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摘要：高层建筑结构高，多数的焊接工作都是在高空中完成，需要根据现场的施工条件选择合理的焊接技术以及合理的设备与材料来实现焊接质量。本文重点以某工程为例探讨了高层建筑钢结构安装焊接施工质量控制措施。
关键词：高层建筑；钢结构焊接；质量控制
一、高层建筑钢结构安装焊接施工质量难点
高层钢结构的构件大多都是采用强焊接进行连接，在这个过程中，其不仅焊接量大，质量也要求的比较高。
高层建筑钢结构安装焊接施工的特点有高空作业；露天作业；施工作业周期较长；广泛采用高强合金钢材。如中国16Mn，日本SM41，SM50，SM53，美国A36，A572等；大量使用厚板及超厚板结构；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；焊接质量要求高，一般均采用半熔透及全熔透焊缝。
焊接施工上述特点给焊接施工带来了系列的困难，主要有：作业环境风大；温度和湿度变化大，甚至有雨雪威胁，低温焊接施工等；焊接工作量大，焊接返修困难；辅助作业工作量大；焊接自由空间受到限制；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）；焊接裂缝倾向较严重，部分厚板结构有层状的撕裂倾向；焊接变形量大。
二、高层建筑钢结构安装焊接施工质量控制
（一）工程概况
某工程总建筑面积11.2万m2，塔楼地下四层，为钢筋混凝土结构，地上35层，为全钢结构，钢柱锚入地下一层，高150m。本工程南北立面为双曲面，外围钢柱以每4层为一折线点。核心筒共31根钢柱，外围钢框架柱共23根。钢柱主要为箱形柱，钢梁为轧制、焊接H形梁。本工程钢柱使用的钢材为高层建筑结构用钢板Q345GJC，大于40mm厚钢板为Q345GJC-Z15，主梁使用钢材为Q345C，钢支撑采用Q235C。钢柱长12m，构件单件最重19.8t，钢柱板厚28、34、40、55、70、85mm，典型截面600×600×70，钢梁翼缘板厚16、24、28、40mm，典型截面700×240×14×28。由于钢板厚度大，因此焊接难度大，焊接质量要求高。按照设计，现场安装柱与柱之间的对接为全熔透焊，钢梁与钢柱牛腿上、下翼缘为全熔透焊，钢梁腹板大部分为高强螺栓连接，双剪连接板与钢柱为角焊缝。
（二）安装焊接施工质量控制技术
1、焊接顺序
根据本工程平面和立面形状，结构形式等，塔楼分东西两区组织施工。当钢结构安装完成三个及以上单元的校正和高强螺栓的终拧后，从平面中心选择四面都有焊接梁的柱子作为基准柱，并以此作为垂偏测量基准，并首先安排其四侧都有抗弯焊接的梁、然后向四周扩展施焊。随安装滞后跟进。采取结构对称、节点对称和全方位对称焊接的原则。
栓-焊混合节点中，设计要求梁的腹板上的高强度螺栓先初拧70%后→焊接梁的下、上翼缘板→终拧梁腹板上的高强度螺栓至100%施工扭矩值。
柱—梁节点上对称的两根梁应同时施焊，而一根梁的两端不得同时施焊作业。
柱—柱节点焊接时，箱形柱的对称两面应由两名焊工相对依次逆时针焊接。
梁的焊接应先焊下翼缘，后焊上翼缘，以减少角变形。
2、确定焊接工艺
本工程钢结构焊接施工难度较大，不仅钢板厚，而且由于结构为双曲面，设计中采用了大量的斜撑及斜柱，造成立焊、斜立焊较多，此类结构不仅处于结构的重要部位，而且大多处于外向、斜向，安全操作与施工防护都比较困难。尤其是紧迫的工期与较大的焊接工程量之间的矛盾，我们采用CO气体保护半自动焊应用于立焊、斜立焊和俯角焊的工艺，从根本上解决手工电弧焊速度慢影响进度的问题，满足了焊接施工的需要。
3、确定焊接参数
