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摘要:随着国民经济的飞速发展,建筑行业也不断发展前进,钢结构的使用成为建筑发展的一种趋势,这是因为它本身具有的特点更加符合现代社会的需求.虽然目前钢结构已经在设计施工中得到了应用,但是开展时间较短,并没有大范围的得到应用.因此进行施工设计时,难免会出现一些问题.本文着重分析了钢结构焊接工程施工技术要点以及常见质量问题的控制措施,以期在实际工程操作中可以提供相应的理论借鉴与指导。
关键词:钢结构;焊接工程;技术;质量控制
引言
在我国建筑中,钢结构具有质量轻强度高塑性和韧性好材质均匀等多项优点,目前钢结构已在建筑业施工中占据主导地位。 钢结构焊接质量的好坏直接影响工程的质量,所以焊接质量在施工过程中俨然成为了至关重要的一道工序。
一、钢结构施工的重要性
随着社会的发展,人们对建筑的要求也越来越高,建筑结构造型也日渐新颖,钢结构体型更是不断推陈出新,目前钢结构的空间形状中多为较复杂的大跨度,这种构造慢慢的成为了一种发展趋势;到目前为止钢结构取得了很大的发展,从低碳钢发展到高强合金钢、铸钢等新型金属材料,近年来,钢结构网架也逐渐应用了铝合金材料。
有效合理的利用钢结构可以最大限度的提高企业经济效益,相比于传统的钢筋混凝土,钢结构更加环保清洁,从这个角度来说,使用钢结构恰巧响应了国家节能减排的号召,符合建筑对节能环保材料的需求。组成钢结构的原材料就是钢材,正好满足了建筑对高强度高效能材料的需求,循环利用价值相当大;为了确保工程施工安全,我们必须在设计阶段对图纸和计算做到精益求精,在图纸正确的前提下,确保施工顺利进行;设计过程应该安全适用、经济合理,满足建筑抗震和防火要求;施工工艺和相关产业要密切配合,促使整个施工过程不断优化,在工程质量得到保障的前提下满足施工过程中的各种要求。
二、目前我国建筑钢结构焊接技术的现状
根据有关部门的统计,在我国年产量 2600 万吨的钢结构产业中,管理较完善、规模较大的大型钢结构企业仅 30 多家,其年产份额不足 600 万吨,一些生产规模不大、管理不完善、技术能力不强的中小钢结构企业及其产量尚占多数。由此可见,我国上规模的大型钢结构企业数量的明显不足,这给钢结构焊接质量的完善管理带来一定的不利影响。
(一)、钢结构的接接技术以及焊接材料
这些年以来,建筑钢结构因为其结构稳定、生产效率比较高、使用寿命长以及节能环保的特点在各个领域中被广泛应用。建筑钢结构的焊接工艺也发生了日新月异的变化。20 世纪中期,钢结构的焊接工艺之中引入了电弧焊工艺,渐渐这种工艺就成为了主要的焊接钢结构的技术。在 70 年代实芯焊丝气体保护焊以及药芯焊丝气体保护焊,螺栓焊以及熔嘴电渣焊等新的焊接技术问世。以上焊接技术为现代钢结构的焊接提供了更多的技术支持,不仅为企业创造了更高的经济效益,还提高了焊接的生产效率,将工期压缩了。但是,我们不得不从实际出发,根据钢结构所采用的材料以及焊接的材料采取不同的焊接技术以及焊接工艺。在钢结构的焊接过程中,还要根据钢原来的硬度和韧性方面选择相应的焊接材料,而且根据其强度以及韧性选用合适的焊接技术。
(二)、目前钢结构焊接工程从业人员现状
从上世纪八十年代初至今,随着我国经济建设的发展和体制改革的深入,企业从原来单一的公有制逐步向私有制、股份制以及公私合营转化。人员管理模式也随着体制的变化而发生了改变。目前绝大多数企业均采取专业分包以及项目承包的管理模式。专业分包多为一些私营小企业,人员流动性强、管理不规范。进入建筑钢结构市场的除中国建筑总公司外,还有冶金、电力、石化、化工、铁道、造船、石油等行业的建设队伍,同时还有各省市地方的建筑队伍及大量民营建设企业队伍,因此,焊工所持证件五花八门,给现场管理工作带来许多混乱和麻烦。同时随着建筑钢结构的大量增多,对焊工的需求量也大量增加,由于合格焊工的培训时间长、培训费用高,而安全操作培训时间短、培训费用低,施工单位为了减少人力成本,或因工期紧张,很多焊工(农民工)只经过安全操作培训取得安全操作证而没有经过焊接技能培训取得焊工合格证;再加上工程监理部门对焊工合格证缺乏了解,执法乏力,导致建筑业焊工很多仅持安全操作证就在进行工程建设焊接,给钢结构焊接工程质量留下了大量隐患。
