钢结构焊缝质量控制要点

钢结构焊缝质量控制要点

周金

（中铁建工集团结构有限公司，江苏南京210000）

摘要：在钢结构制作中，焊缝的质量是一个重要的指标，因此控制钢结构的质量相当有必要，本文针对钢结构焊缝质量的控制作出了分析，并陈述了一些控制要点。

关键词：钢结构；焊缝质量；控制

前言

在现实生活中，钢结构的利用越来越广泛，钢结构焊缝质量尤为重要。在具体检测工作中，能够发现很多钢结构焊缝质量问题，所以我们应该通过分析总结，找出解决措施，以提高钢结构的焊缝质量。

1钢结构焊接制作要点

1.1前期准备

建设单位首先必须组织设计单位进行图纸的会审交底，然后对施工单位的专项方案实施审批，认真贯彻执行专项工程书面交底，样板验收、隐蔽工程验收。焊工应持证上岗，证件认可的范围也是不可或缺的管理资料。

1.2焊条使用

对接焊缝空间尺寸在2.5mm以内，使用直径3.2mm焊条；空间尺寸在3.0～4.0mm之间，使用直径3.2～4.0mm的焊条；空间尺寸在4.0～5.0mm之间,使用直径4.0～5.0mm的焊条。焊条不应有药皮脱落、焊心生锈的情况。使用低氢焊条或碱性焊条时，应注意和原材料相匹配，焊件厚度与焊条直径焊接电流相符。

1.3焊缝成型要求

焊缝应均匀、整齐、高低齐平且与母材圆滑过渡。焊缝宽度要求每道焊缝的深宽比是1：1，焊缝高度一般是宽度的2倍，焊缝每边覆盖宽度为2～4mm，90度角焊接的焊缝应成45°。焊缝表面不得有裂纹、根部收缩、咬边、未焊满、表面气孔、接头不良、弧坑、焊瘤、夹渣、烧穿和电弧擦伤等对动载有影响的质量缺陷。

1.4焊缝焊脚尺寸允许偏差

未焊满偏差深度不大于1mm以上的每10cm长度内不大于2.5cm。通常全焊透的角接与对接组合焊缝不大于10mm。

2制作时焊接质量问题

2.1冷热缝问题

裂缝是严重的质量事故。热裂缝是在焊接时产生不规则的锯齿裂缝，焊接前先预热，提高电弧电压，不能一次单面焊满，防止热变形裂缝的发生。在焊接冷却后，几小时、几天发生的冷变形裂缝叫冷缝。冷缝的预防是焊后缓冷、控制电流、增加焊缝厚度。

2.2未焊透问题

未焊透为恶性质量通病，焊缝未熔合，会形成脱离的现象。双面焊时，另外一面没有清根。

2.3咬边问题

边缘出现0.5mm以内深度的凹陷部位。操作时避免电流过大，电弧拉得太长，控制好焊条角度，应为45°，焊件等厚。

2.4错台问题

两边平整高低相差超过2mm，不够长时接长的接头可使用夹具开始先点焊，检查合格后再正式焊接。

2.5气孔问题

1～2级接头不允许有气孔，3级接头1mm的气孔在10cm长度内不得超过5个。由熔池中的气体未全部排除，厚度不均匀或偏心，焊条头剩余太短等原因造成。

2.6夹渣问题

焊渣需要及时清理干净，注意熔渣的流动方向，分清焊水与焊渣的界限。采用碱性焊条时，必须使熔渣留在熔池的外面。多层焊时，焊渣必须及时清理干净。

2.7飞溅问题

造成飞溅的原因有环境潮湿、焊条潮湿、焊条过细、电流大和电弧长等。

2.8弧坑问题

收弧或起弧太快，时间短；焊弧长度过长；在收弧时，应降低电弧变换焊条角度，即焊条与焊件垂直，电弧稍向下吹，且弧坑严禁甩在焊道边缘。

3钢结构焊缝质量控制要点

3.1变形处理

钢结构柱上梁连接件焊完后，有的弯曲变形，可采取气焊在连接件的边缘呈外三角形烤红加热方法，后冷却。按4个边加热的先后顺序，冷却到往上面点水时，在加热的地方，水变成许多较大的气泡时，慢慢地滴水，在冷却的过程中，使弯曲部位慢慢地伸直。

3.2翼缘、腹板的连接焊缝

这是一种最广泛的连接方式，这种对接形式十分明显，根据GB50017条文说明这种焊缝在受力构件出现通常都是等强的二级焊缝。倘若设计师把所有焊缝设计为三级焊缝，那么我们一定要与其沟通，清楚受力情况，大概有两种原因：（1）钢构件是构造构件，能够部分熔透。（2）尽管要求全焊透，可是钢截面富余非常大，根据角焊缝强度计算合格，并且构件是次级构件。需要注意，通常非全熔透焊缝在工地施工中是不能得到保障的，有很大的随意性存在，有必要根据规范标出。

