钢结构工程焊接技术重点、难点及控制措施 张铭

发表时间:2020/6/30   来源:《基层建设》2020年第7期   作者:张铭
[导读] 摘要:钢结构工程项目作为当前工程施工建设中重要的结构部分之一,该结构的使用对于整体上提升工程项目施工建设效率,促使一切建设工作向着科学化的方向发展,提升整体工程质量建设稳定性等方面起着非常重要的作用。
        身份证号码:35062819880318XXXX  河北石家庄  050000
        摘要:钢结构工程项目作为当前工程施工建设中重要的结构部分之一,该结构的使用对于整体上提升工程项目施工建设效率,促使一切建设工作向着科学化的方向发展,提升整体工程质量建设稳定性等方面起着非常重要的作用。但是,在钢结构工程施工建设中,相关操作人员认识到钢结构工程本身作为一项复杂的、需要团队协调配合,才能够促使钢结构施工操作按照操作方案落实,提升工程项目整体施工建设水平。那么,在钢结构施工操作中,焊接操作作为重要的一环,如果相关焊接工作未能及时完成,那么在很大程度上容易导致钢结构在后期运行中出现脱节的现象,给工程项目实现长期运行产生不良影响。因此,在现今钢结构工程项目施工操作中,控制焊接技术是非常必要的。
        关键词:钢结构;焊接技术;重点操作;难点控制
        1钢结构工程焊接技术重点和难点分析
        钢结构工程在实际焊接工作中,一方面,由于外部热力作用在焊接过程中存在不均匀现象,在很大程度上容易引起外部应力的变化,造成焊接变形异常;另一方面,焊接工作人员操作技术水平低,没有结合焊接工作控制焊接应力,焊接操作过程中存在不熟悉现象,同样会造成焊接裂纹、气泡等不良现象。针对以上问题,在实际钢结构工程焊接中,做好焊接变形控制,提升焊接质量,减少气泡和缝隙的出现是非常必要的。
        2钢结构工程焊接管控措施分析
        2.1焊接变形的控制
        (1)尽量减少焊缝的截面积,施焊量以满足连接需要即可。俗话说:“不过焊”,(对一般的角焊缝)是按照有效焊角尺寸来决定其焊缝强度的,所以对于凸出很高的焊缝,多出的焊缝金属,按规范作用并不能提高其许可强度,反而增大了应力集中系数,消弱了坡口的综合性能。对厚板,对接焊缝,可采用U型刨边形成u型坡口,可进一步减少焊缝金属量。
        (2)焊缝的数量愈少愈好,每条焊缝尽量采用多层多道焊,厚板焊接特别要注意。
        (3)焊缝尽可能对称,布置要靠近中和轴施焊(由于收缩力引起钢板变形力臂小),因此减少变形。
        (4)环绕中和轴的焊缝要平衡:应用对称施焊的原则,即一个收缩力对另一个收缩力相互平衡的办法,也同样可以在设计和焊接工序中,有效的控制变形。
        (5)采用逆向回焊法施焊。当焊接总进程从左到右时,则每一焊的施焊却应从右到左,也就是分段侧焊法。因为每道施焊后,沿焊缝板内侧的热量将导致该处膨胀,而使两块板暂时向外分开;但当热量在板内侧向外扩散后沿板外缘的膨胀又会使板合拢。
        (6)将收缩力引至有用的方法,即采用反变形法。施焊前采用焊件有意偏置的办法有可能较好地利用收缩力,如某些组合在焊接前先装偏一些,使其预偏量恰好可使收缩后的半间回到所需求对准位置上来。将焊接前的部件进行弯曲或预拱,就是用机械方法产生反向力来抵消收缩力的简单例子。
        (7)用反向力来平衡收缩力。其反向力可以是:①其他的收缩力;②夹具等产生的约束力;③各构件装配成组合件时的约束力;④构件重力拱度向下所产生的反力。平衡收缩力的一种通常做法,是将同等焊接件背靠背的紧夹在一起,然后将这两个组合件焊好,待其冷却后再将夹具松开。预弯法也可以和这种方法结合起来,即在夹紧前,在两个构件合适的地方打人契块。对小型组合或零部件,控制变形量最常用的方法多半采用夹具和卡具等装置将部件同定在一定位置上,直到全部焊好为之。如前所述,夹具引起的约束力将使焊件内应力加大,直到焊缝金属达到屈服为止。对低碳钢板典型焊缝来说,其屈服点很可能接近311N/ram。通常以为当焊好的部件从夹具上取下后,内应力会引起显著的变形,但实际上并不会出现这种情况,因为该应力引起的应变(单位收缩量),与无约束力焊接所产生的变形,相比是轻微的。这是因为应力大于等于屈服点时,会产生微小变形从而释放应力所致。