三、焊接技术要点
焊接过程中一定要调试好焊接工具,选用合适的焊条以及电流,焊接有平焊、立焊和仰焊,焊接施工中,技术人员焊接速度必须平稳缓慢,在焊缝达到长度结束时要进行短时间的回焊,否则会造成焊接厚度不达标,焊接移动速度过快或过慢易产生气孔、烧穿边缘未融合、焊缝层间未融合,以及夹渣咬边等一系列焊接缺陷,降低焊接质量。笔者曾在淄博一家安装公司,为地下电缆焊接电缆支架,由于焊接过快导致焊接层间未融合,支架强度大大降低,人力就可破坏,幸好及时被发现没有影响工程质量。
(一)、厚钢板焊接技术
厚钢板经常被大量的应用到建筑刚结构中,比如 :新保利大厦工程使用了 125 mm 厚度的轧制 H 型钢翼板。在建筑用钢的范围内,由于大量使用厚钢板,促进并丰富了后钢板焊接技术的发展。但是厚钢板焊接的时候需要注意什么呢?要充分的考虑选择合理的坡口形式,如: X以及双 U 坡口,减少变形,防止产生裂纹 。如果只能单面焊接 ,为了保证焊透,减少焊接收缩量,要使用窄间隙、小角度坡口。从而够降低焊接剩余应力,提高工作效率,从而合理地预热和层间温度。
(二)、焊接裂纹的控制
焊接裂纹是目前普遍存在的焊接问题,在焊接施工的选择方面,焊接材料可以用来控制焊缝的化学成分,通过降低母材和焊接材料中形成低熔点共晶物防止焊接裂纹的出现;施焊时,需要控制电流和焊缝速度使焊道宽度深度比符合设计要求实现热量的均匀输送;对焊材进行必要的焊前预热和焊后冷却可以改善焊接接头内部组织,提高焊缝的综合性能,防止出现冷裂纹。 四、焊接质量的控制
(一)、焊接施工
焊接施工控制包括以下三个方面:焊前控制、焊接过程中控制、焊后控制。焊前控制包括:焊材选择、工艺评定、焊材管理、组对质量、设备管理等。焊接过程中控制:温度、湿度、风速、雨雪、严格执行工艺纪律等。焊后控制:焊后检验、热处理等。
(二)、质量监督
质量监督属于隐蔽工程,是最容易发生质量问题的工序之一。根据相关资料显示,因为焊接质量导致的焊缝返修率在80%以上。另外 ,10% 的焊缝质量问题是由于操作人员的技术问题、上道工序操作不当引起的。由于垫板靠焊缝的一侧垫板表面的铁锈、氧化皮没有清理干净,在 X 类型坡口溶透焊缝中,由于反面的清理不彻底,在施焊的过程中 ,从而导致焊缝中出现质量问题。另外在采用垫板 V 类型的坡口焊的时候,由于没有彻底清除油污,直接在上面施焊,导致垫板存在着质量的问题。由于焊接规程文件编制的不够合理 ,坡口大小的设计不能满足施工的要求,不能充分的展开工作面等等,在焊接的过程中不能满足要求 ,由于不正确的焊接工序 ,采用的焊接电流会导致不可矫正的变形等等问题。因此,为了保证工程的流畅型以及正确性,要根据具体的情况,采取灵活多变的焊接技术。要结合具体的工程结构特点,评定采用中厚板焊接的构建,编制正确的工艺文件,制定相关的焊接工艺。为了保证工艺文件指定的准确性、经济性、适宜性、可操作性,按照国家标准,严格确定预留的间隙以及坡口的大小。同时安装国家标准,通过焊接工艺评定的实验 ,确定合理的焊接材料 ,按照国家标准严格要求进行用时培烘、用前存放,在规范的要求温度之上,控制保温温度。
结束语
综上所述,为了确保工程质量的目的,在多数情况下为了有效地控制钢结构的焊接变形 ,根据焊接要求的不同采取相对应的钢结构焊接技术。并且在实践中,由于结构、材料以及焊接施工现场环境等影响 ,要不断地积累以及总结焊接经验,从而提高控制焊接应力,提高焊接变形技术水平。
参考文献
[1]严晗.对钢结构工程施工的质量控制分析[J].中国新技术新产品,2011(24).
