钢结构的安装焊接施工技术

钢结构的安装焊接施工技术
周晨
摘要：本文简要分析了厂房钢结构焊接施工的主要工艺及保障焊接质量的主要方法，并提出了控制焊接质量的主要对策，以供与大家交流学习。关键词：厂房；钢结构；焊接技术

1、工程概述
某装焊厂房位于某工程有限公司内，建筑面积为22000平方米，为单层工业厂房，主体钢结构为门式钢架结构，轴线位置编号见图纸，为三跨结构，单跨跨度为32米，柱距为8米，共有116根主钢柱，203根主钢梁，336根吊车梁。门式钢架梁、柱及吊车梁钢材均采用Q345B，钢梁钢柱连接用高强螺栓均采用大六角10.9S级，摩擦面做喷砂处理。钢结构主构件采用抛丸除锈。该工程设计使用年限50年，结构安全等级为二级，抗震设防烈度为7度。焊接部位包括有：（1）上节柱与下节柱的对接接头；（2）钢梁与钢柱的对接接头。（3）钢梁上的栓钉焊接。
2、钢结构安装焊接前的准备
本工程使用的钢板在国内应用并不多，针对其中数量较多且具有代表性的接头形式进行了相应焊接方法的工艺评定试验。试验钢材包括Q345GJC-Z15（壁厚70mm）、Q345GJC-Z15（壁厚40mm）、Q345C（翼缘厚28mm），焊接位置为柱—柱横焊、柱—梁平焊（包括桁架梁上下翼缘平焊）、T型角立焊。坡口形式及尺寸按设计要求。焊后外观及超声波检查合格后取样进行了力学和物理试验。试验结果接头的抗拉强度达到母材抗拉强度标准值，接头弯曲180°无裂纹。采用的焊接材料和焊接设备技术条件应符合国家标准，性能优良。清渣、气刨、焊条烘干保温等装置应齐全有效。
手工电弧焊及CO2气保焊焊材和设备：（1）焊条应在高温烘干箱中烘干，焊条烘干次数不得超过两次。（2）焊丝包装应完好，如有破损而导致焊丝污染或弯折、紊乱时应部分弃之。（3）CO2气体纯度应不低于99.9%（体积比），含水量应低于0.05%（重量比），瓶内高压低于1MPa时应停止使用。（4）焊机电压应正常，地线压紧牢固，接触可靠，电缆及焊钳无破损，送丝机应能均匀送丝，气管应无漏气或堵塞。
3、安装焊接程序及注意的规定要点
焊接的一般顺序为：焊前检查 →预热除锈 → 装焊垫板和引弧板→ 焊接 → 检验
具体来说：（1）同一节柱上的梁，先焊上层梁，后焊下层梁。（2）柱两侧对称的梁应同时焊接，同一根梁的两端不能同时焊接。（3）同一根梁的上下翼板应先焊下翼板，后焊上翼板。（4）从中部柱开始焊接，对称向外围焊接。（5）上下节柱的对接接头采用对称焊接，施焊时，应两人同时对称焊接一个接头，防止焊接变形引起柱弯曲。对称的两面先焊至1—3层，然后将另外对称的两个面焊满，再将未焊满的焊缝焊满。
规定与注意：（1）焊前检查坡口角度、钝边、间隙及错口量，坡口内和两侧的锈斑、油污、氧化铁皮等应清除干净。（2）预热。焊前用气焊或特制烤枪对坡口及其两侧各100mm范围内的母材均匀加热，并用表面测温计测量温度，防止温度不符合要求或表面局部氧化，预热温度。（3）重新检查预热温度，如温度不够应重新加热，使之符合要求。（4）装焊垫板及引弧板，其表面清洁程度要求与坡口表面相同，垫板与母材应贴紧，引弧板与母材焊接应牢固。（5）焊接：第一层的焊道应封住坡口内母材与垫板的连接处，然后逐道逐层累焊至填满坡口，每道焊缝焊完后，都必须清除焊渣及飞溅物，出现焊接缺陷应及时磨去并修补。（6）一个接口必须连续焊完，如不得已而中途停焊时，应进行保温缓冷处理，再焊前，应重新按规定加热。（7）遇雨、雪天时应停焊，构件焊口周围及上方应有挡风、雨棚，风速大于5m/s时应停焊。环境温度低于零度时，应按规定采取预热和后热措施施工。（8）碳素结构钢应在焊缝冷却到环境温度、低合金结构钢应在完成24h以后，进行焊缝探伤检验。（9）焊工和检验人员要认真填写作业记录表。
4、焊接施工中的重要工艺参数
4、1典形节点的焊接顺序和工艺参数
主要是：（1）上下柱无耳板侧由两名焊工在两侧对称焊至板厚的1/3处时，切去耳板。（2）然后在切去耳板侧由两名焊工在两侧对称焊至板厚的1/3处。（3）再由两名焊工分别承担相邻两面的焊接。（4）每两层之间焊道的接头应相互错开，两名焊工焊接的焊道接头也要注意每层错开，焊接过程中要注意检测层间温度。（5）焊接工艺参数，如下： 1）CO2气保焊：焊丝直径Φ1.2mm，电流280～320A，焊速350～450mm/min 2）焊丝伸出长度：约20mm，气体流量25～80L/min， 3）电压：29～34V，层间温度120～150℃
4、2柱—梁、梁—梁节点的处理
主要是：（1）先焊梁的下翼缘，梁腹板两侧的翼缘焊道要保持对称焊接。（2）待下翼缘焊完，然后焊接上翼缘。（3）如翼缘板厚大于30mm时，宜上下翼缘轮换施焊。（4）焊接工艺参数，如下：
1）CO2气保焊：焊丝直径φ1.2mm，电流280～360A，焊速300～500mm/min2）焊丝伸出长度：约20 mm，气体流量20～80L/mm3）电压：30～38V，层间温度120～150℃
5、结束语
钢结构安装焊接质量控制是一项综合技术，焊接质量受材料性能、工艺方法、设备、工艺参数、气候和焊工技术及情绪的影响。施工前根据工艺评定编制操作指导书，便于每个焊接人员明确操作要领、材料的使用和质量要求。施工过程中焊工做好焊前和焊接的记录，焊接工程师检查时逐条焊缝检查验收、做好记录，确保实体工程的安全使用。在该厂房主体工程竣工后，根据国家、行业相关要求对该工程进行了钢结构主体工程的鉴定，鉴定依据：（1）《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001；（2）《建筑结构检测技术标准》GB/T50344-200；（3）《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001；（4）《建筑钢结构焊接规程》JGJ81-2002；（5）《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB11345-1989；（6）某装焊车间厂房设计图纸。实际证明，该钢结构主体工程的施工安装质量符合GB50205-2001技术标准及设计要求，可以交付使用。

参考文献
1、陈海波。某装焊厂房钢结构工程鉴定[J]，建筑科技与管理，2009年第11期
2、杨凌川，杨文柱。高层建筑钢结构安装焊接施工质量控制，重庆建筑大学学报[J]，增刊2000，22:208-211