选定工艺后，焊接QC小组在项目组的带动下通过工艺评定，编制出一整套切实可行的适用本工程特点的CO气体保护半自动焊接方法及参数。首先确定攻关目标，用ABC法找出影响质量的原因.并进行系列分析，针对这些问题找出相应的对策措施；建立了有效的质量保证体系，制定完善的工艺指导书。经过反复试验，确定了运用于横焊、平焊、立焊、斜立焊的丁艺参数；通过对焊丝的伸出长度、焊缝层问清理，焊枪施焊角度反复摸索，形成了一整套的操作要领；为使焊接环境处于相对稳定状态，加强了施丁防护措施和辅助措施。经过项目組和焊接QC小组全体人员的不懈努力，很好地解决了CO气体保护焊应用在超厚件立向、斜立向接头上的焊接工艺问题。
4、焊接施工中的质量控制
（1）焊前准备
将焊缝区域50mm范围内氧化皮、油漆、水、污物等清理干净，要求露出金属光泽。焊条、焊剂应按说明烘焙。焊机电流调整应符合施工工艺。焊接工程师与焊接工人应熟悉该焊接技术要求及焊接工艺，并将不符合要求的构件拒绝焊接，返工处理。整个工程焊接全过程应在焊接工程师监管下进行。
（2）焊接工艺要点
始焊时应在引弧板上引弧。焊接过程中引弧应在焊缝坡口内进行。收弧时将弧坑填满，避免弧坑裂纹的出现。任何时候不得在母材上随便引弧。
（3）对接焊缝
对接焊缝一般要求不低于二级，按两面焊接进行。当一面焊接结束，另一面焊接前应彻底清除焊渣，防止夹渣、未熔透缺陷发生。
（4）贴脚焊缝
贴脚焊缝首先应保证焊脚尺寸，并使焊缝圆滑过度。焊缝在端部转角处应有良好的包角焊，包角焊高度应为1.2倍的焊脚尺寸，其长度应距端部10mm以上。
（5）焊接变形的预防
下料前应留焊接余量。装配前将零部件矫正，保证安装的公差要求。装配时应在胎具上进行，并需要安装夹具。按焊接工艺要求，采用热量对称分布方式进行施焊。
（6）焊缝清理
焊接完毕，应进行焊渣清理，打掉药皮，仔细检查焊缝外观，合格后提交检验，合格焊缝打上焊工与检验员钢印。
5、冬季焊接措施
本工程在在冬季施工，部分钢结构对冷却速度较敏感，当在较低的环境下焊接而无有效工艺措施时，由于冷却速度较大，可能出现马氏体淬硬组织而增大冷裂倾向。冬季焊接措施应包含以下内容：（1）应进行当地负温度下的焊接工艺试验，确定预热、后热温度，保温措施等。（2）在经济条件许可的前提下，在施工现场营造一个工厂化的环境温度。一般在外界环境达到-10℃时，搭设1个2m×2m×2m的防风棚，外覆2层帆布毡。母材经多头烤枪预热到150℃后，防风棚中温度可达到25℃。在2把焊枪同时施焊的过程中，棚中温度可维持在20℃以上。（3）焊后保温层的厚度、长度应足够，并在绑扎时严丝合缝，以保证冷却速度在规范允许的范围内。
6、焊接过程中的变形监测
焊接前，在焊缝两侧作出标准间距为500mm的样冲眼，同时在构件的另一端或其它接口处测量记录焊缝间隙的大小，或者在定位卡板端头划出标记线，或采用刻度适宜的位移监测仪器监控焊缝焊接过程中该口和其它接口处的变化情况；
对于钢柱特别是外围的钢柱采用通常2台仪器站相互垂直的方向，监测位移、垂直度的变化和整体平面度的变化情况；通过监测，当出现异常变形或钢柱有超偏趋势时，及时调整焊接顺序，当发现钢柱的位移明显有可能造成超差时，应暂时停止倾斜方向一侧的焊接（如柱向东偏，则停止东向焊接），通过另一侧的焊接使之调正，并根据实际情况进行必要的校正工作，保证框架定位准确。
参考文献
[1]朱洁民.上海中心大厦桁架层安装施工质量控制[J].施工技术， 2012年18期.
[2]李海燕，张新占.建筑结构钢焊接施工质量控制[J].商品与质量·学术观察，2013年4期.
[3]王涛.浅析焊接在高层建筑施工中的质量管理[J].黑龙江科技信息，2011年24期.