[2]董婷.全面质量管理在企业中的应用[J].山西焦煤科技,2010(S1). [3]张毅,蔚红.弧焊电源的应用与发展趋势[J].内蒙古石油化工,2010(21).
关键词:钢结构;焊接工程;技术;质量控制
引言
在我国建筑中,钢结构具有质量轻强度高塑性和韧性好材质均匀等多项优点,目前钢结构已在建筑业施工中占据主导地位。 钢结构焊接质量的好坏直接影响工程的质量,所以焊接质量在施工过程中俨然成为了至关重要的一道工序。
一、钢结构施工的重要性
随着社会的发展,人们对建筑的要求也越来越高,建筑结构造型也日渐新颖,钢结构体型更是不断推陈出新,目前钢结构的空间形状中多为较复杂的大跨度,这种构造慢慢的成为了一种发展趋势;到目前为止钢结构取得了很大的发展,从低碳钢发展到高强合金钢、铸钢等新型金属材料,近年来,钢结构网架也逐渐应用了铝合金材料。
有效合理的利用钢结构可以最大限度的提高企业经济效益,相比于传统的钢筋混凝土,钢结构更加环保清洁,从这个角度来说,使用钢结构恰巧响应了国家节能减排的号召,符合建筑对节能环保材料的需求。组成钢结构的原材料就是钢材,正好满足了建筑对高强度高效能材料的需求,循环利用价值相当大;为了确保工程施工安全,我们必须在设计阶段对图纸和计算做到精益求精,在图纸正确的前提下,确保施工顺利进行;设计过程应该安全适用、经济合理,满足建筑抗震和防火要求;施工工艺和相关产业要密切配合,促使整个施工过程不断优化,在工程质量得到保障的前提下满足施工过程中的各种要求。
二、目前我国建筑钢结构焊接技术的现状
根据有关部门的统计,在我国年产量 2600 万吨的钢结构产业中,管理较完善、规模较大的大型钢结构企业仅 30 多家,其年产份额不足 600 万吨,一些生产规模不大、管理不完善、技术能力不强的中小钢结构企业及其产量尚占多数。由此可见,我国上规模的大型钢结构企业数量的明显不足,这给钢结构焊接质量的完善管理带来一定的不利影响。
(一)、钢结构的接接技术以及焊接材料
这些年以来,建筑钢结构因为其结构稳定、生产效率比较高、使用寿命长以及节能环保的特点在各个领域中被广泛应用。建筑钢结构的焊接工艺也发生了日新月异的变化。20 世纪中期,钢结构的焊接工艺之中引入了电弧焊工艺,渐渐这种工艺就成为了主要的焊接钢结构的技术。在 70 年代实芯焊丝气体保护焊以及药芯焊丝气体保护焊,螺栓焊以及熔嘴电渣焊等新的焊接技术问世。以上焊接技术为现代钢结构的焊接提供了更多的技术支持,不仅为企业创造了更高的经济效益,还提高了焊接的生产效率,将工期压缩了。但是,我们不得不从实际出发,根据钢结构所采用的材料以及焊接的材料采取不同的焊接技术以及焊接工艺。在钢结构的焊接过程中,还要根据钢原来的硬度和韧性方面选择相应的焊接材料,而且根据其强度以及韧性选用合适的焊接技术。
(二)、目前钢结构焊接工程从业人员现状
从上世纪八十年代初至今,随着我国经济建设的发展和体制改革的深入,企业从原来单一的公有制逐步向私有制、股份制以及公私合营转化。人员管理模式也随着体制的变化而发生了改变。目前绝大多数企业均采取专业分包以及项目承包的管理模式。专业分包多为一些私营小企业,人员流动性强、管理不规范。进入建筑钢结构市场的除中国建筑总公司外,还有冶金、电力、石化、化工、铁道、造船、石油等行业的建设队伍,同时还有各省市地方的建筑队伍及大量民营建设企业队伍,因此,焊工所持证件五花八门,给现场管理工作带来许多混乱和麻烦。同时随着建筑钢结构的大量增多,对焊工的需求量也大量增加,由于合格焊工的培训时间长、培训费用高,而安全操作培训时间短、培训费用低,施工单位为了减少人力成本,或因工期紧张,很多焊工(农民工)只经过安全操作培训取得安全操作证而没有经过焊接技能培训取得焊工合格证;再加上工程监理部门对焊工合格证缺乏了解,执法乏力,导致建筑业焊工很多仅持安全操作证就在进行工程建设焊接,给钢结构焊接工程质量留下了大量隐患。
