钢结构焊接质量标准不达标对施工质量的影响

　　随着建筑钢结构行业的不断发展，各种大型体育场馆、机场、车站、超高层建筑等采用钢结构也越来越多。连接在钢结构中占有重要的地位，钢构件的加工制作、拼装形成结构，都必须通过连接来实现。连接的构造和受力都比较复杂，往往成为结构的薄弱环节，而连接的质量则直接影响到结构的安全和使用寿命。钢结构的连接力一式分为焊接连接、铆钉连接和螺栓连接3种，连接形式中以焊接为主。因此，焊接质量的好坏直接影响到钢结构工程的施工质量。

一、钢结构焊接缺陷

　　（一）钢结构焊缝成型较差

　　焊缝成型较差主要是指焊缝的均匀性与齐整性较差，焊缝波纹较为粗劣，焊缝与焊接母材之间没有形成圆滑的过渡，而且焊缝高低不平。出现焊缝成型较差的主要原因有以下几方面：焊接电流参数调整不当，导致电流过大或过小；钢结构的装配间隙不均匀或是焊件坡口角度设置不当；在钢结构焊接过程中运条速度不当，导致焊条出现过大的摆动幅度；焊接施焊的角度不当等原因都会造成焊缝成型较差的问题出现。

　　（二）焊接咬边问题

　　钢结构焊接的咬边主要是指在焊接过程中，由于焊接操作不规范，造成焊接过程中将焊缝两侧母材部分熔化的现象。造成钢结构焊接出现咬边的主要原因有下几方面：焊接电流过大、焊接电弧过长、焊接过程中运条角度不合理、停留时间过长以及焊接轨道不平整等都会造成咬边问题的发生。焊接过程中出现咬边不仅会造成咬边位置的应力集中，同时也会造成钢结构荷载承受能力以及疲劳强度的降低。

　　（三）焊接表面气孔

　　焊接表面气孔主要是指由于焊接过程中熔池中的气体没有全部溢出，但是由于熔池已经凝固，在焊缝表面形成的孔洞。造成焊接表面出现气孔的原因主要有以下几点：焊接过程中没有采取防风措施，导致熔池混入气体；焊接过程中对于焊接材料的烘焙不当或是焊丝清理不干净；熔池温度不足导致凝固时间较短；采用氩弧焊时保护气体流量控制不当，造成保护效果差。

　　（四）焊接夹渣

　　夹渣主要是指在焊接工程施工过程中药皮或是其他杂质进入熔池，熔池凝固之后造成焊缝中夹杂杂物的现象。造成焊接夹渣问题主要是有以下几方面原因：焊件清理不干净或是焊层间药皮清理不干净导致施工过程中杂物进入熔池之中；焊接的角度、焊层厚度、焊接线能量以及焊接速度等控制不当，导致熔池中熔化的杂质未能及时浮出熔池凝固，造成夹渣问题的出现。

　　（五）焊接变形

　　焊接变形主要是指钢结构在焊接过程中出现了翘起、弯曲变形、波浪变形或是角变形等问题，造成钢结构焊接过程出现变形的原因主要是由于钢结构的装配顺序不合理、焊接顺序不当、对口用力过大、焊缝收缩自由度较小等一系列的原因。

　　（六）焊接开裂

　　焊接开裂主要是指钢结构在焊接完成之后在焊缝位置出现了开裂，造成焊缝开裂的原因主要是由于焊口冷却过程中热应力超过了材料强度造成的，开裂也是焊接工程施工中Z为严重的质量缺陷问题。造成焊接开裂的原因主要有以下几方面：焊条材料质量不合格，含硫或是含磷超标；焊缝根部塑性不足，焊钢的淬硬性强；熔池中存在低熔点的杂质，造成焊缝凝固后的塑性以及强度降低。

　　（七）焊口根部焊瘤、凸出以及凹陷

　　焊接工程出现这些缺陷问题的原因主要是由于焊接对口的间隙过大，同时焊接位置的钝边较宽较薄，对于熔池的控制力度不足或是电弧推力不足也会造成焊口根部出现焊瘤、凸出以及凹陷等缺陷问题。

二、钢结构焊接缺陷对施工质量的影响

　　（一）焊接缺陷产生应力集中

　　结构或材料因为承载横截面面积突然发生变化，导致横截面所受应力集中到局部区域，导致局部应力增大的现象就叫做应力集中。对于焊接结构来说，其在焊接过程中所产生的缺陷的形状不同，那么所引起的结构横截面的变化程度自然也不相同，这样一来，因不同截面变化而导致的应力集中程度也会不同。以椭圆状的空洞焊接缺陷为例，如果椭圆状的空洞缺陷逐渐变成裂纹状的缺陷之后，该部分结构所受到的应力集中程度会变得更大，应力集中现象也会变得更加严重。需要注意的是，焊接过程中可能出现的缺陷种类很多，常见的如气孔缺陷、裂纹缺陷、夹渣等等。如果这些缺陷在焊接结构中同时发生，并且缺陷与缺陷之间的距离相对较小时，缺陷是区域内结构所受到的应力集中程度Z大。除此之外，在焊接接头，或者在焊缝位置也会产生应力集中。这些问题都会对结构强度产生一定的影响。

