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摘要:钢结构建筑具有质量轻,施工快等优点,越来越多的运用在厂房、桥梁、场馆等众多领域。钢结构施工质量的关键在于焊接质量,在进行钢结构焊接施工时,需对焊接施工工序进行严格的监督,并采取有效措施提高焊接施工质量,以保障钢结构产品性能达到规定要求。因此,研究建筑钢结构焊接技术的质量控制措施,对提高我国建筑行业的技术水平有着重要意义。
关键词:建筑钢结构焊接;施工;质量控制
焊接是钢结构加工制造中重要的工序,对焊接工序的质量加强控制,可以提高钢结构产品的质量,从而带动整个钢结构工程质量的提高。焊接过程中出现的缺陷和残余应力,会致使焊接件的局部因难以抵抗荷载和内部应力的作用而产生裂纹,产生的微小裂纹有可能蔓延至整体,进而造成钢结构断裂,发生严重的事故问题。结构焊接施工质量不合格,不仅会给用户造成经济损失,甚至还会导致安全事故的发生。因此,必须对钢结构的焊接过程进行全程焊接质量管理控制。
1建筑钢结构主要焊接技术
1.1高强焊接技术
高强焊接技术是我国目前常用的一种尖端技术,这种技术的核心就在于“强”,一方面要求焊接材料的强度,并且还要求相互焊接的两者之间存在明显的“强”相关,能够在焊接过程中达到最佳的熔合度;另一方面,对焊接接头的各方面要求强度也相当大,因此要使用这种技术,就必须对不同焊接接头和焊接材料都进行严格的审查,确保焊接质量。
1.2低温焊接技术
低温焊接技术也是当前较为流行的一种焊接技术,顾名思义,该技术主要是在低温下进行的焊接操作,而如果想要在低温下进行必要的焊接操作是极为不易的,这需要我们针对焊接操作的空间进行密封处理,而密封的主要措施有两种,一是进行物理封闭,即在我们焊接操作的周围搭设一定的防护层,进而隔绝焊接区域和周围区域的联系,确保焊接区域的保温,另一方面则是进行更为高级的气体保护焊接,即针对我们焊接过程中使用到的气瓶进行必要的保温处理,通过这两种措施来更好地完成焊接操作,最终确保钢结构焊接的质量。
2钢结构常见的质量问题
多、高层钢结构除承受由重力引起的竖向荷载外,更重要的是承受由风荷载或地震作用引起的水平荷载。多、高层钢结构的建筑平面应力求简单、规则、对称,立面应选择沿高度均匀变化的简单几何图形。多、高层结构体系包括抗侧力体系和抗重力体系两部分,前者主要承担水平荷载,后者主要承担竖向荷载,包括自重和楼屋面活荷载等。多层建筑结构设计主要考虑抗重力体系,高层建筑以水平荷载起主导作用,结构的抗侧力体系更为重要,结构中的钢框架即是抗侧力体系,同时又是抗重力体系。抗侧力体系包括支撑桁架、钢混剪力墙或简体、密柱深梁构成的框筒、钢-混凝土组合结构等,抗侧力体系与抗重力体系的不同组合决定了多、高层钢结构的结构形式。钢结构常见的质量问题:
2.1构件易变形
一方面构件在制作过程中常因焊接而导致构件变形;另一方面,构件在相互挤压或运输过程中易发生形状变化。对于形状发生变化的构件一般用千斤顶恢复,有时也辅以氧乙炔火焰对变形构件进行烘烤使形状得以恢复。
2.2构件拼装扭曲
节点型钢不吻合,缝隙过大;拼接工艺不合理。节点处型钢不吻合,应用氧乙炔火焰烘烤或用杠杆加压方法调直。拼装构件一般应设拼装工作台,如在现场拼装,则应放在较坚硬的场地上并用水平仪找平。拼装时构件全长应拉通线,并在构件有代表性的点上用水平尺找平,符合设计尺寸后用电焊固定,构件翻身后也应进行找平,否则构件焊接后无法校正。
2.3构件尺寸偏差太大
若构件尺寸不在允许偏差范围内,则构件在拼装时应按相关规定起拱来改变构件尺寸大小,使构件尺寸必须在允许偏差范围以内。