        (8)施焊顺序的合理安排。一个安排很好的施焊顺序往往有助于收缩力的相互平衡。也就是有:卷安排对结构不同部位进行施焊,使某一处的收缩力和已焊的收缩力相抵消。如对焊缝中的中和轴对两侧交错施焊就是其中的一个简单实例。
        (9)焊接时或焊接后的收缩力消除。锤击法是一种消除收缩力的方法,只是这种方法现在还有争议。这种在焊缝上施加外力的机械加工法,它使焊缝变薄、变长并消除残余应力。在进行点锤击时,常用“三点锤,三点不锤”的原则:即在一定的层面温度中锤击;在一定频率下锤击;在一定力道下锤击;焊道根部不锤;等材不锤;焊道表面不锤,会状锤击应当严格掌握。
        2.2焊接残余应力控制
        实际施工操作人员在焊接残余应力管控工作进行中,首先控制焊接缝隙尺寸,将尺寸控制在最小范围内,这样才能够最大限度提升焊接质量。其次,控制焊接缝隙的拘束度。在焊接拘束度明确基础上,做好前期技术交底工作,整个技术操作要严格按照制度规范所规定的施工操作顺序完成。最后,由于钢结构焊接出现的残余应力很大程度上是由于钢结构本身的刚度过强造成的。因此,在场工作人员可以通过降低钢结构焊接的刚度,为钢结构创造自由收缩的条件,控制参与应力出现。
        2.3减少焊接应力集中
        在钢结构焊接中,为了有效控制焊接应力,首先,工程人员可以通过改变焊接材料处理。比如,焊接可以选择 S、P 较高的材料,这样能够有效避免焊接过程中出现不良裂缝现象。其 次,有效控制整个焊接工艺。焊接工艺控制工作进行中,控制焊接的电流和一次性焊接的速度,尤其焊接速度的有效控制,这样才能够为热量实现持续性的传递奠定基础,避免出现应力过度集中的不良现象。最后,工程人员在焊接之前进行相应的预热处理和焊接完成后做好相应的冷处理也是非常必要的。通过以上两个方面的操作,能够有效控制焊接出现裂缝的现象。
        2.4控制焊接工艺
        在钢结构重点和难点控制中,提升安装焊接工艺是非常必要的。安装焊接工艺处理应用,一方面,应注重正式施工之前焊接模拟操作,促使施工人员在熟悉焊接操作工艺,积累工作经验基础上,为后期正式施工操作奠定基础。另一方面,要非常重视监理在焊接工艺操作监督中的作用,必须要强化监理的监督权,并督促其认真履责,监理一旦发现问题,要立即组织改进。
        2.5提升操作人员水平能力
        操作人员的水平对钢结构焊接质量起着不可忽视的作用。首先要不断完善焊接操作人员的职业教育培养体系,通过理论与实践的系统化学习,大力开展校企合作,要培养出一大批具备专业技术能力与一定焊接经验的焊接职业人才。其次,要做好对焊接专业毕业生的岗前培训工作,要结合企业焊接工作或产品的特点对其进行针对性的培训,并用模拟件对培训情况进行考核,考核合格的才能进入实际操作岗位。这一步可以融入在校企合作中,企业可以先在职业院校中进行选拔,选拔的学生可以提前进入企业进行针对性的钢结构焊接训练,将岗前培训融入进职业教育中,使学生能够在学校与企业岗位之间实现无缝对接。最后,要建立一套严格的焊工技能考核评级制度,一方面根据钢结构部位与部件的焊接难易程度合理分配人员,另一方面对应不同层级的薪酬水平来激励焊工不断提升技能水平。
        3小结
        综上所述,钢结构工程焊接工艺操作中,针对重点和难点管控需要从控制残余应力、降低应力集中、控制焊接变形、控制焊接工艺、提升操作人员水平等方面落实,在以上各个方面有效到位基础上,提升钢结构工程操作水平,从而满足实际工程质量建设标准。
        参考文献:
        [1]市政工程造价的影响因素与控制措施[J].苑丽丽.居舍.2019(33).
        [2]钢结构工程焊接质量管理探讨[J].严军,郑德卓.山东工业技术.2017(19).
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