薛奇志
（福建六建集团有限公司）
摘 要：钢结构工程中由于一些构件的外形尺寸比较大，加上形状多样化，焊缝比较多，或者焊接位置不对称等因素，经常会出现一些焊接问题，对结构拼装质量及钢结构的使用寿命造成了严重影响。鉴于此，本文主要对钢结构焊接现场施工工艺进行了简单论述，然后总结了钢结构焊接过程中容易出现的一些问题，并提出了相应的预防及处理措施，希望可以为同行的研究提供一些帮助。
关键词：钢结构；焊接；施工工艺
钢结构建筑本身具有自重轻、强度高、抗震性能好、施工工期快等一系列特点，随着近年来城市化进程的不断推进，目前钢结构已经广泛应用于轻钢厂房、超高层建筑、大跨度建筑、桥梁等，对钢结构的安装顺序进行确定，同时合理采用各种措施，对于提升整个工程的质量非常关键。一旦钢结构施工中出现了问题，可能会带来很多隐患，轻则影响工期，重则造成人员伤亡，为社会造成严重的不良影响。因此必须严格控制钢结构工程施工质量，做到防患于未然。
图1 三明沙县机场大跨度钢结构
1.1 焊接准备
应该在施工现场将CO2气保焊、手工电弧焊等设备准备好，并按照安全规定将利用钢管搭建操作平台等，注意焊接设备技术条件应与相关国家标准相符合，保证性能优良。在开始施焊之前应对焊接作业指导书进行熟悉和了解，并对各项参数及工艺进行掌握，焊接开始之前应对焊口进行检查及预热（首先计算碳当量，碳当量在0.45～0.6之间，局部预热或100～150℃预热，碳当量大于0.6，必须预热，且预热温度一般200℃以上，对于碳当量小于0.45的钢材，当厚度大于25mm是也要预热），并注意对坡口钝边、角度及间隙等进行检查，将坡口两侧的锈斑清理干净，并对两侧各100mm的范围内母材进行均匀加热。此外，还要利用表面测温计对预热温度进行测量，以避免温度不合乎要求的出现，并注意对预热温度进行再次检查，如果温度没有达到要求还要进行再次加热，一直到符合要求为止（见图2）。
1.2 焊接施工
在焊接过程中应该将引弧板和焊垫板装好，注意引弧板和母材之间应该焊接牢固，表面的清洁程度应该和坡口表面相一致，同时垫板应该和母材紧贴在一起。在焊接过程中，第一层焊道应该将坡口内垫板、母材之间连接处封住，然后逐层进行累焊，一直将坡口填满，注意每道焊缝的焊接完成后，必须将焊渣及相关杂物清理干净，遇到焊接缺陷时应该进行及时的修补。如果不得已需要暂停焊接，这时应进行适当的保温缓冷处理，再次焊接之前，还要进行重新预热。例如在某景观工程施工过程中，应对其焊接顺序加以注意，当钢结构安装完成超过3个单元时，应该从平面中心选择4面有焊接梁的柱子作为基准柱，然后对基准进行测量，首先应安排4面都有抗弯焊接的梁，然后逐渐向周围扩展，然后进行焊接。焊接较长焊缝时，可以利用分段焊接的方式，从中间向两端退焊，焊接过程中应对称布置人员，以避免因为热量集中而出现变形。对于形状不对称的大型构件，应该先进行小部件组焊的校正，然后将变形抵消。
图2
2.1 局部变形及角变形处理方法
在设计过程中，构件各部分的焊缝、刚度应该均匀布置，焊缝应对称设置，并注意减少密集焊缝和交叉焊缝。制定出科学的焊接顺利，使变形情况的发生得以减少。例如可以先进行构件主焊缝的焊接，然后进行次要焊缝的焊接，先进行对称部位的焊接，然后进行非对称焊缝的焊接，先进行收缩量较大焊缝的焊接，然后进行收缩量较小焊缝的焊接，先进行对接焊缝的焊接，然后进行焊角焊缝的焊接等等。对于焊缝较多、尺寸较大构件的焊接，可以采用分层、分段及间断施焊的方式，从构件中间逐渐向两侧退焊。对于形状不对称的构件，应该先将小部件组焊矫正完成，然后才能进行总组装配焊接，这样可以有效减少变形的发生。注意在焊接构件的过程中应进场翻动，这样变形才能相互抵消。对于施焊以后容易发生角变形的零部件，应该在施焊之前对其进行预变性处理。
2.2 构件扭曲的预防方法
