钢结构焊接施工应注意的问题

钢结构逐渐摆脱了其造价昂贵的缺点，在工程中的应用越来越广泛。焊接钢结构以其构造简单、加工方便、易于自动化施工，不削弱杆件截面，可节约钢材等优点，得到了广泛的应用。在焊接钢结构应用中也出现了一些问题在焊接钢结构的施工中应当引起注意。

一、焊接对钢材性能的要求

某工程钢结构φ1020×12钢管，焊接后沿径向产生开裂，裂纹长约1000mm，最宽处约20mm。

由于碳是影响钢材可焊性的重要元素，焊接钢结构用钢材应保证碳(C)的极限含量，宜采用牌号Q235中B、C、D等级的碳素结构钢和牌号Q345中B、C、D等级的低合金结构钢。对构件节点约束较强，以及板厚等于或大于50mm，并承受沿板厚方向拉力作用的焊接钢结构，应对板厚方向的断面收缩率加以控制。上述质量问题后经查明，该钢管的牌号为Q235A级，含碳量0.22%，焊接性能不良，焊接后的残余应力造成开裂。

二、焊接材料与母材的匹配

虽然焊接材料的选择是设计人员的责任。但是由于种种原因，部分设计人员并没有重视此类问题，导致现场焊接出现问题。焊接材料与母材匹配的原则是“不同强度等级母材选型;铸钢件与钢材焊接时，焊接材料按钢材选型。原因是焊接材料的强度普遍要求高于母材，材料连接处的焊接材料的强度不应与母材强度相差过大。

三、焊接对作业环境的要求

钢材焊接对环境的要求非常严格，如果在不良环境中施焊，就会产生焊接质量问题。因此对钢结构有三不焊的要求，即四级以上大风天不焊，雨天不焊，低温不焊。这类天气，焊接后焊缝材料降温迅速，易造成焊接处产生较大残余应力或变形，甚至产生裂纹。

四、对焊接连接制作组装的要求

为了保证焊接质量，对焊接连接的制作组装要求，必须符合《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205—2001附录C·0·2条的规定。达不到规定要求时，应更换或修理。

五、要重视焊接工艺评定

由于钢结构工程中的焊接节点和焊接接头，不可能进行现场实物取样检验，而探伤只能确定焊缝的几何缺陷，无法确定接头的理化性能。为保证工程焊接质量，必须在构件制作和结构安装前，由施工单位对其首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、焊后热处理等进行焊接工艺评定，并根据焊接工艺评定的结果制定相应的施工焊接工艺规范。

六、要重视焊前及焊接过程的控制和焊后处理

焊接过程是一个不均匀的加热和冷却过程。在施焊时，焊件上产生不均匀的温度场，焊缝及附近温度高，达1600℃以上，其邻近的区域则温度急剧下降。不均匀的温度场产生不均匀的膨胀。高温处的钢材膨胀最大，由于受到两侧温度较低，膨胀较小的钢材的限制，产生热状态塑性压缩。在焊缝冷却之后，会产生残余应力或变形。另外，实际焊接接头中，有的焊件不能自由伸缩。施焊时膨胀受到阻碍，焊缝冷却后便产生了约束应力。

焊接残余应力和变形的存在，会降低结构钢度，对压杆稳定产生不利影响，在低温下使裂缝发展，加速构件的脆性破坏，并对疲劳强度不利。

为了减少产生焊接残余应力和变形，在施焊前可以采用预设反变形，预热等措施进行预防;在焊接过程中采用合理的施焊次序，如钢板对接时采用分段退焊，厚焊缝采用分层焊，工字形截面按对角跳焊等;焊后可采用消氢处理或焊后热处理等方式消除应力、矫正变形。