网站地图 原创论文网,覆盖经济,法律,医学,建筑,艺术等800余专业,提供60万篇论文资料免费参考
主要服务:论文发表、论文修改服务,覆盖专业有:经济、法律、体育、建筑、土木、管理、英语、艺术、计算机、生物、通讯、社会、文学、农业、企业

钢结构焊接质量控制关键点与实例分析

来源:原创论文网 添加时间:2021-08-11

  摘    要: 钢结构工程具有环保、抗震、施工快捷等特点,近年来在我国各领域均有着广泛应用,钢结构工程焊接的受关注程度也随之不断提升。基于此,文中将简要分析钢结构工程焊接质量控制要点,并结合建筑工程实例,深入探讨钢结构工程焊接质量控制的具体路径,希望研究内容能够给相关从业人员以启发。

  关键词 :     钢结构;焊接;质量控制;裙房桁架钢结构;

  0 、前言

  施工中,多方面因素均可能对钢结构工程焊接质量造成影响,很多问题也可能随之出现,如焊接变形控制、焊接接头质量、焊后应力消除等方面。为尽可能提升钢结构工程焊接质量,文中围绕钢结构工程焊接质量控制要点开展具体研究的原因所在。

  1 、钢结构工程焊接质量控制要点

  1.1、 焊接变形控制要点

  钢结构工程焊接质量需重点关注焊接变形控制,需要采用能够减小构件变形和收缩最小的焊接工艺,同时严格控制焊接顺序。在应用十字接头、T形接头、对接接头时,对于较易翻转或具备有利放置条件的构件,可开展双面对称焊接,对于属于对称截面的构件,焊接可围绕对称于构件中性轴开展。如存在对称于连接杆件的构件节点,对称焊接可围绕节点轴线对称轴开展。对于非对称双面坡口焊缝,焊接施工需严格按照一定顺序开展,如板材的厚度较厚,轮流对称焊接需循环多次。对于较长的钢结构焊缝,应优先采用多人对称焊接法、跳焊法、分段退焊法等焊接方法。在构件焊接过程中,为实现收缩和变形的有效控制,还可以采用预置反变形法或开展预留焊,反变形量和收缩余量可基于针对性的试验或计算确定。在装配焊接构件的过程中,焊接应按照从大到小的接头收缩量顺序开展,接头拘束可得到有效控制[1]。
 

钢结构焊接质量控制关键点与实例分析
 

  1.2、 焊后应力消除要点

  钢结构工程焊接质量控制离不开高水平的焊后应力消除工艺的支持,如存在明确的施工要求需要进行焊后应力消除,接头承受拉应力部分需首先确定,同时还需要关注焊缝较密集的构件或节点,一般采用疲劳验算方法,应力消除基于整体退火或局部退火的工艺实现,如基于加热炉进行整体退火,采用电加热器进行局部退火。如存在结构稳定尺寸,可采用振动法消除应力。在基于局部退火的应力消除实践中,需严格遵循相关技术标准,如采用配备温度自动控制仪的加热设备,并保证加热设备满足使用要求的控温、测温、加热性能。还需要控制每道焊缝侧面的加热板宽度,该宽度至少为200 mm, 且至少为3倍钢板厚度。如构件未开展加热处理,保温措施的针对性选用也不容忽视。如消除焊后应力采用振动法,需基于行业标准控制工艺参数和技术应用。钢结构工程多采用锤击法消除中间焊层应力,使用小型振动工具或圆头小锤进行锤击,需避开焊缝坡口边缘的母材、盖面焊缝、根部焊缝等部位[2]。

  1.3 、焊接接头质量控制要点

  在基于角接接头、十字接头、T形接头等类型接头的钢结构焊接施工中,为控制焊接接头质量,需采用全熔透的对接和角接组合焊缝。对于采用加强角焊缝的焊脚,尺寸不小于δ/4。如吊车梁等构件有疲劳验算要求,位于上翼与腹板的焊脚尺寸需满足δ/2,且焊接尺寸不应超过10 mm, 同时有0~4 mm焊脚尺寸偏差。对于全熔透双面坡口焊缝,可存在不等厚的坡口深度,但需要保证1/4接头厚度≤较浅的坡口深度部分。对于部分熔透的焊接形式,需基于设计文件要求控制有效焊缝厚度,对于属于角接接头和T形接头的接头形式,需严格控制组合焊缝(角焊缝与部分熔透坡口焊缝构成)的加强角焊缝焊脚尺寸在10 mm内,且为1/4的接头中最薄板厚度[3]。

  2、 实例分析

  2.1、 工程概况

  为提升研究的实践价值,文中以某建筑裙房工程作为对象,裙房结构为混凝土与钢结构相结合的混合结构,工程在外围大厅的地下一层至地上九层布置钢结构,主要包括H形钢梁、H形劲性柱、箱形钢柱,存在1 200 mm×1 200 mm×80 mm×80 mm的最大箱形柱截面,以及H1 200 mm×900 mm×22 mm×32 mm的最大H形劲性柱截面、H1 500 mm×850 mm×35 mm×50 mm的最大H形钢梁截面,采用Q345B材质。图1为裙房桁架三维图,由箱形交叉撑、箱形立柱、H形钢梁、H形劲性柱、桁架与桁架之间的水平连梁等组成,存在600 mm×600 mm×50 mm×50 mm的最大箱形柱截面、H600 mm×600 mm×28 mm×16 mm的最大H形劲性柱截面、H1 200 mm×600 mm×35 mm×50 mm的最大H形钢梁截面,采用Q345B材质。工程钢结构焊接施工主要涉及埋件与钢梁连接板焊接、钢梁与钢梁焊接、钢梁与钢柱牛腿对接、柱与柱对接,坡口全熔透焊接用于柱与柱连接,翼板焊接、腹板高强螺栓用于钢梁与钢柱牛腿的刚性连接,栓焊连接、腹板高强螺栓铰接用于钢梁与钢梁焊接,基于埋件与连接板的焊接实现钢梁与埋件的铰接。

