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巧奪天工靠好“焊”
——2019年鋼結構工程質量創優研討會暨經驗交流會嘉賓演講精選
2019-09-02 10:19:31來源:中國建設報    作者:劉天龍

如果說鋼結構建筑是一件“時裝”,那么焊縫就是將“時裝”連起來的“線”。“線”是否牢固、勻稱,決定了這件“時裝”的質量、壽命、美觀,因此,業內人士認為,焊接質量是決定鋼結構建筑質量、壽命最重要的因素之一。

為全面提升鋼結構工程的質量,中國建筑金屬結構協會建筑鋼結構分會日前在京舉辦了2019年鋼結構工程質量創優研討會暨經驗交流會。演講嘉賓的精彩發言獲得350余位與會者的好評,現將部分嘉賓的演講進行摘錄,以饗讀者。 ——編 者


焊工必須持證上崗

中國建筑金屬結構協會副秘書長、建筑鋼結構分會會長 黨保衛

中國鋼結構金獎的評定活動使工匠精神得到了更好體現,在全行業樹起了一個品牌,建立并形成了促進提高工程質量的激勵機制。

就鋼結構焊接來說,中國鋼結構金獎在評審中需要考核的內容有五點:一是焊接材料與母材是否匹配,使用前是否按規定進行存放和烘焙;二是焊接人員是否持證上崗,是否在許可范圍內從事焊接作業,并進行了針對本工程項目焊接特點的焊工進場考試;三是焊接工藝評定文件及焊接工藝指導書是否符合規范規定和標準要求;四是焊接無損檢驗的評價是否優于現行規范要求;五是焊縫表面的質量檢查評價是否優于現行規范規定。

此外,還需要對以下五個內容進行檢查:一是焊材存放是否符合要求?二是焊接作業人員的資格是否符合要求;三是焊接工藝等技術文件是否符合規定;四是焊接檢測報告是否符合規定;五是焊縫表觀質量是否達到優良標準。

在現場檢查的過程中,我們發現鋼結構焊接存在以下五個主要問題:一是焊接作業人員沒有相應的作業資格證書,二是免于焊接工藝評定不符合規范規定,三是以焊接工藝評定直接替代焊接工藝文件,四是焊接工藝評定合格的試件厚度與工程用鋼材厚度范圍不匹配,五是焊縫表觀質量差。

為規避相應問題,我認為,焊工必須持證上崗,在認可的范圍內進行焊接作業,禁止無證上崗。

鋼結構的焊接缺陷主要有以下六種:

第一,熱裂紋。熱裂紋一般在焊縫的冷卻過程中產生。其產生的主要原因是鋼材或焊材中的硫、磷雜質與鋼材形成多種脆、硬的低熔點共晶物,在焊縫的冷卻過程中凝固的低熔點共晶物處于受拉狀態,極易開裂

第二,冷裂紋。冷裂紋也叫延遲裂紋,焊后幾分鐘或者幾天后出現。其產生的主要原因與鋼材的選擇、結構的設計、焊材的儲存與應用及焊接工藝有密切關系。

第三,層狀撕裂。當焊接溫度冷卻至400℃以下時,在一些板材厚度比較大、雜質含量較高,特別是硫含量較高,且具有較強沿板材軋制平行方向偏析的低合金高強鋼,當其在焊接過程中受到垂直于厚度方向的作用力時,會產生沿軋制方向呈階梯狀的裂紋。

第四,未溶合及未焊透。未溶合及未焊透兩者產生的原因基本相同,主要是工藝參數、措施及坡口尺寸不當,坡口及焊道表面不夠清潔或有氧化皮及焊渣等雜物,焊工技術較差等。

第五,氣孔。氣孔按其產生形式可分為兩類,即析出型氣孔和反應型氣孔。析出型氣孔主要為氫氣孔和氮氣孔,反應型氣孔在鋼材即非有色金屬的焊接中則以一氧化碳氣孔為主。焊縫中氣孔產生的主要原因與焊材的選擇、保存與使用、焊接工藝參數的選擇、坡口母材的清潔程度及熔池的保護程度等有關系。

第六,夾渣。夾渣是非金屬夾雜物的種類、形態和分布,其產生的原因主要與焊接方法、焊條和焊劑及焊縫金屬的化學成分有關。


嚴把鋼結構工程焊接質量關


中國工程建設焊接協會常務副會長、第44屆、第45屆世界技能大賽焊接項目中國技術指導專家組組長 劉景鳳

焊接是鋼結構制造最重要的、最關鍵的加工工序之一,其質量直接影響到結構的安全和使用功能。目前,“高、大、特、新、難”的鋼結構建筑層出不窮,使得焊接施工難度大幅度提高,但無論如何,作業環境必須滿足焊接施工要求,工期必須服從于質量。

鋼結構焊接的特點是母材相對簡單,以低合金結構鋼為主,但結構型式和施工環境復雜多樣。隨著技術的發展,城市天際線不斷被刷新、工程極限一次次被突破,譬如,規模最大、標準最高、技術最復雜且集橋、島、隧道于一體的港珠澳大橋,由中國企業參建的、1007米的沙特阿拉伯王國塔……這些工程,對焊接技術水平、對焊接工程質量都提出了新的挑戰。

焊接施工不能戰風斗雨,要有一個合理的工作環境。保證鋼結構焊接質量重要的因素有以下五點:一是合理的設計,才能保證結構安全;二是合格的母材和焊接材料;三是合格的焊接工藝,并在焊接過程中得到嚴格執行;四是合格的焊接操作人員;五是符合焊接施焊要求的作業環境。

同時,必須在焊前、焊中、焊后三個階段實行全過程、全要素、可追溯的控制與管理。

焊前的準備工作有:人員準備、材料確認、工藝確認、工藝文件制定。

過程控制包括八大項:一是焊接材料匹配、使用與保管;二是焊接作業環境;三是焊接坡口裝配精度;四是定位焊與臨時焊縫;五是引弧板、引出板與鋼襯墊;六是預熱溫度和道間溫度;七是返修焊接;八是焊件矯正。

在過程控制中,嚴格遵守焊接工藝、規程是保證鋼結構焊接質量的前提。需要注意的是,我國鋼結構焊接施工過程中容易被忽視、對工程質量有重要影響的因素主要有以下四點:一是焊接材料的保管;二是焊接作業環境條件;三是坡口加工和組對質量;四是焊接參數及預熱、層間溫度的控制等。以焊條為例,對其烘干很重要,要完全按照焊條廠家的要求操作。此外,烘干后要放在保溫箱里,在大氣環境下超過24小時,再使用時還應該烘干。

焊接檢驗包括自檢、監檢。通過焊前檢驗、外觀檢測、無損檢測、抽樣檢測等方式檢驗焊縫是否合格,所有檢出的不合格焊接部位應按規定予以返修直至檢查合格。

焊接的目的不僅僅是為了“好焊”,而是為了“焊好”,因此,要重視以下五點:

第一,建立質量管理體系,責任明確,管理人員及操作人員持證上崗。

第二,施工機械設備及計量器具狀態良好。

第三,對工程使用的原材料及輔材、構配件、半成品、成品質量可控制。

第四,施工前項目策劃要周密,在適宜的環境下按照施工方案進行施工、測量、檢驗等并進行有效的控制。

第五,通過持續PDCA循環【即計劃(plan)、執行(do)、檢查(check)、處理(action)】的質量管理過程,就可以達到工程質量目標的實現。



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