钢结构工程焊接技术重点、难点及控制措施 刘荣凯

发表时间:2020/9/8   来源:《基层建设》2020年第13期   作者:刘荣凯
[导读] 摘要:随着我国经济的快速发展,建筑技术也在不断的更新,基于钢结构的优越性能,在当前的项目建设过程中有着广泛的应用。
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        摘要:随着我国经济的快速发展,建筑技术也在不断的更新,基于钢结构的优越性能,在当前的项目建设过程中有着广泛的应用。钢结构工程对于最终项目建设的质量起着重要的保障作用,因此必须要强化对钢结构工程焊接质量的控制,保证建筑的建设质量。基于此,文章就钢结构工程焊接技术重点、难点及控制措施展开论述。
        关键词:钢结构;焊接技术;控制措施
        1钢结构工程应用的优点和缺点
        钢结构工程是一种应用广泛的结构类型,虽然具有较好的优势,但是同时也有些许的缺点。钢结构具有较高的强度,并且塑性和韧性都极好,可以在跨度大、承载要求强的项目建设中使用,能够明显提升钢结构工程的质量。钢结构工程在一般的条件下都不会受到较大的影响,因此变形的效果也较小,不会影响到项目建设的整体质量。钢结构工程也有一定的缺点,钢结构工程所使用的材料都为钢材,因此耐腐蚀性较差,特别是在一些薄壁的构建过程中,钢结构工程极其容易受到腐蚀。在后续的项目维护过程中,需要使用更多的物品进行除锈,所使用的资金也会有所增加。钢结构工程的耐火程度也较弱,一旦发生火灾会给项目建设带来严重的危害。
        2焊接技术重难点
        2.1焊接变形的控制
        (1)焊缝的截面面积应当尽可能减少,根据连接需要来决定施焊量,焊缝的强度也要依据有效的焊脚尺寸来确定,多出的、凸出很多的焊缝金属并不能使焊缝强度得以提升,反而会使应力集中系数不断加大,使坡口的整体性能得以减弱。可以通过U型刨边将对接焊缝、后半形成U型坡口,使焊缝的金属含量得到进一步降低。
        (2)在最大限度上减少焊缝的数量,尽可能采用多层多焊道的方式对焊缝进行处理,尤其要对焊板的焊接加以重视。
        (3)尽量使焊缝保持对称,靠近中和轴的位置进行布置施焊,通过这样的方式减少钢板的变形。
        (4)平衡处理中和轴的外围焊缝:根据两个收缩力互相平衡的原则对焊缝进行对称施焊,为了有效地对焊接变形进行控制,可以在焊接的设计与具体实施环节中做好焊缝的平衡处理。
        (5)对焊板进行逆向回焊。当焊接程序由左至右进行时,那么每一焊应当从右到左进行施焊,这便是分段侧焊法。在对焊板进行施焊的过程中会使内侧的焊缝板产生热量,在热量的作用下会使焊缝板出现膨胀的现象,因此会使两块焊板在一定的时间内会分开向外;然而在热量由内向外扩散的过程中,焊缝板出现的膨胀就会使焊板不断向内合拢。
        (6)运用反变形力的方法进行焊接。在进行焊接之前,通过偏置焊件的方法可以对收缩力加以有效利用,比如在焊接开始之前可以装偏部分焊件组合,使焊件组合的预偏量能够将收缩后的半间恰如其分地回到设定的位置上[2]。在焊接前,预拱或者弯曲所要焊接的部件,便是运用反变形力的方法对收缩力进行抵消的简单实例。
        (7)运用反向力对收缩力进行平衡,反向力可包括:①由夹具等形成的约束力;②源于其他的收缩力;③构件重力拱度向下所形成的反力;④由构件装配而成的组合件所产生的约束力。
        常用的一种平衡收缩力的方法是通过背靠背的方式把两个等同的焊接件紧夹于一处,之后再对组合件进行焊接,组合件冷却之后再松开夹具。在使用这种方法的时候可以与预弯法加以结合,也就是在夹紧焊接件之前,将契块打入到构件中恰当的位置。
        对于零部件以及小型组合件的变形量来说,使用最多的控制方法便是把部件用卡具和夹具在适当的位置上进行固定,直至焊接完所有的部件为止。根据上文所述,焊件的内应力在夹具约束力的作用下会不断增加,一直增加到焊缝金属的屈服点。就低碳钢板焊缝而言,每平方毫米的屈服点可达311N。在施焊的过程中,一般会认为从夹具上取下焊好的部件会在内应力的作用下产生明显的变形,然而事实上这类状况是不会发生的,因为相较于无约束力焊接变形,内应力所产生的应变是非常微小的。原因在于当屈服点小于或者等于内应力的时候,会发生极小的变形从而将应力释放出来。


