钢结构工程焊接技术重点、难点及控制措施 段义明

发表时间:2020/9/8   来源:《基层建设》2020年第13期   作者:段义明
[导读] 摘要:钢结构工程作为当前我国当前建筑领域普遍应用的结构形式,因其整体性好,空间刚度大,结构稳定,自重轻,抗震性及其抗冲击性能好,在实际应用中对于提升建筑结构的稳定性,工厂化程度高可以快速装配等优点广泛应用于工业厂房、大型场馆、展厅、飞机场等,在国民经济发展中起到了不可替代的作用。
        山东尚宇钢业有限公司  山东淄博  255000
        摘要:钢结构工程作为当前我国当前建筑领域普遍应用的结构形式,因其整体性好,空间刚度大,结构稳定,自重轻,抗震性及其抗冲击性能好,在实际应用中对于提升建筑结构的稳定性,工厂化程度高可以快速装配等优点广泛应用于工业厂房、大型场馆、展厅、飞机场等,在国民经济发展中起到了不可替代的作用。钢结构工程的焊接对于钢结构最终建筑工程的质量起着重要的保障性作用,因此必须要强化对钢结构工程焊接质量的控制,保证建筑的建设质量。所以,本文主要从钢结构焊接变形的控制措施、控制焊接残余应力的技术措施、防治焊接裂纹的技术措施、减少焊接应力集中的控制措施、焊接安装工艺、预防钢结构变形的措施等方面对钢结构工程焊接技术的重点、难点以及控制措施进行论述,以作参考。
        关键词:钢结构;焊接技术;变形;控制措施
        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,焊接技术工作本身作为一项复杂的工作、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有效的完成,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。
        一、钢结构工程应用的优点和缺点
        钢结构工程是一种应用广泛的结构类型,虽然具有较好的优势,但是同时也有些许的缺点。钢结构具有较高的强度,并且塑性和韧性都极好,可以在跨度大、承载要求强的建筑工程中使用,能够明显提升钢结构工程的质量。钢结构工程在一般的条件下都不会受到较大的影响,因此变形的效果也较小,不会影响到建筑工程的整体质量。钢结构工程也有一定的缺点,钢结构工程所使用的材料都为钢材,因此耐腐蚀性较差,特别是在一些薄壁结构的构建过程中,钢结构构件极其容易受到腐蚀。在后续的建筑维护过程中,需要使用更多的措施进行除锈,资金预算也会有所增加。钢结构工程的耐火程度也较弱,一旦发生火灾会给建筑工程带来严重的危害,所以对于防火涂料的喷涂也应该严格的按照相应的施工规范。
        二、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,加强相关焊接人员的技术水平,减少气泡和缝隙的出现是非常必要的。
        三、钢结构工程焊接管控措施分析
        1.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。
        2.选择合适的焊接材料
        焊接材料是影响钢结构工程焊接质量的关键因素,因此必须选择合适的焊接材料,才能够得到合适的焊接接头。在钢结构工程焊接过程中选择焊接材料的过程中,需要遵循四个原则。第一,母材所选择的钢材需要具备强度好、塑性好、韧性好、疲劳性好、可焊性好的特点,这样才能保证后续的焊接质量。焊材的选择应遵循等强度、等韧性以及等成分的原则,使所选择的焊材与被焊的母材有较好的相似性。如果在焊接厚板的过程中,因为焊接材料的冷却速度较快而出现较大的焊接应力,会导致焊接材料出现裂纹。为了避免裂纹的出现,需要进行焊前预热以及焊后缓冷,改变焊接接头的结构,完善焊缝的性能,提高HAZ的效果。第二,对形状较为复杂或者对厚度较大的钢结构工程进行焊接,应当选择抗裂能力较强的低氢型焊条。这是由于焊接的金属在冷却的过程中,会产生较大的收缩应力,因而导致焊接材料出现了裂纹。选择合理的施焊顺序可以使焊缝所产生的收缩力被平衡,即在焊接时产生的收缩力会与已经焊接结束某个位置的收缩力相互抵消。利用锤击法也可以消除收缩应力,在锤击时应遵循“三点锤,三点不锤”的原则,避免出现变形的状况。第三,当对低合金钢进行焊接的过程中,如果这些低合金钢的强度有所不同,可以根据实际的焊接材料中强度较弱的一种,能够保证最终焊接的质量,提升钢结构工程的最终质量。第四,当在钢结构工程的焊接过程中,会受到外界部分条件的影响而无法完成翻转的问题时,需要选择能够进行全位置焊接工序的焊条。
        3.焊接变形的控制措施
        (1)焊缝的截面面积应当尽可能减少,根据连接需要来决定施焊量,焊缝的强度也要依据有效的焊脚尺寸来确定,多出的、凸出很多的焊缝金属并不能使焊缝强度得以提升,反而会使应力集中系数不断加大,使坡口的整体性能得以减弱。可以通过U型刨边将对接焊缝、后半形成U型坡口,使焊缝的金属含量得到进一步降低。(2)在最大限度上减少焊缝的数量,尽可能采用多层多焊道的方式对焊缝进行处理,尤其要对焊板的焊接加以重视。(3)尽量使焊缝保持对称,靠近中和轴的位置进行布置施焊,通过这样的方式减少钢板的变形。(4)平衡处理中和轴的外围焊缝:根据两个收缩力互相平衡的原则对焊缝进行对称施焊,为了有效地对焊接变形进行控制,可以在焊接的设计与具体实施环节中做好焊缝的平衡处理。(5)对焊板进行逆向回焊。当焊接程序由左至右进行时,那么每一焊应当从右到左进行施焊,这便是分段侧焊法。在对焊板进行施焊的过程中会使内侧的焊缝板产生热量,在热量的作用下会使焊缝板出现膨胀的现象,因此会使两块焊板在一定的时间内会分开向外;然而在热量由内向外扩散的过程中,焊缝板出现的膨胀就会使焊板不断向内合拢。(6)运用反变形力的方法进行焊接。在进行焊接之前,通过偏置焊件的方法可以对收缩力加以有效利用,比如在焊接开始之前可以装偏部分焊件组合,使焊件组合的预偏量能够将收缩后的半间恰如其分地回到设定的位置上。在焊接前,预拱或者弯曲所要焊接的部件,便是运用反变形力的方法对收缩力进行抵消的简单实例。
        结语
        总而言之,钢结构凭借其自身特有的优势,在建筑行业的应用日渐广泛,迎来了全新的发展时代。钢结构工程如果施工质量下降会导致建筑出现部分变形的状况,如果损坏较为严重还会影响建筑整体的安全,一旦出现断裂或者塌陷的问题,会影响到人们的生命安全。所以,落实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]黄建.钢结构工程焊接技术重点、难点及控制措施[J].露天采矿技术,(1):64-67.
        [2]崔嵬,杨晓杰,杨文柱.论高层超高层钢结构工程安装施工的重点、难点及对策[J].安装,(12):26-29.
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