要想对构件扭曲进行避免，在下料之前应对构件节点进行放样，然后按照放样尺寸下料。角钢和母材拼装过程中可以利用夹紧器将其卡紧，然后进行拼装。在拼台上拼装构件时，如果尺寸过大可以利用马凳进行找平，构件全长可以利用水平仪或者拉通线进行找平。对其尺寸进行确认以后进行点定位点焊同定，然后施焊。在焊接过程中，操作人员应该对称分散分布，这样收缩应力可以进一步分散，凭借自身刚性将部分变形抵消。组对焊接位置应该垫平，选择正确的支点，这样可以避免在释放焊接应力时产生变形。进行隔板加工的过程中，应该将对角线误差控制在1～2mm以内。进行焊件翻身或者调运时，应注意避免出现猛烈的冲击，同时对侧向刚度交差的构件，在翻身之前应进行加固处理，待翻身以后进行找平。焊接拼装节点时应该采用对应的反变形措施。
对于一般扭曲变形来说，可以利用火焰烘烤加热、千斤顶顶压相结合的方式矫正。按照扭曲变形的实际情况，利用火焰将翘曲位置的主焊缝打开，并利用火焰对翼板、腹板进行矫正之后再施焊。
2.3 焊缝开裂的预防方法
施工过程中开裂的问题很难避免，要想对开裂问题加以避免：①应该对焊件的材质进行严格检查，将磷、硫的含量控制在合理的范围内，并对焊条和焊剂进行合理选择。②对定位点焊接的数量进行合理设置，以防止出现强制变形下定位焊接，从最大程度上将焊接应力控制在合理范围内。③按照焊件的结构情况，对焊接方向和顺序进行确定，可以先焊接收缩量大的焊缝，如果需要低温条件下焊接厚焊件，可以先对母材进行预热，焊接后注意保温及缓慢冷却。④对焊件进行合理改造，可以有效减少应力集中。在运输、堆放及吊装已焊构件时，应避免出现强烈震动、碰撞等现象，适当提升焊缝形状系数。还要注意合理应用分层、多道、间断焊法，有效消除焊缝应力，促进焊缝强度的提高。此外，对于裂缝处的焊缝，可以利用气弧刨消除裂缝，然后进行重新焊接。
3.1 焊接施工工艺的注意事项
①在开始施工之前，应成立现场焊接领导小组，这样就可以将责任落实到人头上，每个员工都要明确自身的责任，同时还要制定出焊接工艺流程及相关保证性措施，从技术上为现场焊接的规范性提供保证；②在施工过程中，应对不同焊接技术过程进行执行，并安排专人进行检查、记录，以保证工程焊接可以保质保量完成；③完成焊接施工以后，还要将焊接记录工作及成品保护工作做好，并注意按照要求将无损检测工作做好，选用先进探伤设备保证焊接质量。
3.2 冬季焊接现场施工工艺的注意事项
①应该将冬季焊接施工方案做好，明确冬季温度对焊接操作带来的影响，利用书面形式将注意事项下发给每个焊接操作者，以避免低温影响焊缝质量；②将现场温度变化的记录工作做好，同时和当地气象台建立良好关系，接受气象台提供的天气预报信息，避免恶劣天气对现场焊接带来不利影响；③将焊缝预热及后热工作做好，并注意做好资料存档等相关工作。
3.3 焊接材料保管的注意事项
现场焊接材料应按照要求分门别类放好，对于需要进行焊前烘焙或者烘干的焊接材料，应该按照相关要求进行烘焙或者烘干，并注意将烘焙或者烘干记录工作做好，这样才能从最大程度上保证焊接材料的质量。此外，焊接材料保管员应该定期检查焊接材料，并将相关记录工作做好。
3.4 焊接设备保管的注意事项
值得一提的是，所有的电弧设备都要进行锚固，所有电缆必须相互分开，必要时应该将其放置于安全的地方。按时对焊接设备进行维护和保养，充分保证焊接设备输出电压、电流的稳定性及可靠性，力争从设备方面保证现场焊缝焊接的整体工作质量。
综上所述，钢结构施工过程中存在很多复杂的问题，对于建筑结构安全来说，钢结构现场焊接的质量至关重要，施工过程中很容易会出现一些质量问题，因此施工单位在开始焊接之前，首先应保证原材料的质量，将焊接工艺试验工作做好，并结合现场作业环境施焊，注意加强对焊接操作过程的管理和控制。保证在焊接材料质量合格的前提下，由焊接人员严格按照焊接工艺进行施工，此外还要注意保证厚板现场焊接的质量。
参考文献
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收稿日期：2016-1-17
中图分类号：TU758.11
文献标识码：A
文章编号：1673-0038（2016）05-0011-02
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