翼缘和腹板的连接焊缝设计中要求该焊缝为二级和三级的都有，二级则需要采用对接和角接组合焊缝，要按20%抽样。三级焊缝为双面角焊缝为主，不做内部探伤要求。组合工字梁采用对接焊缝不需要验算强度，而采用双面角焊缝情况，其强度可以按相关公式进行计算。

吊车梁上翼缘焊缝同时承受剪力、吊车轮集中作用力、制动轮传递作用力等综合作用力，受力繁杂，直接承受动力荷载，宜提高结构焊缝要求，尤其GB50017提出重级工作制与起重量≥50t的中级吊车梁焊缝一定要使用对接和角接组合焊缝，其质量等级至少二级以上。而针对轻型吊车梁能够合适的调整，角焊缝可靠性还待试验验证，并且没有严格控制质量，针对受力十分复杂的焊缝，除非有准确的数据计算，不然适合用焊透焊缝保守设计。吊车下翼缘板焊缝和屋架结构的受力相似，只承受剪应力，能够选用半焊透焊缝，按角焊缝或双面角焊缝计算。

3.3翼缘、腹板和端板的连接焊缝

根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102：2002），翼缘和端板的连接焊缝一定要使用全熔透对接焊缝。按照PKPM设计的端头节点为翼缘开坡口全焊透，腹板双面角焊缝。但是根据对使用非全熔透焊缝的梁柱直接焊接节点和端板节点的研究，指出轻型门式刚架构件使用端板式连接时梁翼缘与端板能够使用非全熔透焊缝形式，包括角焊缝和部分焊透的对接和角接组合焊缝，且根据角焊缝要求实施质量检验。相对来说，角焊缝焊接工作量小，对薄端板难以发生很大的焊接变形，能够利用焊脚来调整强度，对施工企业而言有很大的便利。

3.4薄板焊接

在GB50205中明确能够利用射线做内部缺陷检测，可是其成本非常高，显然和经济要求不符。对于8mm以下焊缝，相关单位能够利用磁粉探伤方法来检查。磁粉检测的特性是针对铁磁性材料的，能够检出表面和近表面的缺陷，还可以发现极细小的裂纹和其他缺陷。这和我们在建筑中用钢材的性质符合，并且薄板焊缝中最危险的缺陷就是表面裂纹，使用磁粉方法更有有针对性，判断也比超声更直观简单，灵敏度高。另外，磁粉在一定意义上不能作为内部缺陷检验方法，可是按照GB502055.2.8条，各级焊缝都具备外观要求，就算是三级焊缝也必须根据二级标准检验，此种外观检测的最好方法就是磁粉检测。利用10%抽样，能够明确表面和近表面裂纹状况。这也让使8mm以下焊缝的检验有所根据。薄板最大厚度8mm，8/2=4mm，强直流磁场理论可以检出3～5mm近表面缺陷，所以利用钢板双面检测就可以清楚薄板表面和近表面状况。如果针对4mm钢板，双面检测可以把内部缺陷显露出来。由此磁粉探伤在控制薄板和三级焊缝质量方面意义重大。

3.5坡口的加工和组对

坡口的加工和组对，是决定焊缝质量的重要环节。通常来说，一、二类焊缝，要求机加工坡口对装间隙比较严格。因为坡口角度、钝边尺寸、间隙等参数控制不当，焊缝质量就难以保障。坡口及附近的清洁度也不容忽视。比如管桁架结构中的角焊缝组装，如果焊脚长K=6mm，而间隙增大到3mm，则实际有效尺寸就只有3mm了。另外，需要严格控制受压容器及管道的焊口组对质量，每一个焊口都要有监察部门的检查认可，对焊口组对质量检查合格后，发给焊工准焊单，焊工才能够施焊。角焊缝焊口间隙为0～1.6mm，大于1.6mm要相应加大焊脚尺寸。

组对的点焊，除了要求合格焊工施焊，采用与正式焊缝相同的焊条和使用要求外，预热和焊透问题也应该与正式焊缝要求相同。总之，组对质量一定要有检查、有确认、有记录、有签字、有编号、有档案。特别是对于一些不作探伤的一、二类焊缝，更应重视这一步的控制。

3.6加强焊接工程管理

创建焊工的业绩档案，对一段时间内焊工的工作定额、一次交检合格率、返工率实施统计，用来作为焊工评奖、选优、升级的根据。如此一来，焊缝质量普遍会提高。制订优质部件评定标准及奖惩办法，其中焊缝质量列为评优必备条件。焊缝质量不达标，就没有资格参加评优。用这种方法使焊接生产处于良好的管理状态，焊缝质量得到了控制。

4结语

以上只是焊缝质量控制当中一些常见的方法，我们在钢结构具体检测过程中，可能还会遇到更多焊缝质量问题。所以，我们必须掌握更多钢结构的知识，如此才可以更好地把握好建筑钢结构焊缝质量控制的尺度，以更好的确保钢结构的焊缝质量。