  图1 裙房桁架三维图
图1 裙房桁架三维图

  2.2 、焊接方法及焊接准备

  工程采用焊条电弧焊和CO2半自动保护焊,CO2半自动保护焊用于柱梁刚接、柱柱对接,焊条电弧焊用于焊接其他焊缝。为保证焊接质量,在焊前准备环节投入了大量精力,包括开展针对性的安全和技术交底,且正式焊接在焊接工艺评定合格后开展。采用350~380 ℃,1.5~2 h的保温时间对低氢型焊条进行烘干处理,处理后在110~120 ℃的保温箱中保温,随用随取,如大气中放置烘干后的低氢型焊条4 h以上,需重新烘干,焊条最多烘干2次,且不得使用受潮的焊条、锈蚀的焊丝、焊芯生锈或药皮脱落的变质焊条。焊前还需要将坡口及坡口两侧各20 mm范围内的锈、净油清除,且采用与打底焊相同的定位焊焊接方法,需按照正式焊接要求进行,以此完成牢固可靠的定位焊,且不得出现气孔、夹渣、裂纹等缺陷。焊接前,还需要对组装质量进行复查,焊接部位清理情况和定位焊质量需得到保障,否则需开展针对性修正。如现场有8 m/s以上的风速,焊条电弧焊应采取防风措施,如2 m/s以上的风速,气体保护电弧焊也应采取防风措施。

  2.3 、焊接工艺要点

  为控制焊接质量,工程严格编制了焊接工艺流程图,如图2所示。

  图2 焊接工艺流程图
图2 焊接工艺流程图

  在钢结构焊接施工中,对于分节安装的钢柱,许多小型框架结构会在安装过程中形成,为减少结构因焊缝收缩出现的破坏,采用由内向外的焊接顺序,以此保证存在始终自由进行的焊缝收缩变形,现场焊接需在流水段内钢柱及框架梁安装、矫正、固定完毕后开展。

  以H型钢与H型钢栓焊对接为例,采用焊条电弧焊和熔化极气体保护焊,焊接需要首先初拧腹板高强螺栓扭矩,随后焊接翼缘板,基于冷却后的翼缘板焊缝,终拧腹板高强螺栓。焊接翼缘板1名焊工负责同1个接头焊接,应先后焊接下翼缘板、上翼缘板,如2名焊工负责同1个接头焊接,则应对称施焊,采用多层多道焊。箱形矩形柱对接采用的焊接方法包括药芯焊丝电弧焊、焊条电弧焊和熔化极气体保护焊,焊接过程要整体对称施焊,2名焊工同时负责每个焊口的对称施焊。腹板对接焊缝需首先进行焊接,随后采用包角围焊进行翼缘板对接焊缝焊接,需保证焊接接头错开,同样采用多层多道焊,每2层间焊道接头应相互错开30~50 mm, 2名焊工焊接的每层需错开焊道接头。焊接完成后将飞溅和焊渣清除,并铲磨掉焊瘤,层间温度检测在焊接过程中需要得到重视,表1为焊接工艺参数。

  表 1 焊接工艺参数
表 1 焊接工艺参数

  为保证钢结构焊接质量,对雨天及大风天中焊接进行了针对性防护,以此规避焊缝温度骤降、焊接材料受潮等问题,如在专用的棚内放置气瓶、焊丝、焊机。为保证高空焊接的顺利开展,还针对性设置了图3所示的防风设施,如果这种防风棚不便搭设,则采用压型板制成的小挡板封闭焊口。

  图3 高空焊接防风措施
图3 高空焊接防风措施

  此外,在焊缝返修方面也投入了大量精力,如采用铲凿、钻、砂轮打磨等方法去除气孔、夹渣、焊瘤等缺陷,采用补焊处理咬边、弧坑不满、局部缺陷、尺寸不足,辅以针对性的焊接检验,钢结构焊接质量最终得到了较好保障,后续施工也得以顺利推进,因此,该工程的钢结构焊接质量控制具有较高借鉴价值。

  3、 结论

  综上所述,钢结构工程焊接质量控制需关注多方面因素影响。在此基础上,文中涉及的焊接变形控制要点、焊后应力消除要点、焊接接头质量控制要点等内容,则提供了可行性较高的钢结构焊接质量控制路径。为更好保证钢结构焊接质量,材料、技术、设备的优选必须引起相关从业人员重视。

  参考文献

  [1]邓勇.分析施工现场环境对钢结构焊接质量的影响[J]智能城市,2020,6(10):220-221.
  [2]房佳佳周阳关于大型钢结构制造过程中焊接质量的控制分析研究[J]机械工业标准化与质量2020(3)-36-38.
  [3]王祎桥梁施工钢结构焊接施工质量控制[J]中国金属通报,2020(3):223-224.

重要提示:转载本站信息须注明来源:原创论文网,具体权责及声明请参阅网站声明。
阅读提示:请自行判断信息的真实性及观点的正误,本站概不负责。