建筑结构钢焊接施工质量控制.doc

1、1建筑结构钢焊接施工质量控制摘要：文章分析了高层建筑钢结构焊接施工的主要特点及影响焊接质量的主要因素，指出了高层建筑钢结构安装焊接施工的难点，结合笔者多年的工作经验，提出控制焊接质量的主要措施。 关键词：高层建筑 焊接 质量管理 质量控制 建筑钢结构具有自重轻、建设周期短、适应性强、外形丰富、维护方便等优点，其应用范围广泛。自 20 世纪 80 年代以来，中国建筑钢结构得到了空前的发展，高层钢结构、空间钢结构、桥梁钢结构、轻钢结构和住宅钢结构如雨后春笋。焊接作为构建钢结构的一种主要连接方法，在物理、化学、冶金、材料、电子、计算机、自动控制等学科迅猛发展的今天，随着新技术、新材料、新设备、新工艺

2、的不断涌现，在我国建筑钢结构建设中发挥更加重要的作用。据统计，约 50%以上的钢材在投入使用前需要经过焊接加工处理。因此，焊接水平的提高是实现钢结构技术快速发展和确保建筑钢结构施工质量的关键所在。 1、高层建筑钢结构安装焊接施工的主要特点及难点 1.1 焊接施工主要特点 1.1.1 高空作业； 1.1.2 露天作业； 1.1.3 施工作业周期较长； 1.1.4 广泛采用高强合金钢材。如中国 16Mn，日本2SM41，SM50，SM53，美国 A36，A572 等； 1.1.5 大量使用厚板及超厚板结构； 1.1.6 除采用传统的焊接手工电弧焊外，广泛采用 CO2 气体保护半自动焊，20CO2+

3、80%Ar：的混合气体保护半自动焊，自保护药芯焊丝焊接，自动焊； 1.1.7 焊接质量要求高，一般均采用半熔透及全熔透焊缝。 1.2 焊接施工主要难点上述特点给焊接施工带来了系列的困难，主要有： 1.2.1 作业环境风大； 1.2.2 温度和湿度变化大，甚至有雨雪威胁，低温焊接施工等； 1.2.3 焊接工作量大，焊接返修困难； 1.2.4 辅助作业工作量大； 1.2.5 焊接自由空间受到限制； 1.2.6 与其它工种配合交叉作业量大（如吊装、高强螺栓连接施工等）； 1.2.7 焊接裂缝倾向较严重，部分厚板结构有层状的撕裂倾向； 1.2.8 焊接变形量大。 此外，由于高层建筑钢结构在我国发展时间

4、不长，目前，国内专门针对高层建筑钢结构设计、施工的标准尚不完善，常常是采用国外设计、国外材料、国外总承包施工、采用国外标准，造成焊接质量控制缺乏统一的标准，这些都给焊接施工质量控制带来了困难。 2、高强钢焊接施工工艺 32.1 焊材选配原则 2.1.1 强匹配。强节点弱杆件：焊接材料熔敷金属的强度、塑性、冲击韧性高于母材标准规定的最低值。焊接接头（焊缝及热影响区）各项性能全面要求达到母材标准规定的最低值。 2.2.2 兼顾焊缝塑性。厚板焊接时按厚度效应后的强度选配焊材，节点拘束度大时可在 1/4 板厚以下配用低强焊材。满足冲击韧性要求。必须重点选择焊材的韧性，使焊缝及热影响区韧性达到钢材的标准

5、要求。2.2 高强钢焊接性评价方法 2.2.1 碳当量计算评定法。 2.2.2 热影响区最高硬度试验评定法。插销试验临界断裂应力评定法。 2.3 最低预热温度确定方法 2.3.1 裂纹试验控制。根据斜 Y 坡口试样抗裂试验确定最低预热温度。2.3.2 硬度控制。根据一定碳当量的钢材，其不同板厚 T 形接头角焊缝热影响区硬度达到 350 HV 对应的冷却速度（540时） ，查表确定焊接线能量。 2.3.3 根据裂纹敏感指数、板厚范围、拘束度等级、熔敷金属扩散氢含量确定最低预热温。 2.3.4 根据接头热输入、冷却时间和钢材的特定曲线图确定最低预热温度。 43、焊接质量控制的主要措施 根据对上述影

