论文部分内容阅读
[摘 要]钢结构的焊接工作是比较复杂的一项技术，由于钢结构的强度比一般材质的铁质材料要高，加上钢结构工件由于形状多样、尺寸较大、焊缝多等因素影响，我们在进行焊接过程中，如果对一些重要的细节不重视，就会出现各种问题，严重影响产品的质量。
[关键词]钢结构；焊接；问题措施
中图分类号：F416.9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）40-0215-01
1 钢结构焊接质量管理现状
施工人员技能有限，工艺本身就存在不良因素，造成制作、安装精度控制不严、焊接质量不高、焊接顺序不合理；关键点、关键工序控制不严，质量检验或验收不按规范标准执行；质监或监理单位监控、监管不严造成施工单位可钻的空子；因政治任务，过分追求形象进度而忽视工程质量；工程层层转包或总包单位以包代管，存在管理上的漏洞和混乱；技术人员交底不彻底，致使质检人员和焊接人员不了解焊接工艺和焊接顺序；拼装人员不按图纸、工艺施工，随意切割，造成装配间隙过大影响焊接，或者本来是刨平顶紧的联系焊缝，因装配间隙大而变成了工作焊缝，直接影响了焊缝使用强度要求。
2.钢结构焊接常见质量问题及预防
2.1 焊接裂纹原因及预防
2.1.1 热裂纹
热裂纹是指高温下所产生的裂纹，又称高温裂纹或结晶裂纹，通常产生在焊缝内部，有时也可能出现在热影响区，表现形式有：纵向裂纹、横向裂纹、根部裂纹、弧坑裂纹和热影响区裂纹。其产生原因是由于焊接熔池在结晶过程中存在着偏析现象，低熔点共晶和杂质在结晶过程中以液态间层形式存在从而形成偏析，凝固以后强度也较低，当焊接应力足够大时，就会将液态间层或刚凝固不久的固态金属拉开形成裂纹。此外，如果母材的晶界上也存在有低熔点共晶和杂质，当焊接拉应力足够大时，也会被拉开。
2.1.2 冷裂纹
冷裂纹是焊缝在冷却过程中温度降到马氏体转变温度范围内造成的，既可能在焊接后立即出现，也可能较长时间才发生。基本条件有：焊接接头形成淬硬组织、扩散氢的存在和浓集、存在较大焊接拉伸应力。主要预防措施有：
（1）选择合理的焊接规范和线能，改善焊缝及热影响区组织状态，如焊前预热、控制层问温度、焊后缓冷或后热等以加快氢分子逸出。（2）采用碱性焊条或焊剂，以降低焊缝中的扩散氧含量。（3）焊条和焊剂在使用前严格按照规烘干（低氢焊条300℃-350℃保温1h；酸性焊条100℃-l50℃保温1h；焊剂200℃-250℃保温2h），认真清理坡口和焊丝，去除油污、水分和锈斑等脏物，减少氢来源。（4）焊后及时热处理：进行退火处理，消除内应力，使淬火组织回火，改善其韧性；进行消氢处理，使氢从焊接接头中充分逸出。（5）提高钢材质量，减少钢材中层状夹杂物。（6）可降低焊接应力各工艺措施。
2.2 焊接中局部变形原因及预防
2.2.1.产生原因
（1）钢结构加工件的刚性较小或者不够均匀，焊后的收缩、变性不完全一样。（2）钢结构加工件从其自身来说焊缝布置的不均匀，这就会造成收缩也不均，在一些焊缝多的地方收缩大、变形也就越大。（3）加工人员不正确的操作，没有对称分段、分层、间断施焊，焊接电流、方向、速度不尽相同，造成了钢结构加工件的变形不完全相同。（4）焊接时造成焊接应力过分集中，过量变形。（5）在进行焊接时，钢结构放置不平，应力集中释放时造成变形。
2.2.2.预防措施
（1）在进行设计时，尽量让钢结构工件的各部分焊缝和刚度能均匀布置，焊缝对称设置，减少密集和交叉焊缝。（2）焊接顺序要合理，减少变形。先焊主焊缝再焊次焊缝，先收缩量大焊缝后收缩量小焊缝，先对称焊缝后非对称焊缝，先对接焊缝后角焊缝。（3）如果刚结构
