论文部分内容阅读
摘要：钢结构在焊接过程中，容易受到构件尺寸、焊接位置及构件外形等因素影响，从而出现各种焊接缺陷，使得钢结构工程质量大大降低。文章结合自身工作经验，对钢结构焊接缺陷产生原因进行分析，并提出相应的补救方法，以提高钢结构工程的焊接质量。
关键词：钢结构工程；焊接缺陷；补救方法
中图分类号：TU712 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）28-0058-02
钢结构工程作为现代建筑施工中的重要组成部分，对建筑工程施工质量起着至关重要的作用，因此做好钢结构工程焊接工作很重要。钢结构焊接是一项较为复杂的技术，且钢结构强度与一般地质材料相比要高。若施工人员在焊接过程中，未能对每个焊接工序进行严密控制，将导致各种焊接缺陷的产生，不仅对后期焊接工作造成阻碍，同时对钢结构工程质量造成严重影响。本文就钢结构焊接缺陷进行研究，并提出可行性的补救方法。
1 钢结构焊接常见缺陷及补救方法
1.1 侧弯与扭曲
1.1.1 产生原因：钢结构工件组装时，未设置相应平台；工件组装间隙设置不均匀；在运输时由于起吊位置错误而形成侧向弯曲缺陷。扭曲也是导致钢结构焊接变形的重要因素之一，其产生原因：节点角钢的拼接间隙设置不均匀，严密度不足；构件刚度较差，在翻身加工时，未对其进行加固；虽然在构件翻身加工时进行了加固，但是平整度较差，导致焊接初期就出现扭曲现象。
1.1.2 补救方法：在钢结构焊接前，设置挂线监察平台，严密检查钢结构焊接的水平性，并保证构件运输和退房受力一致性，防止侧向应力的产生。为了防止钢结构焊接扭曲问题的产生，在构件下料前，必须对每个节点进行放样，并根据节点放样尺寸进行下料作业。再者，在构件拼接中，要使基准面维持水平。若钢结构焊接出现侧弯现象，可通过三角加热方式对侧弯部位进行矫正或者在千斤顶辅助下进行矫正。若钢结构焊接发生扭曲时，可在千斤顶辅助下，通过火焰加热方式进行矫正，若扭曲严重程度极大，则可通过火焰加热法将焊缝分开，然后利用翼板对其矫正，再重新焊接。
1.2 局部变形
1.2.1 产生原因：钢结构构件质量问题。例如，钢结构构件刚度较低，则容易出现收缩变形问题；在构件加工过程中，由于操作人员失误而导致的变形问题；在钢结构焊接应力释放较为集中的情况下，若构件布置不均匀或者焊接位置水平性不足，则会导致局部变形问题的产生。
1.2.2 补救方法：在钢结构焊接设计时，要尽可能确保加工构件每个部分刚度及焊缝分布均匀性。为了避免局部变形现象的产生，必须合理安排钢结构焊接顺序。若构件形状无法满足钢结构焊接要求时，则必须先对其形状进行矫正，然后再进行组装焊接。当钢结构焊接局部变形发生后，对于变形程度较小部位，可用火烤进行矫正；对于变形程度较大部位，则需在千斤顶辅助下，通过火烤进行矫正。
1.3 应力变形
1.3.1 产生原因：在对钢结构构件进行焊接时容易出现内应力而焊接完成后则容易出现残余应力，并导致构件变形，这种变形现象是无法避免的。由于焊接变形矫正需要花费大量的人力和时间，因此有些施工人员为了达到焊接变形控制目的，对焊接残余应力过于忽视，采用支撑或者卡具来提高构件刚性度，以避免焊接变形，但是实际上使得焊接后构件残余应力大大增加，产生严重的变形现象，虽然构件变形程度低，但是在内应力作用下，容易出现裂纹。
1.3.2 补救方法：对于焊接应力较大、拘束性较大的钢结构构件，应该尽可能使焊缝在拘束性较小的情况下进行焊接，不要采取增加刚性的措施。当组装构件时，若焊缝过多，必须依据焊缝分布情况及构件形状，先对收缩量相对较大的焊缝进行施工，后对收缩量相对较小的焊缝进行施工，或者先对拘束性较大且不可自主收缩焊缝进行施工，后对拘束性较小且能够自主收缩焊缝进行施工，以形成良好的收缩条件，避免应力变形现象的产生。当每层焊道焊接完成后，需及时用圆形小锤或者电动型锤击设备，对焊缝金属进行均匀敲击，使焊接构件塑性变形，以将焊缝冷却之后所产生的拉应力相互抵消。但是要注意盖面表层、坡口内侧及底部焊道与坡口面临近两边焊道不能锤击，以避免焊接裂纹的产生。
1.4 热裂纹