[4]王鹏，王啸程.超高层建筑钢结构吊装施工技术及安全管理综述[J].城市建设理论研究（电子版），2013年32期.
关键词：高层建筑；钢结构焊接；质量控制
一、高层建筑钢结构安装焊接施工质量难点
高层钢结构的构件大多都是采用强焊接进行连接，在这个过程中，其不仅焊接量大，质量也要求的比较高。
高层建筑钢结构安装焊接施工的特点有高空作业；露天作业；施工作业周期较长；广泛采用高强合金钢材。如中国16Mn，日本SM41，SM50，SM53，美国A36，A572等；大量使用厚板及超厚板结构；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；焊接质量要求高，一般均采用半熔透及全熔透焊缝。
焊接施工上述特点给焊接施工带来了系列的困难，主要有：作业环境风大；温度和湿度变化大，甚至有雨雪威胁，低温焊接施工等；焊接工作量大，焊接返修困难；辅助作业工作量大；焊接自由空间受到限制；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）；焊接裂缝倾向较严重，部分厚板结构有层状的撕裂倾向；焊接变形量大。
二、高层建筑钢结构安装焊接施工质量控制
（一）工程概况
某工程总建筑面积11.2万m2，塔楼地下四层，为钢筋混凝土结构，地上35层，为全钢结构，钢柱锚入地下一层，高150m。本工程南北立面为双曲面，外围钢柱以每4层为一折线点。核心筒共31根钢柱，外围钢框架柱共23根。钢柱主要为箱形柱，钢梁为轧制、焊接H形梁。本工程钢柱使用的钢材为高层建筑结构用钢板Q345GJC，大于40mm厚钢板为Q345GJC-Z15，主梁使用钢材为Q345C，钢支撑采用Q235C。钢柱长12m，构件单件最重19.8t，钢柱板厚28、34、40、55、70、85mm，典型截面600×600×70，钢梁翼缘板厚16、24、28、40mm，典型截面700×240×14×28。由于钢板厚度大，因此焊接难度大，焊接质量要求高。按照设计，现场安装柱与柱之间的对接为全熔透焊，钢梁与钢柱牛腿上、下翼缘为全熔透焊，钢梁腹板大部分为高强螺栓连接，双剪连接板与钢柱为角焊缝。
（二）安装焊接施工质量控制技术
1、焊接顺序
根据本工程平面和立面形状，结构形式等，塔楼分东西两区组织施工。当钢结构安装完成三个及以上单元的校正和高强螺栓的终拧后，从平面中心选择四面都有焊接梁的柱子作为基准柱，并以此作为垂偏测量基准，并首先安排其四侧都有抗弯焊接的梁、然后向四周扩展施焊。随安装滞后跟进。采取结构对称、节点对称和全方位对称焊接的原则。
栓-焊混合节点中，设计要求梁的腹板上的高强度螺栓先初拧70%后→焊接梁的下、上翼缘板→终拧梁腹板上的高强度螺栓至100%施工扭矩值。
柱—梁节点上对称的两根梁应同时施焊，而一根梁的两端不得同时施焊作业。
柱—柱节点焊接时，箱形柱的对称两面应由两名焊工相对依次逆时针焊接。
梁的焊接应先焊下翼缘，后焊上翼缘，以减少角变形。
2、确定焊接工艺
本工程钢结构焊接施工难度较大，不仅钢板厚，而且由于结构为双曲面，设计中采用了大量的斜撑及斜柱，造成立焊、斜立焊较多，此类结构不仅处于结构的重要部位，而且大多处于外向、斜向，安全操作与施工防护都比较困难。尤其是紧迫的工期与较大的焊接工程量之间的矛盾，我们采用CO气体保护半自动焊应用于立焊、斜立焊和俯角焊的工艺，从根本上解决手工电弧焊速度慢影响进度的问题，满足了焊接施工的需要。
3、确定焊接参数