工件尺寸大、焊缝多，则可以采取分层、分段、间断的方式进行焊接，速度、电流和方向要控制一致。（4）较长焊缝在手工焊接时，需分段、间断焊接，由钢结构工件中间向两头退焊，焊接人员对称分散布置，避免热量过分集中造成变形。（5）大型钢结构工件如果形状不对称，
需要把小部件组焊矫正完变形后，再装配焊接减少整体形变。（6）焊接时工件需不停翻动，让变形互相抵消。（7）焊后易角变形零部件，可以在焊前作预变形处理，如钢板v形坡口对接，焊前将接口垫高可使焊后变平。（8）外焊加固件，以此来增大工件刚性，限制焊接变形，
加固件应在收缩应力反面。
2.2.3.处理方法
已变形钢结构工件，如果变形不是很大，则可以用火烤的方式进行矫正。如果变形比较大，则需要边烤边用千斤顶顶矫正。
2.3 其他焊接缺陷的控制措施
2.3.1 焊缝尺寸不合要求的预防措施及处理方法
选择合适的坡口形式和角度以及装配间隙，对于大型和重要坡口最好采用机械加工；合理选择工艺参数；根据装配间隙的变化，随时调整运条角度和速度。焊缝尺寸过小的焊缝应补焊，焊缝尺寸过小的焊缝应磨掉。
2.3.2 裂纹的预防措施及处理方法
首先要限制母材及焊接材料中有害杂质的含量，特别是硫、磷含量要严格控制，一般硫的含量小于0.045%，磷的含量低于0.055%；其次要调整焊缝金属的化学成分；最后焊条和焊剂在使用前要严格按照规定的要求进行烘干，还要认真焊丝上的油污和水分等。
2.3.3 焊瘤的预防措施及处理方法
尽量采用短弧焊接（弧长≤焊条直径）；选用合适的焊接电流，适当加快焊接速度使熔池温度不至过高；保持正确的运条角度；根据不同焊接部位严格控制熔池大小。
2.3.4 未焊透的的预防措施及处理方法
使用较大电流焊接是防止未焊透缺陷的基本方法；角焊缝时，用交流代替直流可防止磁偏吹；合理设计坡口并保持坡口清洁、用短弧焊等措施可以有效防止未焊透的产生。
3 钢结构的焊接质量控制重点
实践对于钢结构的焊接技术的实践提升事项来说，就要将管理控制事项进行有效的研究，使设备的、材料的技术施工事项进行有效的规划设计，真正将钢结构进行科学有效的焊接。
3.1 对设备质量的实践研究
要加强对施工焊接设备的质量进行有效地控制研究，把握较好的设备的施工事项的研究，对于采购的焊接设备来说，将其中的生产厂家、生产地点、生产日期进行完善的研究，如果发现有问题的设备出现，就要进行及时的更换；对于技术人员的设备使用来说，就要进行事前的实验，使技术施工人员能够对设备的使用事项不断地掌握起来，真正将自身的技术与设备的应用结合起来，把握较好的流程进行施工，使设备在使用过程中，能够进行有效地运用；把握设备施工过程中的灵活技术施工要求，真正将焊接机械设备的电流供应、焊接事项进行灵活的施展，使机械设备在进行有效使用，而不是对其进行死板的施工，在遇到各种施工技术的困难的时候，应该进行对电流、对焊接点的选取、对出现故障的事项进行研究，真正将机械设备进行完善的改造利用，使其能够发挥更好的能力。
3.2 对材料使用实践研究
对于焊条、焊丝、焊接母材、焊剂的选取过程中，一定要对其质量进行有效的关注，和检验设备一样，对其外观、整体质量、生产合格证、生产日期、生产厂家、生产地点进行观察，发现有质量问题的材料，要进行及时的更换，保证在使用过程中，能够不断地强化；对材料的应用过程中，一定要与机械设备进行结合实施，使自身的技术能够渗透到焊接材料、焊接设备的应用过程中去，使自己能够不断在焊接施工过程中，完善地将技术创新使用进行有效的施展。
参考文献
[1] 刘坤，王士奇，王玉华.钢结构梁柱检焊混合连接节点的设计方法J].钢结构，2008（7）.
[2] 吴辉宇，向青山.钢结构温度效应分析及焊接变形与应力控制J].中外建筑，2009（4）.