1.4.1 产生原因。热裂纹主要是在高温条件下形成的裂纹，又可称为结晶裂缝或者高温裂纹，一般情况下，热裂纹多见于焊缝内部或者热影响范围。热裂纹主要是受到力学作用和冶金因素的影响而形成的。在结晶中，焊接熔池存在一定的偏析现象，熔点较低的共晶与杂质能够以液态间层的形式存留在结晶中，并粗线偏析现象，当其凝固之后，其凝结刚度较低。如果焊接应力较大，能够将刚凝固或者以液态间层形式存留的构件拉开，并出现裂纹。
1.4.2 补救方法：对焊接材料内存在的偏析元素进行限制，例如，对碳、磷、硫等元素含量进行有效控制。对焊缝金属成分进行调整，以提高焊缝金属塑性，降低其偏析程度，并对熔点较低共晶影响进行有效控制。对焊接方向与顺序进行合理控制，并对焊缝形状进行改善，通过多层多道方式进行焊接，以防止中心偏析现象的产生，避免中心裂纹的产生。
1.5 冷裂纹
1.5.1 产生原因。冷裂纹主要是在焊缝冷却时产生的，其产生条件主要有：焊接部位拉伸应力较大；存在浓集扩散氢；焊接接头呈淬硬组织。
1.5.2 补救方法：首先，确保焊接规范及性能，能够对热影响范围及焊缝形态进行改善，例如，在焊接前进行预热，并对焊接温度进行控制、焊接后缓冷等，能够提高氢分子扩散速率。其次，选用碱性焊剂或者焊条，以使焊缝中的扩散氢浓度有所降低。在使用碱性焊剂或者焊条时，必须按照规程要求对其进行有效烘干，并对焊丝、坡口处杂物进行有效清理，以避免氢气体来源。最后，在焊接后立即热处理，热处理方式有两种：其一，实行退火处理措施，以将焊缝内应力彻底消除，并让淬火组织进行回火，以提高钢结构构件韧性；其二，实行消氢气的处理措施，使焊接接头的氢气能够有效扩散出来。
2 结语
钢结构工程焊接工艺作为现代建筑工程施工的重要环节，对现代建筑施工质量提升具有重要意义。因此，要求施工人员必须做好钢结构工程的每个焊接工作，并对每个焊接工序进行严格控制，以避免焊接缺陷的产生。
参考文献
[1] 孙生玉.钢结构焊接中的常见问题探讨[J].中国新技
术新产品，2009，6（2）：87-88.
[2] 熊文.建筑钢结构焊接变形控制措施之初探[J].中国
城市经济，2011，9（17）：89-90.
[3] 邓勇强.焊接变形的影响因素与控制措施综议[J].科
技资讯，2012，3（23）：54-55.
关键词：钢结构工程；焊接缺陷；补救方法
中图分类号：TU712 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）28-0058-02
钢结构工程作为现代建筑施工中的重要组成部分，对建筑工程施工质量起着至关重要的作用，因此做好钢结构工程焊接工作很重要。钢结构焊接是一项较为复杂的技术，且钢结构强度与一般地质材料相比要高。若施工人员在焊接过程中，未能对每个焊接工序进行严密控制，将导致各种焊接缺陷的产生，不仅对后期焊接工作造成阻碍，同时对钢结构工程质量造成严重影响。本文就钢结构焊接缺陷进行研究，并提出可行性的补救方法。
1 钢结构焊接常见缺陷及补救方法
1.1 侧弯与扭曲
1.1.1 产生原因：钢结构工件组装时，未设置相应平台；工件组装间隙设置不均匀；在运输时由于起吊位置错误而形成侧向弯曲缺陷。扭曲也是导致钢结构焊接变形的重要因素之一，其产生原因：节点角钢的拼接间隙设置不均匀，严密度不足；构件刚度较差，在翻身加工时，未对其进行加固；虽然在构件翻身加工时进行了加固，但是平整度较差，导致焊接初期就出现扭曲现象。
1.1.2 补救方法：在钢结构焊接前，设置挂线监察平台，严密检查钢结构焊接的水平性，并保证构件运输和退房受力一致性，防止侧向应力的产生。为了防止钢结构焊接扭曲问题的产生，在构件下料前，必须对每个节点进行放样，并根据节点放样尺寸进行下料作业。再者，在构件拼接中，要使基准面维持水平。若钢结构焊接出现侧弯现象，可通过三角加热方式对侧弯部位进行矫正或者在千斤顶辅助下进行矫正。若钢结构焊接发生扭曲时，可在千斤顶辅助下，通过火焰加热方式进行矫正，若扭曲严重程度极大，则可通过火焰加热法将焊缝分开，然后利用翼板对其矫正，再重新焊接。
1.2 局部变形
