钢结构是用型钢、钢板等钢材制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成的结构,是主要的建筑结构类型之一。钢结构的构件或部件通常采用焊缝、螺栓或铆钉等连接方式。由于钢结构自重轻、施工简单,广泛应用于大型工厂、场馆、超高层建筑等领域。
钢结构焊接
随着国内炼钢技术的发展和进步,钢结构越来越广泛的应用在更多的大型工程中。对于钢结构建筑来说,焊接是必不可少的也是最重要的步骤之一。钢结构焊接的质量直接决定了整个钢结构建筑的结构安全性。如果焊接质量不达标,很容易导致整个钢结构建筑的倒塌。俗话说好厨无米之炊。如果焊接所用的材料不达标,焊接质量就无法保证。使用前应检查钢结构焊接工程所用钢材及焊接材料的产品质量合格证或检验报告,是否符合设计文件的要求。
焊接前应做好可能影响焊缝质量的焊接辅助材料、工具、场地等环节,避免焊缝连接处经常出现质量缺陷。有些钢结构工程需要承受动载荷,因此对焊接有更严格的要求。如果是承受动载荷、需要进行疲劳验证的接头,严禁采用塞焊、槽焊、电渣焊和气电立焊。另外,当拉应力垂直于焊缝轴线时,严禁采用部分熔透的对接焊缝和背面未清根的无打底焊缝。
如果焊接方法不恰当,或焊接材料不符合相应标准,焊接质量就无法保证。特别是很多人为了让焊接更加牢固,故意增加焊缝余高。焊缝金属在母材表面超出焊趾线的最大高度称为余高。因为它在静载荷作用下,有一定的强化作用,所以也叫余高。但这并不是说焊缝余高越高越好。在动载荷或交变载荷作用下钢结构h型钢对接焊缝规范标准,它不但起不到强化作用,反而容易因焊趾处应力集中而引起脆性断裂。
几种常见问题及预防
焊接裂纹是严重的质量事故,一般分为冷裂纹和热裂纹。热裂纹是焊接过程中产生的不规则的锯齿状裂纹。热裂纹产生的原因主要是母材抗裂性能差、焊接材料质量差、焊接工艺参数选择不当、焊接内应力过大等。焊接冷却后数小时或数天产生的冷变形裂纹称为冷裂纹。其产生的原因主要是焊接结构设计不合理、焊缝布置不当、焊接工艺措施不合理。虽然不能完全避免,但采取适当的措施加以预防,可以有效地减少裂纹的产生。
焊前预热、提高电弧电压、不单面焊等措施可以防止热变形裂纹的产生钢结构h型钢对接焊缝规范标准,而焊后缓冷、控制电流、增加焊缝厚度等措施可以有效防止冷裂纹的产生。焊接过程中有时会出现气孔,气孔产生的主要原因有焊条药皮损伤严重、焊条及焊剂未烘烤、母材上有油污或铁锈、氧化物、焊接电流太小、电弧长度太长、焊接速度太快等。有些人可能会说自己技术娴熟,能很好地控制这些影响因素,因此提高焊接速度不会对焊接质量产生太大的影响,其实并不尽然。
焊接速度提高时,焊缝中单位时间的热输入量减少,焊缝厚度和焊缝宽度大大减小,若达不到质量要求,则需要返工。因此,不能盲目追求焊接速度。在焊缝厚度要求一定的情况下,为提高焊接速度,必须进一步提高焊接电流和电弧电压。因此,应综合考虑这三个工艺参数。
为保证钢结构焊接质量,除符合免于考核条件的外,施工单位首次使用的钢材、焊接材料、焊接方法、接头形式、焊接位置、焊后热处理制度、焊接工艺参数、预热及后热措施等各项参数组合,在钢结构构件制作、安装前均应进行焊接工艺考核。进行焊接工艺考核时,施工单位应根据实际情况制定焊接工艺考核计划,编写相应的焊接工艺考核指导书,按相关规范焊接试件,切取样品,并交由具有相应资质的检验单位进行检验试验,判定焊接接头是否符合性能要求并出具检验报告。
当焊接工艺评定结果不合格时,可在原焊件上对不合格项目重新取样检验,复检仍不能达到合格标准时,应分析原因,制定新的焊接工艺评定方案,按原步骤重新进行评定。当焊缝金属及母材缺陷超过相应的质量验收标准时,可用打磨、碳弧气刨、铲除或机械加工等方法彻底清除。对于焊接变形过大的构件,应采用机械方法或局部加热方法进行纠正。焊接工艺评定后应形成文件,报送有关单位审核归档。焊接工艺评定文件包括焊接工艺评定报告、焊接工艺评定指导书、焊接工艺评定记录单、焊接工艺评定检验结果单和检验报告。
此外,焊接检验也是不可缺少的一步,包括制造安装过程中施工单位的自检和业主或其代表委托具有相应检验资质的独立第三方检验机构的检验。自检可以由单位自有具有相应检验资质的检验人员完成,也可以委托具有相应检验资质的检验机构。只有严格控制好每一个环节,才能真正保证钢结构工程质量,减少因质量问题而引发事故的发生。