三、焊接技术要点
焊接过程中一定要调试好焊接工具,选用合适的焊条以及电流,焊接有平焊、立焊和仰焊,焊接施工中,技术人员焊接速度必须平稳缓慢,在焊缝达到长度结束时要进行短时间的回焊,否则会造成焊接厚度不达标,焊接移动速度过快或过慢易产生气孔、烧穿边缘未融合、焊缝层间未融合,以及夹渣咬边等一系列焊接缺陷,降低焊接质量。笔者曾在淄博一家安装公司,为地下电缆焊接电缆支架,由于焊接过快导致焊接层间未融合,支架强度大大降低,人力就可破坏,幸好及时被发现没有影响工程质量。
(一)、厚钢板焊接技术
厚钢板经常被大量的应用到建筑刚结构中,比如 :新保利大厦工程使用了 125 mm 厚度的轧制 H 型钢翼板。在建筑用钢的范围内,由于大量使用厚钢板,促进并丰富了后钢板焊接技术的发展。但是厚钢板焊接的时候需要注意什么呢?要充分的考虑选择合理的坡口形式,如: X以及双 U 坡口,减少变形,防止产生裂纹 。如果只能单面焊接 ,为了保证焊透,减少焊接收缩量,要使用窄间隙、小角度坡口。从而够降低焊接剩余应力,提高工作效率,从而合理地预热和层间温度。
(二)、焊接裂纹的控制
焊接裂纹是目前普遍存在的焊接问题,在焊接施工的选择方面,焊接材料可以用来控制焊缝的化学成分,通过降低母材和焊接材料中形成低熔点共晶物防止焊接裂纹的出现;施焊时,需要控制电流和焊缝速度使焊道宽度深度比符合设计要求实现热量的均匀输送;对焊材进行必要的焊前预热和焊后冷却可以改善焊接接头内部组织,提高焊缝的综合性能,防止出现冷裂纹。 四、焊接质量的控制
(一)、焊接施工
焊接施工控制包括以下三个方面:焊前控制、焊接过程中控制、焊后控制。焊前控制包括:焊材选择、工艺评定、焊材管理、组对质量、设备管理等。焊接过程中控制:温度、湿度、风速、雨雪、严格执行工艺纪律等。焊后控制:焊后检验、热处理等。
(二)、质量监督
质量监督属于隐蔽工程,是最容易发生质量问题的工序之一。根据相关资料显示,因为焊接质量导致的焊缝返修率在80%以上。另外 ,10% 的焊缝质量问题是由于操作人员的技术问题、上道工序操作不当引起的。由于垫板靠焊缝的一侧垫板表面的铁锈、氧化皮没有清理干净,在 X 类型坡口溶透焊缝中,由于反面的清理不彻底,在施焊的过程中 ,从而导致焊缝中出现质量问题。另外在采用垫板 V 类型的坡口焊的时候,由于没有彻底清除油污,直接在上面施焊,导致垫板存在着质量的问题。由于焊接规程文件编制的不够合理 ,坡口大小的设计不能满足施工的要求,不能充分的展开工作面等等,在焊接的过程中不能满足要求 ,由于不正确的焊接工序 ,采用的焊接电流会导致不可矫正的变形等等问题。因此,为了保证工程的流畅型以及正确性,要根据具体的情况,采取灵活多变的焊接技术。要结合具体的工程结构特点,评定采用中厚板焊接的构建,编制正确的工艺文件,制定相关的焊接工艺。为了保证工艺文件指定的准确性、经济性、适宜性、可操作性,按照国家标准,严格确定预留的间隙以及坡口的大小。同时安装国家标准,通过焊接工艺评定的实验 ,确定合理的焊接材料 ,按照国家标准严格要求进行用时培烘、用前存放,在规范的要求温度之上,控制保温温度。
结束语
综上所述,为了确保工程质量的目的,在多数情况下为了有效地控制钢结构的焊接变形 ,根据焊接要求的不同采取相对应的钢结构焊接技术。并且在实践中,由于结构、材料以及焊接施工现场环境等影响 ,要不断地积累以及总结焊接经验,从而提高控制焊接应力,提高焊接变形技术水平。
参考文献
[1]严晗.对钢结构工程施工的质量控制分析[J].中国新技术新产品,2011(24).
[2]董婷.全面质量管理在企业中的应用[J].山西焦煤科技,2010(S1). [3]张毅,蔚红.弧焊电源的应用与发展趋势[J].内蒙古石油化工,2010(21).