1.2.1 产生原因：钢结构构件质量问题。例如，钢结构构件刚度较低，则容易出现收缩变形问题；在构件加工过程中，由于操作人员失误而导致的变形问题；在钢结构焊接应力释放较为集中的情况下，若构件布置不均匀或者焊接位置水平性不足，则会导致局部变形问题的产生。
1.2.2 补救方法：在钢结构焊接设计时，要尽可能确保加工构件每个部分刚度及焊缝分布均匀性。为了避免局部变形现象的产生，必须合理安排钢结构焊接顺序。若构件形状无法满足钢结构焊接要求时，则必须先对其形状进行矫正，然后再进行组装焊接。当钢结构焊接局部变形发生后，对于变形程度较小部位，可用火烤进行矫正；对于变形程度较大部位，则需在千斤顶辅助下，通过火烤进行矫正。
1.3 应力变形
1.3.1 产生原因：在对钢结构构件进行焊接时容易出现内应力而焊接完成后则容易出现残余应力，并导致构件变形，这种变形现象是无法避免的。由于焊接变形矫正需要花费大量的人力和时间，因此有些施工人员为了达到焊接变形控制目的，对焊接残余应力过于忽视，采用支撑或者卡具来提高构件刚性度，以避免焊接变形，但是实际上使得焊接后构件残余应力大大增加，产生严重的变形现象，虽然构件变形程度低，但是在内应力作用下，容易出现裂纹。
1.3.2 补救方法：对于焊接应力较大、拘束性较大的钢结构构件，应该尽可能使焊缝在拘束性较小的情况下进行焊接，不要采取增加刚性的措施。当组装构件时，若焊缝过多，必须依据焊缝分布情况及构件形状，先对收缩量相对较大的焊缝进行施工，后对收缩量相对较小的焊缝进行施工，或者先对拘束性较大且不可自主收缩焊缝进行施工，后对拘束性较小且能够自主收缩焊缝进行施工，以形成良好的收缩条件，避免应力变形现象的产生。当每层焊道焊接完成后，需及时用圆形小锤或者电动型锤击设备，对焊缝金属进行均匀敲击，使焊接构件塑性变形，以将焊缝冷却之后所产生的拉应力相互抵消。但是要注意盖面表层、坡口内侧及底部焊道与坡口面临近两边焊道不能锤击，以避免焊接裂纹的产生。
1.4 热裂纹
1.4.1 产生原因。热裂纹主要是在高温条件下形成的裂纹，又可称为结晶裂缝或者高温裂纹，一般情况下，热裂纹多见于焊缝内部或者热影响范围。热裂纹主要是受到力学作用和冶金因素的影响而形成的。在结晶中，焊接熔池存在一定的偏析现象，熔点较低的共晶与杂质能够以液态间层的形式存留在结晶中，并粗线偏析现象，当其凝固之后，其凝结刚度较低。如果焊接应力较大，能够将刚凝固或者以液态间层形式存留的构件拉开，并出现裂纹。
1.4.2 补救方法：对焊接材料内存在的偏析元素进行限制，例如，对碳、磷、硫等元素含量进行有效控制。对焊缝金属成分进行调整，以提高焊缝金属塑性，降低其偏析程度，并对熔点较低共晶影响进行有效控制。对焊接方向与顺序进行合理控制，并对焊缝形状进行改善，通过多层多道方式进行焊接，以防止中心偏析现象的产生，避免中心裂纹的产生。
1.5 冷裂纹
1.5.1 产生原因。冷裂纹主要是在焊缝冷却时产生的，其产生条件主要有：焊接部位拉伸应力较大；存在浓集扩散氢；焊接接头呈淬硬组织。
1.5.2 补救方法：首先，确保焊接规范及性能，能够对热影响范围及焊缝形态进行改善，例如，在焊接前进行预热，并对焊接温度进行控制、焊接后缓冷等，能够提高氢分子扩散速率。其次，选用碱性焊剂或者焊条，以使焊缝中的扩散氢浓度有所降低。在使用碱性焊剂或者焊条时，必须按照规程要求对其进行有效烘干，并对焊丝、坡口处杂物进行有效清理，以避免氢气体来源。最后，在焊接后立即热处理，热处理方式有两种：其一，实行退火处理措施，以将焊缝内应力彻底消除，并让淬火组织进行回火，以提高钢结构构件韧性；其二，实行消氢气的处理措施，使焊接接头的氢气能够有效扩散出来。
2 结语
钢结构工程焊接工艺作为现代建筑工程施工的重要环节，对现代建筑施工质量提升具有重要意义。因此，要求施工人员必须做好钢结构工程的每个焊接工作，并对每个焊接工序进行严格控制，以避免焊接缺陷的产生。
参考文献
[1] 孙生玉.钢结构焊接中的常见问题探讨[J].中国新技
术新产品，2009，6（2）：87-88.
[2] 熊文.建筑钢结构焊接变形控制措施之初探[J].中国
城市经济，2011，9（17）：89-90.
[3] 邓勇强.焊接变形的影响因素与控制措施综议[J].科
技资讯，2012，3（23）：54-55.