巧夺天工靠好“焊”

  如果说钢结构建筑是一件“时装”，那么焊缝就是将“时装”连起来的“线”。“线”是否牢固、匀称，决定了这件“时装”的质量、寿命、美观，因此，业内人士认为，焊接质量是决定钢结构建筑质量、寿命最重要的因素之一。

  为全面提升钢结构工程的质量，中国建筑金属结构协会建筑钢结构分会日前在京举办了2019年钢结构工程质量创优研讨会暨经验交流会。演讲嘉宾的精彩发言获得350余位与会者的好评，现将部分嘉宾的演讲进行摘录，以飨读者。 ——编 者

  中国钢结构金奖的评定活动使工匠精神得到了更好体现，在全行业树起了一个品牌，建立并形成了促进提高工程质量的激励机制。

  就钢结构焊接来说，中国钢结构金奖在评审中需要考核的内容有五点：一是焊接材料与母材是否匹配，使用前是否按规定进行存放和烘焙；二是焊接人员是否持证上岗，是否在许可范围内从事焊接作业，并进行了针对本工程建设项目焊接特点的焊工进场考试；三是焊接工艺评定文件及焊接工艺指导书是不是满足规范规定和标准要求；四是焊接无损检验的评价是否优于现行规范要求；五是焊缝表面的质量检查评价是否优于现行规范规定。

  此外，还需要对以下五个内容做检查：一是焊材存放是不是满足要求？二是焊接作业人员的资格是否符合标准要求；三是焊接工艺等技术文件是不是满足规定；四是焊接检测报告是不是满足规定；五是焊缝表观质量是否达到优良标准。

  在现场检查的过程中，我们得知钢结构焊接存在以下五个主体问题：一是焊接作业人员没有相应的作业资格证书，二是免于焊接工艺评定不符合规范规定，三是以焊接工艺评定直接替代焊接工艺文件，四是焊接工艺评定合格的试件厚度与工程用钢材厚度范围不匹配，五是焊缝表观质量差。

  为规避相应问题，我认为，焊工必须持证上岗，在认可的范围内进行焊接作业，禁止无证上岗。

  第一，热裂纹。热裂纹一般在焊缝的冷却过程中产生。其产生的根本原因是钢材或焊材中的硫、磷杂质与钢材形成多种脆、硬的低熔点共晶物，在焊缝的冷却过程中凝固的低熔点共晶物处于受拉状态，极易开裂

  第二，冷裂纹。冷裂纹也叫延迟裂纹，焊后几分钟或者几天后出现。其产生的根本原因与钢材的选择、结构的设计、焊材的储存与应用及焊接工艺有密切关系。

  第三，层状撕裂。当焊接温度冷却至400℃以下时，在一些板材厚度比较大、杂质含量较高，特别是硫含量较高，且具有较强沿板材轧制平行方向偏析的低合金高强钢，当其在焊接过程中受到垂直于厚度方向的作用力时，会产生沿轧制方向呈阶梯状的裂纹。

  第四，未溶合及未焊透。未溶合及未焊透两者产生的原因基本相同，主要是工艺参数、措施及坡口尺寸不当，坡口及焊道表面不够清洁或有氧化皮及焊渣等杂物，焊工技术较差等。

  第五，气孔。气孔按其产生形式可分为两类，即析出型气孔和反应型气孔。析出型气孔主要为氢气孔和氮气孔，反应型气孔在钢材即非有色金属的焊接中则以一氧化碳气孔为主。焊缝中气孔产生的根本原因与焊材的选择、保存与使用、焊接工艺参数的选择、坡口母材的清洁程度及熔池的保护程度等有关系。

  第六，夹渣。夹渣是非金属夹杂物的种类、形态和分布，其产生的问题大多与焊接方法、焊条和焊剂及焊缝金属的化学成分有关。

  中国工程建设焊接协会常务副会长、第44届、第45届世界技能大赛焊接项目中国技术指导专家组组长 刘景凤

  焊接是钢结构制造最重要的、最关键的加工工序之一，其质量直接影响到结构的安全和使用功能。目前，“高、大、特、新、难”的钢结构建筑层出不穷，使得焊接施工难度大幅度提高，但无论如何，作业环境一定要满足焊接施工要求，工期必须要服从于质量。

  钢结构焊接的特点是母材相对简单，以低合金结构钢为主，但结构型式和施工环境复杂多样。随技术的发展，城市天际线不断被刷新、工程极限一次次被突破，譬如，顶级规模、标准最高、技术最复杂且集桥、岛、隧道于一体的港珠澳大桥，由中国企业参建的、1007米的沙特阿拉伯王国塔……这些工程，对焊接技术水平、对焊接工程质量都提出了新的挑战。

  焊接施工不能战风斗雨，要有一个合理的工作环境。保证钢结构焊接质量重要的因素有以下五点：一是合理的设计，才可能正真的保证结构安全；二是合格的母材和焊接材料；三是合格的焊接工艺，并在焊接过程中得到严格执行；四是合格的焊接操作人员；五是符合焊接施焊要求的作业环境。

  同时，必须在焊前、焊中、焊后三个阶段实行全过程、全要素、可追溯的控制与管理。

  过程控制包括八大项：一是焊接材料匹配、使用与保管；二是焊接作业环境；三是焊接坡口装配精度；四是定位焊与临时焊缝；五是引弧板、引出板与钢衬垫；六是预热温度和道间温度；七是返修焊接；八是焊件矫正。

  在过程控制中，严格遵守焊接工艺、规程是保证钢结构焊接质量的前提。必须要格外注意的是，我国钢结构焊接施工全套工艺流程中容易被忽视、对工程质量有重要影响的因素主要有以下四点：一是焊接材料的保管；二是焊接作业环境条件；三是坡口加工和组对质量；四是焊接参数及预热、层间温度的控制等。以焊条为例，对其烘干很重要，要完全按照焊条厂家的要求操作。此外，烘干后要放在保温箱里，在大气环境下超过24小时，再使用时还应该烘干。

  焊接检验包括自检、监检。通过焊前检验、外观检测、不伤害原有设备的检测、抽样检测等方式检验焊缝合不合格，所有检出的不合格焊接部位应按规定予以返修直至检查合格。

  焊接的目的不单单是为了“好焊”，而是为了“焊好”，因此，要重视以下五点：

  第四，施工前项目策划要周密，在适宜的环境下按照实施工程的方案进行实施工程、测量、检验等并进行相对有效的控制。

  第五，通过持续PDCA循环【即计划（plan）、执行（do）、检查（check）、处理（action）】的质量管理过程，就能够达到工程质量目标的实现。

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