建筑鋼結構焊接影響因素及焊接質量管控

李 文

(山西潞安工程有限公司,山西 長治 046102)

0 引言

科學技術的發展為各行各業的發展提供了技術支持，科學技術的更新換代為各行各業的發展提供了源源不斷的動力。焊接技術在建筑行業中占據著重要的位置，為建筑行業的發展提供了技術基礎。近年來我國的焊接技術發展迅猛，目前我國的焊接水平已與世界同行業齊平，焊接技術也已廣泛運用在各行各業中，尤其是在軍工等重工領域的大量應用，更是表明了我國的焊接技術已然達到世界一流水平。但在建筑工程行業，由于焊接技術缺乏對現代化技術的運用，其現代化和智能化的程度較低，一方面限制了建筑行業焊接技術的發展，導致其應用水平有限，目前建筑行業的焊接技術仍處于傳統的應用階段；另一方面則制約了鋼結構建筑的優勢，嚴重影響了鋼結構建筑的施工效率和施工質量，不利于建筑行業的可持續發展。

1 鋼結構建筑的優勢

第一，由于鋼結構自重輕，所以在運輸及安裝過程中更為便利；第二，鋼結構的抗震性能良好；第三，由于鋼材有著良好的韌性和塑性，材質均勻，即使施工中突發超載也不會發生斷裂等情況；第四，鋼結構的強度高，良好的塑性韌性導致其可以作出各種各樣的設計；第五，連接鋼結構時，運用螺栓既能有效降低鋼結構的重量，還能降低施工的難度；第六，鋼結構環保性能突出，在安裝和應用中產生的粉塵小，噪音污染和固體垃圾物也較少，此外，廢鋼還可回收[1]；第七，相比之下，鋼結構的經濟性較高，對資金的投入量不高；第八，鋼結構制作簡便，質量和精度較高。

2 鋼結構焊接質量方面的質量通病

2.1 焊接變形

彎曲變形、收縮變形以及扭曲變形等焊接變形是鋼結構焊接施工中最常見的質量問題，不僅影響了鋼結構的外觀造型，還會影響鋼結構的焊接質量。鋼結構在焊接期間受熱不均勻是焊接變形的主要原因，施工人員應當規范焊接作業，焊接作業的質量決定了鋼結構的裝配質量，若焊接質量不達標，就會嚴重削弱鋼結構的承載能力。若發現鋼結構在焊接過程中出現了彎曲變形或扭曲變形等情況，構件就要做報廢處理，因為矯正修復需要耗費大量的時間和金錢，并且還不能保證矯正后的構件質量達到建筑工程的施工標準和施工要求[2]。

2.2 殘余變形

在鋼結構焊接施工中，由于受熱不均勻會導致構件出現收縮、彎曲、扭曲等變形，在矯正構件時，會導致構件產生參與應力等情況的發生。施工人員在焊接作業時，構件的質量受到焊接溫度的影響，因此，殘余應力及殘余變形問題頻發。施工人員在多跨鋼焊接作業時，應當把握好焊接的節點，避免應力過度集中在該軸線方向[3]。此外，還要確保焊接縫有足夠的寬度，若前一根梁出現變形情況，后一根梁也必然會出現類似的問題，盡量降低殘余應力及殘余變形等問題的發生概率。

2.3 突發性斷裂

在建筑鋼結構焊接及安裝過程中，毫無征兆且破壞力強的突發性斷裂問題也是較為普遍的鋼結構焊接質量方面的問題，相關人員應當予以重視。施工人員在焊接作業中，若焊接的速度較慢或者是電流突然增大，此時由于焊接施工的線能量會過大而降低了鋼結構的韌性和塑性，就導致了突發性斷裂問題的發生。

2.4 其他方面

施工材料、機械設備、焊接工藝以及焊接施工的現場管理等方面的因素也會導致實際焊接作業狀況頻發。因此，施工人員在施工前應當了解建筑工程的總體目標和要求，分析質量問題的產生原因。若焊接操作員的專業水平有限，或缺乏操作能力，導致實際焊接作業錯誤頻發，此時也會導致鋼結構焊接出現質量問題。

