简析幕墙钢构件焊接质量控制要点
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摘 要：随着钢构件在建筑幕墙中的广泛应用，其焊接质量直接关系到整个建筑外围护结构的质量。而焊接工序又是影响钢构件成品加工精度及强度的重要环节，为使施工操作人员更加熟悉和掌握钢构件的焊接工序和质量控制要点，本文从焊接方法、焊工资质、工艺评定、材料质量及焊接质量检验等方面做了简要分析与研究。
关键词：幕墙;钢构件;焊接;质量控制
1 前言
幕墙工程中常见的钢构件主要包括钢转接件、次级钢结构、钢龙骨等等，其主要作用是将幕墙的重力荷载传递到主体钢结构或土建结构上。焊接工序是钢构件加工制作中特殊而重要的工序。在焊接过程中不免会出现局部的焊接缺陷及残余应力，如不加以控制，就会在外部荷载和内部应力的共同作用下产生疲劳破坏，进而影响到整体的结构安全，甚至发生安全质量事故。因此，必须从原材料选用、焊前准备、焊接工艺评定及焊后质量检测等产品质量全过程进行控制以保证焊接质量。
2 焊接质量控制的基本方法
钢构件的生产质量控制，主要从人、机、料、法、环五个方面加以要求，具体体现为：焊工的资质及管理，焊接设备的合理选用，焊接材料的质量与控制，焊接工艺及作业指导书，操作、检验规范和作业环境。
2.1 焊工资质及管理
焊工作为特种作业的一类工种，必须通过有关部门统一组织的考试、考核，并取得相应等级的资格证书方可持证上岗。企业应编制焊工花名册，严格管理。停焊超过6个月的焊工须重新考核上岗。定期对每名焊工所焊焊缝的质量检测记录进行统计考核。
2.2 焊接工艺评定
焊接工艺评定是保证焊接质量的重要举措。其作用在于检验按照已定焊接工艺指导书焊接的焊缝质量是否符合设计要求，为正式制定焊接工艺指导书，尤其是首次采用的钢材和焊接材料的焊接提供可靠依据。
2.3 焊接工艺作业指导书
经过评定及论证的焊接工艺作业指导书是指导焊工按照既定方法施焊的操作规程，是避免焊接质量因个人技能差异带来的质量不稳定、不统一，防止质量失控。一经确认，不得任意更改或不按章作业。
2.4 材料自身的质量及控制
焊接所用的焊条、焊丝、焊剂等焊接材料，容易受潮、变质，直接影响焊接质量。因此，在运输及储存过程中须注意防潮，使用前按照规定的时间、温度进行烘焙。相关人员及时准确填写烘焙记录，详细记录牌号、规格、批号、烘焙温度和时间，并由专职质检员进行核查签字确认。母材的选择除满足结构的强度、塑性、任性和疲劳性能要求外，还必须具有良好的可焊性，通常采用焊接工艺评定进行检验。
2.5 各单件之间的装配质量
焊接质量的好坏与装配质量有着直接关系，具体满足以下条件：①满足标准规定的连接组装偏差;②焊接边缘50mm范围内除油、除锈、去毛刺及污垢，防止焊接气孔缺陷;③装配间隙不能过大，定位焊缝留有足够的厚度和长度，且与正式焊缝具有相同的焊接工艺和焊接质量要求，当存在裂纹、气孔、夹渣等缺陷是，应完全清除;④引弧板与母材材质相同，焊缝坡口形式相同，长度符合标准规定，引弧板拆除时，应采用气割方式，不得用锤击落;⑤衬板焊时，垫板与母材底面贴紧，对接焊缝不应和加筋板的角焊缝交错。圆管或方管在每根构件中允许存在一个接头。
3 常用焊接方法
目前钢构件常用的焊接方法有：电弧焊、埋弧焊、CO2气体保护焊等。在实际应用过程中，应根据实际情况及每种焊接方法的优缺点，选用合适的焊接方式。
3.1 电弧焊
电弧焊是最传统的焊接方法，基本适用于所有钢材。其优点主要有：①设备简单。根据焊条的酸碱性，分别采用交流和直流焊机;②操作简便。该种焊接受空间限制较小，基本可实现全位置的焊接，操作灵活方便。缺点是：①对焊工的技术水平要求较高，焊接质量对操作人员技术水平的依赖性大;②由于没有机械辅助，全部工作由焊工完成，劳动强度大;③焊接过程中频繁换焊条且焊条不能完全使用，造成生产效率低，成本高。该种焊接主要应用于现场安装，高空焊接及局部焊接等无法使用埋弧焊和CO2气体保护焊的情况。
3.2 埋弧焊
埋弧焊是钢件焊接的主要方式，能实现自动连续焊接，生产效率高。其主要优点有：①焊接质量稳定可靠。焊机采用大电流，熔深大，加上焊剂的保护，成型美观，气孔、夹渣等缺陷少;②生产效率高。埋弧焊接为连续流水作业，自动化程度高。缺点是：①焊接位置限制。该方法适用于平焊、船型焊等，直线或圆弧形焊缝，需借助轨道实现。②对设备及工艺要求较高。由于需要专业的焊接设备，且多为自动化控制，焊接中无法观察焊缝融合情况，需在焊接前根据构件的厚度选择合适的工艺参数，并进行焊接工艺评定。该种焊接方法主要用于H型钢腹板和翼缘板的焊接，箱型构件通常焊接等。
3.3 CO2气体保护焊
CO2气体保护焊成本低，效率高，目前已成为钢构件生产中的主要焊接方法。其优点有：①焊接质量好。由于电弧热量集中，加热面积小，在CO2气流冷却作用下，焊接变形小;②生产效率高。由于CO2气体保护焊丝融化快，穿透力强，不产生熔渣，可连续操作;③操作方便，成本低。明弧操作，易于觀察其焊缝质量。缺点是：气体保护焊接受环境影响较大，对风速、相对湿度、环境温度及雨雪天气都有既定的要求。该种方法主要用于节点板焊接，零部件及局部焊缝的修补等。
4 焊接质量检测
焊缝的检测通常包括外观质量检测、内部质量检验和抗拉强度检测。主要的检验方法有：外观检测、无损探伤、实验检测。
外观检测是借助测量工具，用肉眼观察焊件的焊缝外观，发现并测定表面缺陷，检查的内容包括焊缝的焊波是否均匀，是否有裂纹、未熔合、夹渣、焊瘤、咬边、烧穿、弧坑和针状气孔等缺陷，同时对于焊缝位置和外形尺寸加以检验。
无损探伤常用的方法有磁粉、着色、超声波、射线，其中超声波检测目前较为常用。
实验检测属于破坏性检测，主要包括：拉伸试验、弯曲试验、冲击试验、硬度试验、宏观金相等方法。
5 结论
幕墙的安全是建筑安全的重要组成部分，钢结构作为重要的支撑载体，其质量关乎人们的生命财产安全。随着设计技术、加工工艺、检测手段、相关设备的发展，幕墙钢构件的焊接质量越来越可靠，因此，人们对于质量的追求也是永无止境的。
参考文献：
[1] 中国机械工程学会焊接学会.焊接手册[M].北京：机械工业出版社，2001.
[2] GB 50205—2001.钢结构工程施工质量验收规范[S].
[3] 英若采.焊接原理及金属材料焊接[M].北京：机械工业出版社，2000.
[4] 李亚江.实用焊接技术手册[M].河北：河北科学技术出版社，2002.
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