干工程這么久，你真敢說(shuō)了解鋼結(jié)構(gòu)焊接嗎？
2021.07.08
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作者：中鋼國(guó)檢
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結(jié)構(gòu)是由型鋼和鋼板等鋼制材料制成的鋼梁、鋼柱、鋼桁架等構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)，是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一。鋼結(jié)構(gòu)各構(gòu)件或部件之間通常采用焊縫、螺栓或鉚釘連接，因其自重較輕，且施工簡(jiǎn)便，廣泛應(yīng)用于大型廠房、場(chǎng)館、超高層等領(lǐng)域。
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鋼結(jié)構(gòu)焊接
隨著國(guó)內(nèi)冶鋼技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，鋼結(jié)構(gòu)越來(lái)越廣泛的應(yīng)用到更多的大型工程當(dāng)中，而對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)建筑來(lái)說(shuō)，焊接是必不可少和最重要的步驟之一。鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量的好壞，直接決定了整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)建筑的架構(gòu)安全性。如果是焊接質(zhì)量不過(guò)關(guān)，會(huì)很容易導(dǎo)致整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)生坍塌事故。
俗話說(shuō)巧婦難為無(wú)米之炊，如果焊接用的材料都不合格，焊接質(zhì)量自然也無(wú)法得到保證。在使用前，應(yīng)檢查鋼結(jié)構(gòu)焊接工程用鋼材及焊接材料的產(chǎn)品質(zhì)量證明書(shū)或檢驗(yàn)報(bào)告，看其是否符合設(shè)計(jì)文件的要求。
在施焊前要做好焊接輔材、工具、現(xiàn)場(chǎng)等各個(gè)可能影響焊縫質(zhì)量的環(huán)節(jié)，避免焊縫連接經(jīng)常出現(xiàn)質(zhì)量缺陷問(wèn)題。
有些鋼結(jié)構(gòu)工程需要承受動(dòng)載，所以對(duì)焊接也有更嚴(yán)格的要求。如果是承受動(dòng)載需經(jīng)疲勞驗(yàn)算的接頭，嚴(yán)禁使用塞焊、槽焊、電渣焊和氣電立焊。并且，當(dāng)拉應(yīng)力與焊縫軸線垂直時(shí)，嚴(yán)禁采用部分焊透對(duì)接焊縫、背面不清根的無(wú)襯墊焊縫。
如果采用不恰當(dāng)?shù)暮附臃绞?，或者存在不符合相?yīng)標(biāo)準(zhǔn)的焊接材料，焊接的質(zhì)量將無(wú)法得到保證。
尤其是很多人為了讓焊接更牢固一些，特意增加了焊縫的余高。超出母材表面焊趾連線上面的那部分焊縫金屬的最大高度叫余高，因在靜載下具有一定的加強(qiáng)作用，所以它又叫加強(qiáng)高。但這并不代表焊縫的余高越高越好，在動(dòng)載或交變載荷下，它非但不起加強(qiáng)作用，反而因焊趾處應(yīng)力集中易于促使脆斷。
幾個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題及預(yù)防
在焊接中出現(xiàn)裂縫是嚴(yán)重的質(zhì)量事故，一般分為冷裂縫和熱裂縫。熱裂縫是在焊接時(shí)產(chǎn)生不規(guī)則的鋸齒裂縫，產(chǎn)生熱裂縫的主要原因是母材抗裂性能差、焊接材料質(zhì)量不好、焊接工藝參數(shù)選擇不當(dāng)、焊接內(nèi)應(yīng)力過(guò)大等。在焊接冷卻后，幾小時(shí)、幾天發(fā)生的冷變形裂縫叫冷裂縫，其產(chǎn)生的主要原因是焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、焊縫布置不當(dāng)、焊接工藝措施不合理。