[3] 王磊，彭兴黔，许清杭.角焊缝连接设计中值得探讨的一个问题J].钢结构，2009（8）.
[关键词]钢结构；焊接；问题措施
中图分类号：F416.9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）40-0215-01
1 钢结构焊接质量管理现状
施工人员技能有限，工艺本身就存在不良因素，造成制作、安装精度控制不严、焊接质量不高、焊接顺序不合理；关键点、关键工序控制不严，质量检验或验收不按规范标准执行；质监或监理单位监控、监管不严造成施工单位可钻的空子；因政治任务，过分追求形象进度而忽视工程质量；工程层层转包或总包单位以包代管，存在管理上的漏洞和混乱；技术人员交底不彻底，致使质检人员和焊接人员不了解焊接工艺和焊接顺序；拼装人员不按图纸、工艺施工，随意切割，造成装配间隙过大影响焊接，或者本来是刨平顶紧的联系焊缝，因装配间隙大而变成了工作焊缝，直接影响了焊缝使用强度要求。
2.钢结构焊接常见质量问题及预防
2.1 焊接裂纹原因及预防
2.1.1 热裂纹
热裂纹是指高温下所产生的裂纹，又称高温裂纹或结晶裂纹，通常产生在焊缝内部，有时也可能出现在热影响区，表现形式有：纵向裂纹、横向裂纹、根部裂纹、弧坑裂纹和热影响区裂纹。其产生原因是由于焊接熔池在结晶过程中存在着偏析现象，低熔点共晶和杂质在结晶过程中以液态间层形式存在从而形成偏析，凝固以后强度也较低，当焊接应力足够大时，就会将液态间层或刚凝固不久的固态金属拉开形成裂纹。此外，如果母材的晶界上也存在有低熔点共晶和杂质，当焊接拉应力足够大时，也会被拉开。
2.1.2 冷裂纹
冷裂纹是焊缝在冷却过程中温度降到马氏体转变温度范围内造成的，既可能在焊接后立即出现，也可能较长时间才发生。基本条件有：焊接接头形成淬硬组织、扩散氢的存在和浓集、存在较大焊接拉伸应力。主要预防措施有：
（1）选择合理的焊接规范和线能，改善焊缝及热影响区组织状态，如焊前预热、控制层问温度、焊后缓冷或后热等以加快氢分子逸出。（2）采用碱性焊条或焊剂，以降低焊缝中的扩散氧含量。（3）焊条和焊剂在使用前严格按照规烘干（低氢焊条300℃-350℃保温1h；酸性焊条100℃-l50℃保温1h；焊剂200℃-250℃保温2h），认真清理坡口和焊丝，去除油污、水分和锈斑等脏物，减少氢来源。（4）焊后及时热处理：进行退火处理，消除内应力，使淬火组织回火，改善其韧性；进行消氢处理，使氢从焊接接头中充分逸出。（5）提高钢材质量，减少钢材中层状夹杂物。（6）可降低焊接应力各工艺措施。
2.2 焊接中局部变形原因及预防
2.2.1.产生原因
（1）钢结构加工件的刚性较小或者不够均匀，焊后的收缩、变性不完全一样。（2）钢结构加工件从其自身来说焊缝布置的不均匀，这就会造成收缩也不均，在一些焊缝多的地方收缩大、变形也就越大。（3）加工人员不正确的操作，没有对称分段、分层、间断施焊，焊接电流、方向、速度不尽相同，造成了钢结构加工件的变形不完全相同。（4）焊接时造成焊接应力过分集中，过量变形。（5）在进行焊接时，钢结构放置不平，应力集中释放时造成变形。
2.2.2.预防措施
（1）在进行设计时，尽量让钢结构工件的各部分焊缝和刚度能均匀布置，焊缝对称设置，减少密集和交叉焊缝。（2）焊接顺序要合理，减少变形。先焊主焊缝再焊次焊缝，先收缩量大焊缝后收缩量小焊缝，先对称焊缝后非对称焊缝，先对接焊缝后角焊缝。（3）如果刚结构
工件尺寸大、焊缝多，则可以采取分层、分段、间断的方式进行焊接，速度、电流和方向要控制一致。（4）较长焊缝在手工焊接时，需分段、间断焊接，由钢结构工件中间向两头退焊，焊接人员对称分散布置，避免热量过分集中造成变形。（5）大型钢结构工件如果形状不对称，