        (8)恰当地安排焊接顺序。恰当的焊接顺序通常可以有效地平衡收缩力。即有意地对不同部位的结构来安排焊接,从而使已焊的收缩力可以与某一处的收缩力进行相互抵消。
        (9)除去焊接过程中以及焊接结束后所产生的收缩力。除去收缩力通常可以采取锤击法的方式来实现,然而该方式的运用还具有一定的争议。锤击法是将外力施加在焊缝上,这是一种通过机械的方式来进行加工的方法,这种方法可以将焊缝变得长而薄,并且能够有效除去剩余的应力。
        在应用锤击法消除收缩力的过程中要遵循一定的原则,锤击法对温度有着一定的要求,并且要保证锤击的力道和频率,将其控制在合理的范围内。此外,不得锤击焊道的根部与表面,也不可锤击同等的材质,施工人员需要严格地进行会状锤击。
        2.2控制焊接残余应力
        ①对焊缝进行有效处理,将其尺寸减小;②将拘束焊缝的力度降低;③对焊接顺序进行合理化安排;④弱化焊件的刚性能力,创造条件使其能够自由收缩。
        2.3防治焊接裂纹
        (1)焊接材料的选择应当科学合理,并且对焊缝中存在的化学物质进行有效把控,减少材料中容易产生偏析的元素含量,比如硫、磷等,从而避免出现热裂纹。
        (2)对焊接的工艺参数加以有效控制,确保焊道截面的深度与宽度比值可以满足焊接工艺需求,从而使热量输入能在允许的范围之内。
        (3)做好焊接前的预热工作以及焊接后的缓冷处理,通过这样的方式使焊接接头得到改进,控制,从而对HAZ的整体性能以及焊缝进行改善,避免产生冷裂纹。
        3钢结构工程焊接管控措施分析
        3.1控制焊接工艺
        在钢结构重点和难点控制中,提升安装焊接工艺是非常必要的。安装焊接工艺处理应用,一方面,应注重正式施工之前焊接模拟操作,促使施工人员在熟悉焊接操作工艺,积累工作经验基础上,为后期正式施工操作奠定基础。另一方面,要非常重视监理在焊接工艺操作监督中的作用,必须要强化监理的监督权,并督促其认真履责,监理一旦发现问题,要立即组织改进。
        3.2提升操作人员水平能力
        操作人员的水平对钢结构焊接质量起着不可忽视的作用。首先要不断完善焊接操作人员的职业教育培养体系,通过理论与实践的系统化学习,大力开展校企合作,要培养出一大批具备专业技术能力与一定焊接经验的焊接职业人才。其次,要做好对焊接专业毕业生的岗前培训工作,要结合企业焊接工作或产品的特点对其进行针对性的培训,并用模拟件对培训情况进行考核,考核合格的才能进入实际操作岗位。这一步可以融入在校企合作中,企业可以先在职业院校中进行选拔,选拔的学生可以提前进入企业进行针对性的钢结构焊接训练,将岗前培训融入进职业教育中,使学生能够在学校与企业岗位之间实现无缝对接。最后,要建立一套严格的焊工技能考核评级制度,一方面根据钢结构部位与部件的焊接难易程度合理分配人员,另一方面对应不同层级的薪酬水平来激励焊工不断提升技能水平。
        结语
        总而言之,钢结构凭借其自身特有的优势,在多种行业的应用日渐广泛,迎来了全新的发展时代。焊接技术使保证钢结构质量的重要前提和基础,因此相关施工人员应当明确焊接技术的重点和难点,并且对焊接变形和焊接应力的控制措施加以有效把握,运用合理的技术措施来进行焊接施工,确保钢结构的质量。
        参考文献
        [1]洪巍.钢结构工程焊接质量的控制措施分析[J].低碳世界,2019,9(04): 160-161.
        [2]陈玉芳.钢结构工程焊接质量控制要点[J].设备管理与维修,2019(02): 67-68.
        [3]郑照高.建筑钢结构的焊接工艺与性能分析[J].建材与装饰,2018(25): 209-210.
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