选定工艺后，焊接QC小组在项目组的带动下通过工艺评定，编制出一整套切实可行的适用本工程特点的CO气体保护半自动焊接方法及参数。首先确定攻关目标，用ABC法找出影响质量的原因.并进行系列分析，针对这些问题找出相应的对策措施；建立了有效的质量保证体系，制定完善的工艺指导书。经过反复试验，确定了运用于横焊、平焊、立焊、斜立焊的丁艺参数；通过对焊丝的伸出长度、焊缝层问清理，焊枪施焊角度反复摸索，形成了一整套的操作要领；为使焊接环境处于相对稳定状态，加强了施丁防护措施和辅助措施。经过项目組和焊接QC小组全体人员的不懈努力，很好地解决了CO气体保护焊应用在超厚件立向、斜立向接头上的焊接工艺问题。
4、焊接施工中的质量控制
（1）焊前准备
将焊缝区域50mm范围内氧化皮、油漆、水、污物等清理干净，要求露出金属光泽。焊条、焊剂应按说明烘焙。焊机电流调整应符合施工工艺。焊接工程师与焊接工人应熟悉该焊接技术要求及焊接工艺，并将不符合要求的构件拒绝焊接，返工处理。整个工程焊接全过程应在焊接工程师监管下进行。
（2）焊接工艺要点
始焊时应在引弧板上引弧。焊接过程中引弧应在焊缝坡口内进行。收弧时将弧坑填满，避免弧坑裂纹的出现。任何时候不得在母材上随便引弧。
（3）对接焊缝
对接焊缝一般要求不低于二级，按两面焊接进行。当一面焊接结束，另一面焊接前应彻底清除焊渣，防止夹渣、未熔透缺陷发生。
（4）贴脚焊缝
贴脚焊缝首先应保证焊脚尺寸，并使焊缝圆滑过度。焊缝在端部转角处应有良好的包角焊，包角焊高度应为1.2倍的焊脚尺寸，其长度应距端部10mm以上。
（5）焊接变形的预防
下料前应留焊接余量。装配前将零部件矫正，保证安装的公差要求。装配时应在胎具上进行，并需要安装夹具。按焊接工艺要求，采用热量对称分布方式进行施焊。
（6）焊缝清理
焊接完毕，应进行焊渣清理，打掉药皮，仔细检查焊缝外观，合格后提交检验，合格焊缝打上焊工与检验员钢印。
5、冬季焊接措施
本工程在在冬季施工，部分钢结构对冷却速度较敏感，当在较低的环境下焊接而无有效工艺措施时，由于冷却速度较大，可能出现马氏体淬硬组织而增大冷裂倾向。冬季焊接措施应包含以下内容：（1）应进行当地负温度下的焊接工艺试验，确定预热、后热温度，保温措施等。（2）在经济条件许可的前提下，在施工现场营造一个工厂化的环境温度。一般在外界环境达到-10℃时，搭设1个2m×2m×2m的防风棚，外覆2层帆布毡。母材经多头烤枪预热到150℃后，防风棚中温度可达到25℃。在2把焊枪同时施焊的过程中，棚中温度可维持在20℃以上。（3）焊后保温层的厚度、长度应足够，并在绑扎时严丝合缝，以保证冷却速度在规范允许的范围内。
6、焊接过程中的变形监测
焊接前，在焊缝两侧作出标准间距为500mm的样冲眼，同时在构件的另一端或其它接口处测量记录焊缝间隙的大小，或者在定位卡板端头划出标记线，或采用刻度适宜的位移监测仪器监控焊缝焊接过程中该口和其它接口处的变化情况；
对于钢柱特别是外围的钢柱采用通常2台仪器站相互垂直的方向，监测位移、垂直度的变化和整体平面度的变化情况；通过监测，当出现异常变形或钢柱有超偏趋势时，及时调整焊接顺序，当发现钢柱的位移明显有可能造成超差时，应暂时停止倾斜方向一侧的焊接（如柱向东偏，则停止东向焊接），通过另一侧的焊接使之调正，并根据实际情况进行必要的校正工作，保证框架定位准确。
参考文献
[1]朱洁民.上海中心大厦桁架层安装施工质量控制[J].施工技术， 2012年18期.
[2]李海燕，张新占.建筑结构钢焊接施工质量控制[J].商品与质量·学术观察，2013年4期.
[3]王涛.浅析焊接在高层建筑施工中的质量管理[J].黑龙江科技信息，2011年24期.
[4]王鹏，王啸程.超高层建筑钢结构吊装施工技术及安全管理综述[J].城市建设理论研究（电子版），2013年32期.