6、响焊接质量因素的分析，结合工程实际，其质量控制的主要措施为： 3.1 制定焊接施工计划应根据现场钢结构安装的实际情况和技术要求，进行技术经济分析，制定切实可行的焊接施工计划。计划应包括并应确认以下主要项目。 3.1.1 方法、材料、人员管理焊接条件；焊接方法；使用钢材（复验）；焊接材料及其管理；焊工培训、考试及管理；质量控制机构；质量控制制度；防护措施；安全措施。 3.1.2 加工。坡口要领；坡口加工要领；引弧板安装要领；组装及焊接顺序。 3.1.3 组装。预热要领；引弧板处理；定位焊要领；清根要领；焊缝及加工要领；后热要领；产生不良时的矫正要领；焊缝返修要领。 3.1.4 检查。外观检查标准

7、、方法、要领；无损检查方法、标准、要领。 3.2 焊前准备质量控制焊接前进行认真的准备。 “焊前准备好了等于已焊接了一半！”焊接前须对以下项目进行确认。 3.2.1 环境。作业环境；焊接环境；安全卫生注意事项。 3.2.2 材料及器具。电源容量；焊接材料种类及组合；焊接材料状态；使用器具状态。 3.2.3 加工拼装。坡口形状；坡口尺寸；根部间隙；错边；背面垫板的安装状态；定位焊；引弧板的安装状态。 53.2.4 其它。焊接坡口表面的清理和加工；预热。 3.3 焊接过程中质量控制焊接过程中施焊人员应严格按焊接计划书要求及焊接工艺指导书执行，严肃工艺纪律，对以下项目进行确认。 焊接顺序；焊接电源；

8、电弧电压；焊接速度；运条方法；焊缝的设置方法；电弧的位置；前层的焊缝状态；清根；层间温度；焊条或焊丝直径的选择；后热、保温。 3.4 焊后质量控制焊接后，应按设计要求、有关标准对焊缝进行严格检查，对焊缝外观、尺寸、表面及内部缺陷进行确认，其主要项目有： 3.4.1 外观及表面缺陷。焊缝表面规整与否；压坑；焊瘤；悬垂物；咬边；火口状态；表面气孔；表面裂纹。 3.4.2 尺寸。余高尺寸；焊接长度；角焊焊脚长度，补强角焊的大小；角焊的不等脚长。 3.4.3 内部缺陷。裂纹；未熔合；未焊透；夹渣；气孔。 3.4.4 处理。引弧板的处理；飞溅物清除合格与否；端部周边焊；焊缝返修。 4、结语 高层建筑钢结

9、构安装焊接施工是一项要求组织严密、效率高、质量有足够可靠性的复杂工作。为了满足焊接区所要求的质量水平，影响焊接质量的诸因素，如焊接作业人员、焊接设备、钢材、焊接材料、施工方法、作业管理及检查等必须完美配合才能达到所要求的质量水准。 经过十余年高层建筑钢结构的发展，我国在高层建筑钢结构焊接施工方面已具备一定的能力和基础，积累了丰富的经验和质量控制措施。6但目前，国内尚无专门针对有关高层建筑钢结构设计、施工（焊接）的标准、规范，因此应及时总结工程实践经验和新技术应用，制订、完善有关标准，使质量控制更加规范化，以促进钢结构在建筑业更加广泛应用。 参考文献： 1邱葭菲.焊工工艺学（第三版）M.北京：中国劳动社会保障出版社，2005. 2JGJ812002，建筑钢结构焊接技术规程S. 3GB502052001，钢结构工程施工质量验收规范S.