雖然無(wú)法完全避免，但采取合適的方法進(jìn)行預(yù)防，能有效減少裂縫的發(fā)生。焊接前先預(yù)熱，提高電弧電壓，不一次單面焊滿，能防止熱變形裂縫的發(fā)生，而焊后緩冷、控制電流、增加焊縫厚度等措施可有效預(yù)防冷裂縫。
有時(shí)，焊接中會(huì)出現(xiàn)氣孔，產(chǎn)生氣孔的主要原因是焊條藥皮損壞嚴(yán)重、焊條和焊劑未烘烤、母材有油污或銹和氧化物、焊接電流過(guò)小、弧長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)，焊接速度太快等。
有些人可能會(huì)說(shuō)技術(shù)熟練，可以很好的把控這些影響因素，所以提高焊接速度不會(huì)對(duì)焊接質(zhì)量產(chǎn)生太多影響，其實(shí)未必。
當(dāng)焊接速度增加時(shí)，焊縫中單位時(shí)間內(nèi)輸入的熱量減少，焊縫厚度和焊縫寬度都大為下降，如果達(dá)不到質(zhì)量要求又得返工重來(lái)。因此，不能盲目的追求焊接速度，當(dāng)焊縫厚度要求一定時(shí)，為提高焊接速度，就得進(jìn)一步提高焊接電流和電弧電壓，所以，應(yīng)該綜合考慮這三個(gè)工藝參數(shù)。
為了保證鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量，除了符合免予評(píng)定條件的，施工單位首次采用的鋼材、焊接材料、焊接方法、接頭形式、焊接位置、焊后熱處理制度以及焊接工藝參數(shù)、預(yù)熱和后熱措施等各種參數(shù)的組合條件，應(yīng)在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作及安裝施工之前進(jìn)行焊接工藝評(píng)定。
在進(jìn)行焊接工藝評(píng)定時(shí)，應(yīng)由施工單位根據(jù)實(shí)際制訂焊接工藝評(píng)定方案，擬定相應(yīng)的焊接工藝評(píng)定指導(dǎo)書(shū)，按相關(guān)規(guī)范要求施焊試件、切取試樣并由具有相應(yīng)資質(zhì)的檢測(cè)單位進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)，測(cè)定焊接接頭是否滿足性能要求，并出具檢測(cè)報(bào)告。
當(dāng)焊接工藝評(píng)定結(jié)果不合格時(shí)，可在原焊件上就不合格項(xiàng)目重新加倍取樣進(jìn)行檢驗(yàn)。如果復(fù)檢還不能達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)分析原因，制訂新的焊接工藝評(píng)定方案，按原步驟重新評(píng)定。
焊縫金屬和母材的缺欠超過(guò)相應(yīng)的質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可采用砂輪打磨、碳弧氣刨、鏟鑿、或機(jī)械加工等方法徹底清除。對(duì)于焊接變形超標(biāo)的構(gòu)件應(yīng)采用機(jī)械方法或局部加熱的方法進(jìn)行矯正。
在焊接工藝評(píng)定后，應(yīng)形成文件，并報(bào)相關(guān)單位審查備案。焊接工藝評(píng)定文件包括焊接工藝評(píng)定報(bào)告、焊接工藝評(píng)定指導(dǎo)書(shū)、焊接工藝評(píng)定記錄表、焊接工藝評(píng)定檢驗(yàn)結(jié)果表及檢驗(yàn)報(bào)告。
另外，焊接檢驗(yàn)也是不可缺少的步驟，包含施工單位在制造、安裝過(guò)程中的自檢和業(yè)主或其代表委托具有相應(yīng)檢驗(yàn)資質(zhì)的獨(dú)立第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行的檢驗(yàn)兩類。自檢即可以由本單位具有相應(yīng)資質(zhì)的檢測(cè)人員來(lái)完成，也可以委托具有相應(yīng)檢驗(yàn)資質(zhì)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)。
只有嚴(yán)格把控每個(gè)環(huán)節(jié)，才能真正保證鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量，減少因質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致的意外事故的發(fā)生。
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