3 我國建筑鋼結構焊接技術的影響因素

3.1 焊接條件

在建筑工程要求中明確規定了工程交付時間，為了實際的工程進度不落后于計劃進度，要求建筑鋼結構工程必須要在低溫的條件下施工。在超低的氣候環境下，焊接材料的好壞決定了鋼結構的焊接性能，為了提升其焊接性能，應當謹慎選擇焊接材料。在相同的低溫環境下測試各種焊接材料強度后可以發現，超低氫焊接材料是一種可以將鋼結構焊接強度發揮到極致的材料；此外，焊接質量還受到焊接恒溫環境的影響，在施工中為了防止熱量流失過快，達到恒溫焊接環境要求，可以通過設置防護棚等措施來實現。為了降低熱脹冷縮現象的發生概率，可以在氣體保護焊的同時粘貼保溫膜于放氣裝置外部，為焊接創造良好的條件，全面提升焊接的效率和質量[4]。

3.2 焊接用材

目前在我國建筑鋼結構焊接施工中，最常用的焊接材料是鍍銅焊絲，該種材料在焊接過程中會造成污染，而國外則較少應用。隨著人們環保意識的增強，世界各國都在倡導綠色節能的環保理念，各行各業也都在積極尋找綠色的焊接材料來取代原始的焊接材料，已經有少數國家用無鍍銅焊絲來取代污染嚴重的鍍銅焊絲。但由于無鍍銅焊絲的經濟效益不高，在國內該材料并未受到廣泛關注，亦未被廣泛運用。隨著我國經濟模式的轉型，國人的環保意識也在不斷加強，未來市場中綠色節能的環保材料發展前景良好，我國也會早日將無鍍銅焊絲運用至建筑工程焊接施工中，促進建筑行業的可持續發展。

3.3 焊接設備

建筑鋼結構的焊接效率受到焊接設備的影響，自動化程度高且充滿科技感的焊接設備能夠提升焊接技術和焊接質量。目前，我國生產的焊接設備不僅自動化程度低，而且在技術及質量方面都遠遠落后于日本及歐美等發達國家，因此，我國建筑工程焊接施工使用的設備基本都是從日本歐美等國家進口的[5]。在進口外國焊接設備時，國內相關領域的專家就已經開始對焊接設備進行分析和研究，特別是近年來我國制造行業發展迅猛，國內已經自主研發生產出先進的焊接設備了，雖然與發達國家之間還存在一定的差距，請相信在不久的將來，我國研發的焊接設備一定會早日趕上發達國家，躋身世界領先行列。

3.4 焊接工程技術人員

焊接工程技術人員的專業技能和綜合素養是影響我國建筑鋼結構焊接技術的因素之一?，F階段我國建筑焊接行業普遍存在在焊接技術人員專業技能欠缺，綜合素質偏低的情況，尤其在重大工程建設或軍工等重工領域的焊接作業中更是缺乏高素質的焊接技術人才。因此，我國應當加大對焊接工程技術人才的培養力度，通過校企合作及一系列的人才培養、監管、認證制度來為我國建筑焊接行業提供人才支持，源源不斷輸送高質量的技術人才。

4 建筑鋼結構施工焊接質量控制措施

4.1 注重和關注施工前質量控制工作

為了控制建筑鋼結構施工焊接質量，第一，應當注重和關注施工前的質量控制工作。毫無疑問，建筑工程鋼結構的焊接施工質量控制呈現多樣化的特征，在建筑設計階段，涉及到的內容復雜，另外建筑鋼結構有大量的構件，在焊接作業前的質量控制重點在于建筑鋼結構的設計特質和建筑鋼結構的材料等。因此，相關設計人員及建筑工程設計人員應當加強對鋼結構建筑的圖紙審核力度和監督工作，嚴格按照國家的規章制度來設計鋼結構，使鋼結構的基礎條件達到基礎的施工要求。第二，在建筑工程中，要想確保鋼結構建筑工程設計的科學性和合理性，應當高效融入混凝土，成立專業的工作小組來核對和檢查混凝土的具體數量、確定地腳螺旋的準確位置和劃分部件堆放區域及制定合理的部件堆放計劃。第三，加強對施工現場的管理力度，由于實際施工涉及到的施工材料、施工機械設備、施工工藝流程繁瑣，因此，建筑單位也應當重視施工人員的管理，施工前各環節的準備工作能有效保證工程的順利開展，為工程質量控制提供基礎保障。

4.2 做好焊接前的準備工作

為了保質保量完成焊接工作，應當做好充足的焊接前的準備工作。建筑鋼結構焊接施工前焊接作業的準備工作應當注意以下重難點：做好焊接施工的安全防護措施及相關安全工作；為焊接作業創造便利的施工條件，例如引弧板及背面墊板及的安裝狀態、坡口的尺寸與形態等；做好建筑鋼結構焊接施工的材料和機械設備的準備工作；焊接前還要做好必要的清潔工作，確保坡口表面干凈整潔而后進行預熱作業[6]。

