钢结构施工安装过程中的焊接技术分析.pptx

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钢结构施工安装过程中的钢结构施工安装过程中的焊接技术分析焊接技术分析摘要：

随着我国的建筑行业快速发展，不断革新的建筑钢结构，越来越多的应用了新的钢种。

在我国高层建筑中，钢结构的多项优点，让许多建筑公司普遍的采用新钢种，钢结构在各种各样的建筑中将占据引领位置。

钢结构技术难度大、工程涉及面广，成为了建筑业中10项新技术，而大力进行推广使用。

但是，钢结构的焊接技术是施工技术中至关重要的一个问题。

钢结构的焊接质量直接影响到工程的质量等问题，所以焊接质量成为了施工过程中最重要的一环。

文章论述了钢结构安装焊接施工技术要点，分析了焊接质量控制措施，探讨了钢结构焊接常见缺陷及补救方法。

关键词：

钢结构；安装过程；焊接技术引言焊接是一项能够制作和连接钢结构的工艺技术，在现代钢结构工程建筑中得到广泛应用。

虽然焊接技术在钢结构建筑中具有极大的优势，但是在焊接过程出现的变形问题却使焊接技术美中不足。

焊接变形等问题不仅会在一定程度上影响到钢结构建筑的美观，还有可能造成焊接物体的报废，进而给企业或者个人带来一定的经济损失。

为此，我们必须进一步认识焊接工艺的类型及其发生变形的原因，进而做好相关的防治工作。

一、钢结构焊接工作基本要求包括以下几点1、开展焊接工作之前，检查焊接设备是否处于正常工作状态，确认仪表工具是否齐全。

同时，若钢结构构件的焊缝外观不符合建筑标准，相关人员需及时对其进行修磨，并保证螺栓球网架、T、K形节点焊缝符合国家焊缝标准。

2、由于钢结构焊接所需的材料较为特殊，相关人员需选用相对应的焊条进行钢结构焊接工作，如，对于Q345钢结构材料，需选用E5015型焊条；而对于Q235钢结构材料，需选用E4303型焊条。

3、钢结构焊接顺序应充分考虑焊接节点的不同间隙，顺序为：

先对间隙较小的节点进行焊接，再对间隙较大的节点进行焊接，从而避免钢结构出现焊接所造成的变形情况。

4、在焊接过程中，及时清理焊渣，以便维持钢构件的表面光滑，这就要求工作人员选择较为合适的电流，并控制好运弧与角度。

二、不同情况钢结构焊接技术鉴于钢结构焊接的情况较多，如采用定位焊、磨修和返修焊等，而因为焊接施工环境的不同的又会出现冬雨季焊接钢结构，这些不同情况要求的钢结构焊接技术都相应有其特殊性，结合工程实践，笔者将对其进行详细探讨。

1、冬雨季钢结构焊接技术对于冬季焊接钢结构的现场焊接时，当风力大于6级时，在焊接处周围设置挡风屏，和雨雪遮挡伞，以防止风力和雨雪影响焊接质量。

焊接钢结构前应当清除焊接件表面的水、雪和水分，并用火焰将焊接缝两侧加热到36以上，再进行焊接。

焊接完毕后，仍应保留挡风，防雨、雪措施直到焊件自然冷却到环境温度为止。

雨季焊接作业区的相对湿度应当确保小于90%，当焊件表面潮湿或有冰雪覆盖时，应采取加热祛湿除潮措施。

而对于冬季焊接时，焊接作业区的环境温度低于0时，应将构件焊接区各方向大于或等于两倍钢板厚度且不小于100mm范围内的母材，加热到20以上后方可施焊，且在焊接过程中均不低于这一温度。

实际加热温度应根据构件的构造特点、钢材类别及质量等级和焊接性能、焊接材料熔敷金属扩散氢含量、焊接方法和焊接输入等因素确定，其加热温度应高于常温下的焊接预热温度，并由焊接技术责任人制定作业方案经认可方施焊。