　　（二）焊接缺陷对焊接结构强度的影响

　　焊接缺陷会导致应力集中，从而影响焊接结构的强度，降低结构的稳定性。现从结构脆性以及静载非脆性两个方面来论述焊接缺陷对结构强度的影响。详细如下：

　　（1）焊接缺陷对结构静载非脆性破坏的影响

　　焊接工艺中，焊接结构缺陷对结构静载非脆性破坏有一定的影响。一般来说，由于焊接材料多为金属材料，其破坏形式大多为塑性断裂，这时缺陷所引起的强度降低，大致与它所造成承载截面积的减少成比例、在一般标准中允许焊缝中有个别的、不成串的或非密集型的气孔，假如气孔截面总量只占工作截面的5%时，汽孔对屈服极限和抗拉强度极限的影响不大，当出现成串气孔总截面超过焊缝截面2%时，接头的强度极限急速降低。出现这种情况的主要原因是由于焊接时保护气氛的中断，使出现成串气孔的同时焊缝金属本身的机械性能下降。因此限制气孔量还能起到防止焊缝金属性能恶化的作用。焊缝表面或邻近表面的气孔要比深埋气孔更为危险，成串或密集气孔要比单个气孔危险得多。

　　夹渣或夹杂物，按照其截面积的大小成比例地将材料的抗拉强度降低，然而对屈服强度的影响总体来说比较小。这种缺陷的形状以及尺寸对于强度的影响比较大，单个的间断小球状夹杂物或夹渣并不比同样尺寸和形状的气孔危害大。直线排列的以及细小的并且排列方向和受力方向垂直的连续夹渣是比较危险的。

　　（2）焊接缺陷对结构脆性破坏的影响

　　在焊接中焊接结构通常会在结构不连续处或有缺陷处引发脆性断裂。通常，结构中缺陷造成的应力集中越是严重，造成脆性断裂的危险就越大。因为裂纹的尖锐度比未熔合、未焊透、咬边以及气孔等缺陷要尖锐得多，因此裂纹危害Z大。气孔以及夹渣等体积类的缺陷存在量小于5%时，材料的塑性-脆性转变温度如果大于结构的工作温度，那么就对结构来说是安全的。在临界温度条件下，带裂纹的构件要比含夹渣构件高得多。除了采用温度的转变来分析缺陷对脆性断裂的影响之外，很多比较重要的焊接结构都需要利用断裂力学来对其进行评价。

　　很多焊接结构的脆性断裂都是由于一些微小的裂纹引起的，通常，因为小裂纹没有达到临界尺寸，结构不会立即出现断裂。一些小的焊接缺陷以及不连续在其使用期间也有可能是稳定增长，Z终达到临界值，以致于出现脆性断裂。因此，在对结构使用中一定要进行定期检查，对接近临界条件的缺陷如果发现和检测到，一定要采取相关的措施来避免焊接结构脆性断裂，在焊接结构承受冲击或局部发生高应变以及恶劣环境因素，都非常容易造成焊接缺陷引发脆性断裂。

三、钢结构焊接技术的质量控制要点

　　（一）严格控制建筑材料的购进途径，把好采购关

　　钢结构的建筑焊接材料比较特殊，不同于传统的建筑材料；钢结构建筑上的特殊性，对建筑焊接材料质量提出了更高的要求。因此，控制钢结构焊接材料的质量，首先要严把材料进口关。从正规渠道购进焊接材料。有些焊接材料销售点不符合国家标准，销售不合格的钢材，建筑单位应当坚决不予采购。施工方可以利用招标的方式进行选择材料供应商，从那里购进钢材等建筑焊接材料，这样就可以拥有正规的“进货渠道”，为生产“合格产品”打下良好基础。

　　（二）拟定详细的质量控制计划

　　钢结构焊接技术的施工步骤繁多，非常复杂，且一旦粗心大意，就会造成不可挽回的损失，所以在工程开工之前，更有制定计划的必要性。一般来说，一份好的质量控制计划应当包括以下要点。

　　（1）认真审查图纸。在开始施工之前，务必首先审查图纸，未经认真审查的图纸不得作为施工的依据。要ZD审查图纸中有无错误、疏漏，有无关于钢结构焊接施工基本知识方面的错误。施工方要指派专人负责图纸的审查，做到把责任落实到人，防止图纸的审查变成走过场、走形式。

　　（2）制定详细的焊接施工流程指导意见。从施工时间限制、安装程序、质量标准、质量监督等各方面进行详细规划，尤其要注意焊接施工过程中容易出现的细节性错误，事先提醒施工人员注意这些易被忽略的细节。

四、结语

　　焊接作为钢结构连接的主要形式，也是钢结构工程建设施工中Z为重要的施工环节，提高钢结构的施工质量水平，必须做好焊接施工环节的质量控制。由于钢结构的焊接受材料、钢结构造型以及施工现场环境等多方面因素的影响，因此在焊接施工过程中，应该对钢结构焊接作业进行全面的分析，并强化焊接过程中的检查管理，以提高焊接质量，控制焊接变形，避免钢结构焊接缺陷问题的发生，提高钢结构焊接的整体施工质量。