4.3 對焊接人員的資質進行管理

鋼結構焊接施工是一項具有一定風險系數的作業，因此焊接人員的專業技能和安全意識必須過關。建筑企業在招聘鋼結構焊接施工人員時，要提高入職門檻，考核該焊接人員的專業能力，確認其是否參加了國家專業的技能知識培訓并考試合格，取得了國家認證的從業資格證，此外還要在企業內部進行摸底考試，確認焊接人員資質的真實性，無造假行為。未經受過專業技能培訓的焊接人員一律不得錄用，即使該焊接人員從業經驗豐富或者是通過了摸底考試也不可上崗作業。建筑企業還應當對焊接人員的資質進行管理，統計目前建筑鋼結構焊接作業的實際在崗人數，定期以講座或培訓的方式增加焊接人員的專業知識儲備量，此外還應當舉辦安全講座，在講座中通過分項焊接作業的安全事故來提升焊接人員的安全意識和責任意識。及時對培訓結果進行考核，考核結果與績效掛鉤，成績優異者給予一定的現金獎勵，使焊接人員能積極主動加入到培訓中來，在潛移默化中提升焊接人員的專業技術能力。

4.4 提高對于施工人員的管理力度

施工人員的工作態度和工作能力是制約建筑鋼結構焊接質量的重要因素之一，因此，建筑企業應當提高對于施工人員的管理力度。在實際工程焊接施工中，施工人員應當嚴格按照國家標準進行焊接作業，管理人員要加強對施工現場質量和進度的掌控，使工程焊接施工人員在遵循施工要求和施工規范標準的基礎上操作，全面提升建筑鋼結構工程的質量和穩定性。

4.5 控制鋼結構工程焊接過程中的材料質量

建筑鋼結構施工焊接質量控制措施之一，是控制鋼結構工程焊接過程中的材料質量。在焊接作業中，如果在運輸或存儲過程中缺少對焊條、焊絲及焊劑等材料做必要的防潮措施，那么會導致焊接施工的性能和質量變差，從而為鋼結構建筑埋下巨大的安全隱患。由于鋼結構建筑的構造較為特殊，在焊接材料時，應按照要求烘焙焊接材料。比如，堿性低氫型焊條的最佳溫度為375℃，且上下浮動不得大于25℃，具體的烘焙時間不得超過兩小時，完成烘焙后將堿性低氫型焊條放入保溫桶內。同一個焊接材料最多只能烘焙兩次。另外，在烘焙焊條時，應當及時將烘焙的時間及溫度、焊條的批號以及規格等信息記錄下來，待質檢員仔細確認核實后才可進入下一階段的施工[7]。

4.6 焊后檢查

焊接檢查分為焊縫外觀無損檢查和焊縫內部質量檢查兩個部分。前者是為了避免焊縫表面出現嚴重的質量問題，檢查內容包含了外觀的整潔度、接頭的平滑度以及焊縫的誤差等；而后者的檢查則需要結合科學的檢測方式。通常焊縫內部質量檢查的依據為焊縫的質量等級規定和檢驗標準，運用超聲波、射線、磁粉和滲透等先進的技術來檢查焊縫內部質量，焊縫內部質量對建筑鋼結構的焊接質量產生了重大影響。在選擇無損檢測的具體方法及相對比例時，不能忽視質量檢測標準，禁止脫離監理人員獨立開展焊口的抽樣檢查，一定要在監理人員的陪同下抽樣并記錄下該焊口的詳細編號。無損檢測完成后，施工單位還應當在焊口圖上將具體的材料信息如材質規格等以及焊口位置、無損檢測位置及方法等準確標示出來。檢測人員也應當及時檢查射線底片及檢測報告，若焊縫沒有達到施工要求，應當采取對應的返工處理。

5 結 語

總而言之，為了充分應用鋼結構的力學性能，將鋼結構的優勢發揮到極致，相關人員應當加強對鋼結構的研究力度。在建筑鋼結構焊接施工中，為了提升建筑工程的穩定性，必須要選取適當的焊接工藝，培養高素質的焊接技術人員，加強焊接施工中的現場管理和安全防護措施，為建筑行業的穩定與發展創造良好的條件。