2、定位焊鉴于钢结构建筑，其一个节点通过存在较多构件，因此定位焊在钢结构焊接中尤其存在较多。

施工时，定位焊采用的焊材型号应与焊件材质相匹配，焊缝应与最终焊缝有相同的质量要求，而且焊接必须由持有相应合格证的焊工施焊。

进行钢结构定位焊施工，定位焊缝应距设计焊缝端部30mm以上，长度为60100mm，定位焊缝的间距一般为400600mm。

对于长大杆件应适当加大定位焊缝长度，并缩短其间距。

定位焊缝的焊角尺寸不大于设计焊角尺寸的一半，但不应小于4mm。

结合工程实践，笔者总结了定位焊缝质量的判定标准以及处理技术。

定位焊缝的余高不应过高，定位焊缝的两端应与母材平缓过渡，以有效地防止正式焊接时产生未焊透等缺陷。

若定位焊缝出现开裂，则必须把裂纹处的焊缝铲除后重新定位焊。

在定位焊之后，如出现接口不齐，应进行校正，然后才能正式焊接。

定位焊缝不得有裂纹、夹渣、焊瘤。

对于开裂的定位焊缝，必须先查明原因，然后再清除开裂焊缝，并在保证杆件尺寸正确的条件下补充定位焊。

3、磨修和返修焊焊角尺寸、焊坡、余高等超出规定上限值的焊缝及小于1mm且超差的咬边，必须修磨匀顺。

焊缝咬边超过1mm或焊角尺寸不足时，可采用手工焊补焊，补焊后，修磨匀顺。

焊接时应采用碳弧气刨或其它机械方法，清除焊接缺陷，在清除缺陷时，刨除利于返修焊的坡口，并用砂轮磨掉坡口表面的氧化皮，露出金属光泽。

焊接裂纹的清除长度应由裂纹端各外延50mm。

钢结构返修焊缝应按原焊缝质量要求检查；尤其是对于重大缺陷（主要是裂纹）的修补，应做好修补记录。

4、坡口焊技术对于坡口焊应保证坡口面平顺、切口边缘不得有裂纹等。

坡口平焊时宜为4mm6mm；立焊时宜为3mm5mm。

焊缝的根部、坡口端面以及钢筋与钢垫板之间均应融合良好，在焊接过程中应经常清理焊渣。

而且应当采用几个接头轮流进行施焊；焊缝的宽度应大于V形坡口的边缘2mm3mm；焊缝余高不得大于3mm，而且宜平缓过渡至钢构件表面；当发现接头中存在有弧坑、气孔以及咬边等缺陷时，应采取立即补焊措施。

三、钢结构焊接技术要点1、钢结构焊接施工前的准备

（1）进入施工现场前，焊工的合格证必须报监理审核，再由甲方发放统一的焊工上岗证。

（2）所有进入施工现场的焊工，应持有特种设备焊接操作人员考核细则中相关合格项目的焊工证，并在有效期内，无证焊工以及证件在有效期外的焊工不能进场。

（3）焊工焊接过程的控制执行公司企业标准一压力容器安装作业指导书焊工资格控制程序。

（4）所有特种作业人员包括焊接技术人员，质量检测人员及无损检测人员均应有国家专业机构考核颁发的证书。

2、焊接工艺

（1）焊接工艺评定施工单位首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、接头形式、焊接位置、焊后热处理等各种参数及参数的组合，应在钢结构制作及安装前进行焊接工艺评定试验且试验合格。

采用合格的焊接工艺评定制定焊接工艺指导书。

（2）焊接作业条件焊接时，作业区环境温度、相对湿度和风速等应符合下列规定。

当超出本条规定焊接时，应编制专项方案：

1）作业环境温度不低于-10；2）焊接作业区相对湿度不应大于90%；3）当手工焊和自保护药芯焊丝电弧焊，焊接作业区最大风速不应超过8m/s；当气体保护电弧焊时，焊接作业区最大风速不应超过2m/s。

3、钢结构焊接的要点

（1）钢结构的连接在钢结构中，柱子截面一般多为箱形截面或者宽翼缘“工”字形，另外还有“十”字形截面等等，梁多数是焊接或者轧制的“H”型钢梁，如果要求特殊也可以符合截面，在安装前要对主要的焊接接头做焊接工艺的试验，定出焊接的材料和各项参数。

（2）焊接方法的选择选择焊接方法应根据产品的结构、尺寸、形状、材料成分、接头形式以及对焊接接头的质量要求，加之现场的生产条件、技术水平等，选择最经济、最方便高效并且能保证焊接质量的焊接方法。

为了正确的选择焊接方法，必须要了解各种焊接方法的生产特点及适用范围（如焊件厚度、焊缝空间位置、焊缝长度和形状等）。

同时，考虑各种焊接方法对装配工作的要求，如工件坡口和所需生产工艺装备等，焊接质量及其稳定程度，经济性如劳动生产率、焊缝成本、设备复杂程度以及工人劳动条件等。

选择了焊接方法以后就可以根据焊接方法的工艺特点来确定焊接材料。

（3）钢结构焊接工艺审查对钢结构进行工艺性审查的目的是使设计的钢结构在满足技术要求、使用功能的前提下，符合一定的工艺性指标。

在进行焊接结构的工艺审查时，主要审查以下几个方面：

1.是否有利于减少焊接应力与变形2.是否有利于减少生产劳动量3.是否有利于施工方便和改善工人的劳动条件4.必须有利于减少应力集中5.是否有利于节约材料和合理使用材料。