2.4构件起拱或制作尺寸不准确
构件尺寸不符合设计要求或起拱数值偏小。构件拼装时按规定起拱,构件尺寸应在允许偏差范围内。
3建筑钢结构焊接施工的质量控制
3.1施工准备
施工准备包括技术准备、材料准备、施工机具准备、作业条件准备等。
①技术准备。施工单位应进行焊接工艺评定(其结果应符合设计要求及国家现行相关标准的规定),应根据工艺评定、设计图深化的结果编制施工作业指导书并做好施工技术交底工作。
②材料准备。根据栓钉安装位置的不同来选择不同的材料。比如压型钢板上的栓钉应该使用穿透型瓷环,而钢梁上的栓钉就应该使用普通型瓷环。
③施工机具准备。栓钉施工主要的专用设备为熔焊栓钉机。其他配合施工的常用工具为角向磨光机(用于安装栓钉时去除钢梁上的非导电型油漆)。另外,熔焊栓钉施工时还必须配套安排焊接工艺特性较好的中型焊机以用于栓钉的补焊。
④检查工作。在施工前应认真清理钢结构构件并检查钢结构构件表面有没有油漆/油或其他可能会影响焊缝质量的东西,从而保证施工能正常进行。
3.2做好焊接设备的御寒工作
由于在低温环境中进行焊接会对焊接设备性能和使用寿命造成一定影响,因此还要对焊接设备进行必要的抗寒处理。首先焊机必须要放在能够随时随地移动但又具备保温功能的防护棚中,使焊接设备在施工中是处于常温状态,所用气瓶也必须要集中放置,做好防寒措施,在使用时也要把气瓶放在焊机的防护棚中加以防寒,以确保液化气体及时气化,为保证焊接质量提供稳定气流。
3.3做好焊接施工材料的防寒保护
为了保证焊接施工质量,在焊接作业时需要采取一定的保护措施,尤其是要对焊接材料进行合理保护。可以使用纯度较高的CO2气体来作为保护气体,这样可以有效提高焊接接头处的抗裂缝性。施工所有的焊条必须要进行防水/防寒处理,必要时可以做烘干处理,但不可多次烘干,也不得将焊条长时间暴露在空气中。所有焊接材料的存储仓库都要做好防潮防湿处理,以保证施工材料的性能。
3.3施工工艺
正式焊接前应试焊1个焊钉(用榔头敲击使钉弯曲大约30°,无肉眼可见裂纹后方可开始正式焊接。否则应修改施工工艺)。每天焊接完,都要从每根梁上选择两个栓钉用榔头敲弯约30°,无肉眼可见裂纹方可继续焊接(否则应修改施工工艺)。如果有不饱满的或修补过的栓钉则要弯曲15°进行检验(榔头敲击方向应从焊缝不饱满的一侧进行)。
3.4质量检验
在焊接施工之前,应对焊接所用到的所有材料进行质量检验。在检测的时候要进行全数逐一的检查,不能偷工减料,漏掉任何一个。检验依据为检查焊接工艺的评定报告记录。焊钉焊接完成之后需要对焊钉的弯曲程度进行检查,看焊钉根部的焊缝是否保持均匀(对焊钉根部没有熔合或者是没有达到360°的焊脚要进行补焊工作)。
3.5加强对焊工的培训
由于在高强焊接和低温焊接的施工与平常普通施工不同,属于特殊的焊接作业,这就要求焊工必须要具备一定的特殊焊接技能。为此,施工前必须要对焊工统一进行焊接施工技术培训,培训内容包括理论与实践操作两方面。在实践操作培训中可以结合实际工程的焊接需要进行一致训练,以利于焊工在实际操作中能够更加熟练的进行焊接。另外,要加强焊工的安全防护,分发防寒用品,防滑物品等,以保证焊工能够正常安全的作业,做好施工组织计划,必要时可以实施两班倒的施工组织方式,以减少焊接作业所占工期时间。
综上所述,尽管我国目前在钢结构焊接技术上已经有了很大进步,但在实际的施工操作中和材料、施工的质量问题上,仍然存在着许多不足,需要我们认真分析产生质量问题的原因,制定针对性的措施进行控制,这样才能真正的提高我国的钢结构焊接质量。
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