需要把小部件组焊矫正完变形后，再装配焊接减少整体形变。（6）焊接时工件需不停翻动，让变形互相抵消。（7）焊后易角变形零部件，可以在焊前作预变形处理，如钢板v形坡口对接，焊前将接口垫高可使焊后变平。（8）外焊加固件，以此来增大工件刚性，限制焊接变形，
加固件应在收缩应力反面。
2.2.3.处理方法
已变形钢结构工件，如果变形不是很大，则可以用火烤的方式进行矫正。如果变形比较大，则需要边烤边用千斤顶顶矫正。
2.3 其他焊接缺陷的控制措施
2.3.1 焊缝尺寸不合要求的预防措施及处理方法
选择合适的坡口形式和角度以及装配间隙，对于大型和重要坡口最好采用机械加工；合理选择工艺参数；根据装配间隙的变化，随时调整运条角度和速度。焊缝尺寸过小的焊缝应补焊，焊缝尺寸过小的焊缝应磨掉。
2.3.2 裂纹的预防措施及处理方法
首先要限制母材及焊接材料中有害杂质的含量，特别是硫、磷含量要严格控制，一般硫的含量小于0.045%，磷的含量低于0.055%；其次要调整焊缝金属的化学成分；最后焊条和焊剂在使用前要严格按照规定的要求进行烘干，还要认真焊丝上的油污和水分等。
2.3.3 焊瘤的预防措施及处理方法
尽量采用短弧焊接（弧长≤焊条直径）；选用合适的焊接电流，适当加快焊接速度使熔池温度不至过高；保持正确的运条角度；根据不同焊接部位严格控制熔池大小。
2.3.4 未焊透的的预防措施及处理方法
使用较大电流焊接是防止未焊透缺陷的基本方法；角焊缝时，用交流代替直流可防止磁偏吹；合理设计坡口并保持坡口清洁、用短弧焊等措施可以有效防止未焊透的产生。
3 钢结构的焊接质量控制重点
实践对于钢结构的焊接技术的实践提升事项来说，就要将管理控制事项进行有效的研究，使设备的、材料的技术施工事项进行有效的规划设计，真正将钢结构进行科学有效的焊接。
3.1 对设备质量的实践研究
要加强对施工焊接设备的质量进行有效地控制研究，把握较好的设备的施工事项的研究，对于采购的焊接设备来说，将其中的生产厂家、生产地点、生产日期进行完善的研究，如果发现有问题的设备出现，就要进行及时的更换；对于技术人员的设备使用来说，就要进行事前的实验，使技术施工人员能够对设备的使用事项不断地掌握起来，真正将自身的技术与设备的应用结合起来，把握较好的流程进行施工，使设备在使用过程中，能够进行有效地运用；把握设备施工过程中的灵活技术施工要求，真正将焊接机械设备的电流供应、焊接事项进行灵活的施展，使机械设备在进行有效使用，而不是对其进行死板的施工，在遇到各种施工技术的困难的时候，应该进行对电流、对焊接点的选取、对出现故障的事项进行研究，真正将机械设备进行完善的改造利用，使其能够发挥更好的能力。
3.2 对材料使用实践研究
对于焊条、焊丝、焊接母材、焊剂的选取过程中，一定要对其质量进行有效的关注，和检验设备一样，对其外观、整体质量、生产合格证、生产日期、生产厂家、生产地点进行观察，发现有质量问题的材料，要进行及时的更换，保证在使用过程中，能够不断地强化；对材料的应用过程中，一定要与机械设备进行结合实施，使自身的技术能够渗透到焊接材料、焊接设备的应用过程中去，使自己能够不断在焊接施工过程中，完善地将技术创新使用进行有效的施展。
参考文献
[1] 刘坤，王士奇，王玉华.钢结构梁柱检焊混合连接节点的设计方法J].钢结构，2008（7）.
[2] 吴辉宇，向青山.钢结构温度效应分析及焊接变形与应力控制J].中外建筑，2009（4）.
[3] 王磊，彭兴黔，许清杭.角焊缝连接设计中值得探讨的一个问题J].钢结构，2009（8）.