钢结构焊接施工应注意的问题

摘 要:焊接对钢材性能的要求,焊接材料与母材的匹配,焊接对作业环境的要求,对焊接连接制作组装的要求, 要重视焊接工艺评定, 要重视焊前及焊接过程的控制和焊后处理,等方面论述了在焊接钢结构应用中出现的一些问题，在焊接钢结构的施工中应当引起注意。

关键词:钢结构 焊接施工 问题

中图分类号:F403.7 文献标识码:A

文章编号:1004-4914(2008)11-289-01

随着国民经济的发展，钢结构逐渐摆脱了其造价昂贵的缺点，在工程中的应用越来越广泛。焊接钢结构以其构造简单、加工方便、易于自动化施工，不削弱杆件截面，可节约钢材等优点，得到了广泛的应用。在焊接钢结构应用中，也出现了一些问题，在焊接钢结构的施工中应当引起注意。本文阐述笔者在此方面的一些心得。

一、焊接对钢材性能的要求

某工程钢结构φ1020×12钢管，焊接后沿径向产生开裂，裂纹长约1000mm，最宽处约20mm。

由于碳是影响钢材可焊性的重要元素，焊接钢结构用钢材应保证碳（C）的极限含量，宜采用牌号Q235中B、C、D等级的碳素结构钢和牌号Q345中B、C、D等级的低合金结构钢。对构件节点约束较强，以及板厚等于或大于50mm，并承受沿板厚方向拉力作用的焊接钢结构，应对板厚方向的断面收缩率加以控制。上述质量问题后经查明，该钢管的牌号为Q235A级，含碳量0.22%，焊接性能不良，焊接后的残余应力造成开裂。

二、焊接材料与母材的匹配

虽然焊接材料的选择是设计人员的责任。但是由于种种原因，部分设计人员并没有重视此类问题，导致现场焊接出现问题。焊接材料与母材匹配的原则是“不同强度等级母材选型；铸钢件与钢材焊接时，焊接材料按钢材选型。原因是焊接材料的强度普遍要求高于母材，材料连接处的焊接材料的强度不应与母材强度相差过大。

三、焊接对作业环境的要求

钢材焊接对环境的要求非常严格，如果在不良环境中施焊，就会产生焊接质量问题。因此，我们对钢结构有三不焊的要求，即四级以上大风天不焊，雨天不焊，低温不焊。这类天气，焊接后焊缝材料降温迅速，易造成焊接处产生较大残余应力或变形，甚至产生裂纹。

四、对焊接连接制作组装的要求

为了保证焊接质量，对焊接连接的制作组装要求，必须符合《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205—2001附录C·0·2条的规定。达不到规定要求时，应更换或修理。

五、要重视焊接工艺评定

由于钢结构工程中的焊接节点和焊接接头，不可能进行现场实物取样检验，而探伤只能确定焊缝的几何缺陷，无法确定接头的理化性能。为保证工程焊接质量，必须在构件制作和结构安装前，由施工单位对其首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、焊后热处理等进行焊接工艺评定，并根据焊接工艺评定的结果制定相应的施工焊接工艺规范。

六、要重视焊前及焊接过程的控制和焊后处理

焊接过程是一个不均匀的加热和冷却过程。在施焊时，焊件上产生不均匀的温度场，焊缝及附近温度高，达1600℃以上，其邻近的区域则温度急剧下降。不均匀的温度场产生不均匀的膨胀。高温处的钢材膨胀最大，由于受到两侧温度较低，膨胀较小的钢材的限制，产生热状态塑性压缩。在焊缝冷却之后，会产生残余应力或变形。另外，实际焊接接头中，有的焊件不能自由伸缩。施焊时膨胀受到阻碍，焊缝冷却后便产生了约束应力。

焊接残余应力和变形的存在，会降低结构钢度，对压杆稳定产生不利影响，在低温下使裂缝发展，加速构件的脆性破坏，并对疲劳强度不利。

为了减少产生焊接残余应力和变形，在施焊前可以采用预设反变形，预热等措施进行预防；在焊接过程中采用合理的施焊次序，如钢板对接时采用分段退焊，厚焊缝采用分层焊，工字形截面按对角跳焊等；焊后可采用消氢处理或焊后热处理等方式消除应力、矫正变形。

总之，根据笔者经验，凡是在焊接施工中重视了上述六个问题并加以有效控制的工程，焊接质量都能达到验收要求。反之，如果不重视，往往会出现一系列的问题，进而影响工程的进度和质量。

（作者单位：东营市建设委员会,中建八局一公司,东营市建委 山东东营 257000）

(责编:贾伟)

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