吹现象,当磁偏吹严重时会产生气孔。造成磁偏吹的因素很多,如焊件上焊接电缆的位置。在同一条焊缝上磁偏吹的方向也不同,尤其在焊缝端部磁偏吹影响较大。为此,焊接电缆的连接位置应尽可能远离焊缝终端,避免部分焊接电缆在焊件上产生二次磁场,并尽量不采用偏心的焊条。
   (4)焊接参数不合理:焊接电流太小、焊接速度过快、电弧长度太长等会造成熔池保护不良而产生气孔。
   1.2.2气孔防止措施:
  (1)清理接头及邻近表面铁锈、油脂等;(2)改变焊接条件和工艺;(3)采用合理方式烘干和储存焊条。
         1.3夹渣
         夹渣是指焊后残留在焊缝中的焊渣。这是因为焊条电弧焊时于焊件的装配情况和焊接参数不当等情况,如坡口角度太小、焊接电流太小、多层多道焊时清渣不干净以及焊接时运条不当会在焊缝中产生夹渣,因此需合理地选择焊接参数,并在焊接过程中层间应严格清渣,焊接时不要将电弧压得过低,当熔猹大量盖在熔化金属上而分不清液态金属和熔渣时,应适当将电弧拉长,并向熔渣方向挑动,利用增加的电弧热量和吹力使熔渣能顺利地吹到旁边或淌到下方。

同时焊接过程中要始终保持熔池清晰,要将液态金属与熔渣分清。在多层焊时当前道焊缝在熔化时有黑块或黑点出现时,表明前道焊缝存在夹渣,此时应将电弧拉长并在该处扩大和加深熔化范围,直至熔渣全部浮出,形成清亮的熔池。
         2 钢结构焊接施工质量控制措施
         2.1焊接裂缝的控制
         焊接裂缝是影响建筑钢结构焊接质量的主要因素,为了避免出现焊接裂缝现象,应该在焊接材料的选择上进行控制,比如焊接材料可以用来控制焊接裂缝的化学成分,通过降低母材和焊接材料中形成低熔点共晶物来实现防治焊接裂纹的出现。另外在焊接的过程中,也可以通过控制焊接电流和焊缝速度等工艺参数,使焊缝截面上的宽度和深度比达到工艺要求用来实现控制热量输送的目的;改善焊接接头内部组织需要对焊材进行必要的焊前预热和焊后冷却,提高焊缝的综合性能,防止出现冷裂纹。
         2.2加强对焊接部位的质量检查
         首先在焊接工作开始之前,要加强对焊接材料的选择,对于焊接材料要加强质量控制,根据焊接的技术要求,对焊接材料进行相关标准的检查,在检测过程中,对检测的材料以及监测数据详细进行记录,避免出现偷工减料或者漏查、重查问题的发生。在焊接过程中要根据施工的具体情况合理选择焊接技术方法,在焊接完成后,要对焊接部位进行检查,比如对焊钉的弯曲程度进行检查,看看焊钉根部的焊缝是否保持均匀(对焊钉根部没有熔合或者是没有达到360°的焊脚要进行补焊工作)。最后为了保证焊接的质量,企业也可以制定焊接工艺检查制度,定期对工业建筑的钢结构焊接部位进行检查,及时发现出现的焊接问题,并进行补焊处理,另外对于焊接电源、电弧电压、焊接速度、焊接密度也要进行检查。
         2.3强化建筑钢结构焊接技术人员专业技能
         在建筑钢结构施工数量增多,钢结构焊接技术迎来新的发展契机的背景下,从事建筑行业施工作业人员的技术水平也逐渐成为制约钢结构行业稳续发展的重要因素之一。钢结构焊接作业属于高技术工种之一,需要严格的管理操作制度加以保障,但当前我国基于建筑钢结构焊接技术人员的资质评定未成系统,在认证相应的施工作业资格时不够严格,缺乏统一专业的划分,与新时期建筑钢结构行业的发展及钢结构焊接市场的人才需求不相匹配。
         2.4建筑钢结构焊接材料优质化
         建筑钢结构施工技术的进步对焊接材料也提出了更高要求,焊接材料作为焊接行业的一个重要市场,在后期研发上主要向焊接材料的优质化方向发展,以匹配建筑钢结构高效焊接技术。例如,在建筑钢结构焊接材料中,自动焊丝、气电焊丝及保护焊丝等都已经在性能上更富优越性。随着建筑钢结构施工对用钢型号有了新的技术规范要求,相应地,建筑钢结构焊接材料也在向着高抗震性、高强度表现、高纯净性及高耐火性方向演变。从今后一段时间看,研究及开发高性能建筑钢结构焊接材料将成为建筑钢结构施工行业聚焦点所在。伴随着建筑钢结构的进一步发展与完善,实芯CO2焊丝、药芯CO2焊丝、特种电渣焊材料以及气电焊焊接材料的使用总量势必会不断扩大的推升;激光、等离子弧、电子束等焊接能源及电弧跟踪方法也将得以大幅改善,建筑钢结构焊接材料技术升级前景无限。
         结语
         钢结构焊接作为保障钢结构建筑安全稳定性能的重要技术支撑,在技术发展上大有空间,在焊接技术上创新余地较大。本文简要探讨了钢结构焊接技术的发展现状及发展趋势,以供参考。
         参考文献
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         [3]李绘宇.钢结构焊接施工问题及对策[J].中国建筑金属结构,2013(24):97.
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