四、钢结构焊接常见缺陷及补救方法1、侧弯与扭曲

（1）产生原因：

钢结构工件组装时，未设置相应平台；工件组装间隙设置不均匀；在运输时由于起吊位置错误而形成侧向弯曲缺陷。

扭曲也是导致钢结构焊接变形的重要因素之一，其产生原因：

节点角钢的拼接间隙设置不均匀，严密度不足；构件刚度较差，在翻身加工时，未对其进行加固；虽然在构件翻身加工时进行了加固，但是平整度较差，导致焊接初期就出现扭曲现象3。

（2）补救方法：

在钢结构焊接前，设置挂线监察平台，严密检查钢结构焊接的水平性，并保证构件运输和退火受力一致性，防止侧向应力的产生。

为了防止钢结构焊接扭曲问题的产生，在构件下料前，必须对每个节点进行放样，并根据节点放样尺寸进行下料作业。

再者，在构件拼接中，要使基准面维持水平。

若钢结构焊接出现侧弯现象，可通过三角加热方式对侧弯部位进行矫正或者在千斤顶辅助下进行矫正。

若钢结构焊接发生扭曲时，可在千斤顶辅助下，通过火焰加热方式进行矫正，若扭曲严重程度极大，则可通过火焰加热法将焊缝分开，然后利用翼板对其矫正，再重新焊接。

2、局部变形

（1）产生原因：

钢结构构件质量问题。

例如，钢结构构件刚度较低，则容易出现收缩变形问题；在构件加工过程中，由于操作人员失误而导致的变形问题；在钢结构焊接应力释放较为集中的情况下，若构件布置不均匀或者焊接位置水平性不足，则会导致局部变形问题的产生。

（2）补救方法：

在钢结构焊接设计时，要尽可能确保加工构件每个部分刚度及焊缝分布均匀性。

为了避免局部变形现象的产生，必须合理安排钢结构焊接顺序。

若构件形状无法满足钢结构焊接要求时，则必须先对其形状进行矫正，然后再进行组装焊接4。

当钢结构焊接局部变形发生后，对于变形程度较小部位，可用火烤进行矫正；对于变形程度较大部位，则需在千斤顶辅助下，通过火烤进行矫正。

3、应力变形

（1）产生原因：

在对钢结构构件进行焊接时容易出现内应力而焊接完成后则容易出现残余应力，并导致构件变形，这种变形现象是无法避免的。

由于焊接变形矫正需要花费大量的人力和时间，因此有些施工人员为了达到焊接变形控制目的，对焊接残余应力过于忽视，采用支撑或者卡具来提高构件刚性度，以避免焊接变形，但是实际上使得焊接后构件残余应力大大增加，产生严重的变形现象，虽然构件变形程度低，但是在内应力作用下，容易出现裂纹。

（2）补救方法：

对于焊接应力较大、拘束性较大的钢结构构件，应该尽可能使焊缝在拘束性较小的情况下进行焊接，不要采取增加刚性的措施。

当组装构件时，若焊缝过多，必须依据焊缝分布情况及构件形状，先对收缩量相对较大的焊缝进行施工，后对收缩量相对较小的焊缝进行施工，或者先对拘束性较大且不可自主收缩焊缝进行施工，后对拘束性较小且能够自主收缩焊缝进行施工，以形成良好的收缩条件，避免应力变形现象的产生。

当每层焊道焊接完成后，需及时用圆形小锤或者电动型锤击设备，对焊缝金属进行均匀敲击，使焊接构件塑性变形，以将焊缝冷却之后所产生的拉应力相互抵消。

但是要注意盖面表层、坡口内侧及底部焊道与坡口面临近两边焊道不能锤击，以避免焊接裂纹的产生。

4、热裂纹

（1）产生原因。

热裂纹主要是在高温条件下形成的裂纹，又可称为结晶裂缝或者高温裂纹，一般情况下，热裂纹多见于焊缝内部或者热影响范围。

热裂纹主要是受到力学作用和冶金因素的影响而形成的。

在结晶中，焊接熔池存在一定的偏析现象，熔点较低的共晶与杂质能够以液态间层的形式存留在结晶中，并粗线偏析现象，当其凝固之后，其凝结刚度较低。

如果焊接应力较大，能够将刚凝固或者以液态间层形式存留的构件拉开，并出现裂纹。

（2）补救方法：

对焊接材料内存在的偏析元素进行限制，例如，对碳、磷、硫等元素含量进行有效控制。

对焊缝金属成分进行调整，以提高焊缝金属塑性，降低其偏析程度，并对熔点较低共晶影响进行有效控制。

对焊接方向与顺序进行合理控制，并对焊缝形状进行改善，通过多层多道方式进行焊接，以防止中心偏析现象的产生，避免中心裂纹的产生。

5、冷裂纹

（1）产生原因。

冷裂纹主要是在焊缝冷却时产生的，其产生条件主要有：

焊接部位拉伸应力较大；存在浓集扩散氢；焊接接头呈淬硬组织。

（2）补救方法：

首先，确保焊接规范及性能，能够对热影响范围及焊缝形态进行改善，例如，在焊接前进行预热，并对