施工现场环境对钢结构焊接质量的影响

施工现场环境对钢结构焊接质量的影响

【摘要】随着建筑业发展规模的不断壮大，钢结构已经得到广泛应用，而钢结构的安装施工工艺也有了新的发展。焊接是建筑钢结构连接的主要方式之一，焊接质量在钢结构工程中极为重要。随着钢结构建筑的广泛应用，钢结构焊接施工过程中出现的钢结构质量问题及环境因素所产生的焊接缺陷更容易引发灾难性的工程质量事故，因此要引起了大家的高度关注。本文主要阐述有关施工现场环境对钢结构焊接质量的影响的一系列问题。

【关键词】施工现场, 钢结构, 焊接质量, 影响

一.前言

随着国民经济的快速发展，现代建筑钢结构的发展，钢结构在各方面工程的应用所占比重越来越大。焊接是建筑钢结构连接的主要方式之一，焊接质量在钢结构工程中也是极为重要。在进行工程质量控制的过程中，工作人员应该重视施工现场的环境对焊接质量，尤其是焊接应力造成的影响。环境对厚钢板的焊接应力分布的影响是一个动态的过程，针对施工现场环境对钢结构焊接质量的影响进行深入的研究和探讨。

二.建筑钢结构施工现场焊接的环境特点

目前在工程及生产中，机械化的程度比较小、大部分依靠手工操作是其建筑钢结构施工现场的焊接作业主要特点。工业中的焊接方法有很多，但是我们使用比较多的焊接方法还是焊条电弧焊，只有在环境比较特殊的情况才会考虑选择栓焊。钢结构的与众不同的施工发式以及施工特点，从本质上决定了施工现场的一些环境特点，主要由以下几个方面：

1.建筑钢结构的施工现场可能是在露天的野外进行施工作业，因此极易遭遇到特殊恶劣的天气环境下，比如高温、雷雨、风雪、冰冻等等，还可能是在野外光线微弱，能见度比较低的状况下进行施工。

2.建筑钢结构的施工现场焊接工作台是在高空。这样的条件下焊接施工的流动性比较大，焊接操作的位置也是在不断地变化的，往往操作的空间也是非常狭小。

3.建筑钢结构的施工现场为多工种交叉作业、作业环境复杂。由于特殊的焊接环境，如果稍微不注意的话就可能会造成事故，多种工种交叉作业甚至有可能因为电源问题造成火灾，所以在操作过程中必须要格外的谨慎小心。

4.建筑钢结构的施工现场焊接施工为带电作业或者高温作业。我们都知道金属构件是导体，能都导电，这样才能实现焊接的目的，但是往往也因为会导电二电伤工作人员，而且焊接熔池在操作的时候也会产生高温热辐射。

焊接环境可以归纳分为两种：一种是外界的自然焊接环境，外界的自然环境对于建筑钢结构的施工现场的焊接工作具有很大的影响，一定程度上影响着钢结构焊接的质量以及环境工艺参数；另一种是环境工作人员的在现场钢结构焊接过程中的心理状况、工作安全素质、焊接操作的方法等等因素，其对焊接的质量影响也是不可忽略的，一些焊接质量事故也常常是由于环境工作人员的操作失误所导致的。

三．环境因素产生的焊接缺陷和形成过程

目前我国的建筑钢结构的施工现场的施工人员已经掌握传统钢结构材料(Q235)的节点构造以及焊接的工艺，同时对现场焊接的环境的控制和防护技术也比较成熟，可以说现场施工焊接的技术逐步的在走向成熟。

但是也正如前文所述，建筑钢结构的施工现场焊接的一些焊接环境特点常常给予工程焊接施工提高了难度和挑战，这就需要我们焊接的工作人员在实际的焊接施工中不断地总结焊接的技巧和经验，来优化现有的焊接工艺技术，为焊接施工工程做出重大的贡献。

以下为一些焊接缺陷的产生的各种各种因素共同作用的分析：

(1)焊接出现气孔。焊接施工过程中出现气孔往往会减小焊缝的有效截面，从而使得焊缝金属的强度和韧性都比较的差，影响工程物件的疲劳强度和动载强度。

在焊接过程中氢气孔和CO气孔是焊接出现的主要气孔类型。

氢气孔。低碳钢和低合金钢在多数情况下，氢气孔存在于焊缝表面，形似喇叭口而气孔周围有光滑的内壁。当环境气氛湿度较大，如雨雪雾天气、下雨雪前后、钢材表面结露、坡口周围含有水分未清理干净、焊条药皮受潮，加上低温环境焊接，焊缝结晶冷却速度过快，氢元素来不及上浮而残存于焊缝内部，从而形成内部氢气孔。

CO气孔。根据日常的经验以及化学方面的知识我们知道，焊件或焊丝表面黄色铁锈、氧化铁皮在加热时分解出[O]，与金属自身的合成CO。如果在焊接过程中结晶过快就会来不及逸出，从而就形成了沿结晶方向分布的条虫状内部气孔。但是黄色铁锈中的结晶水在加热的情况下还会分解出H2，同时增加了生成氢气孔的可能性。

(2)裂纹。这是建筑钢结构的施工现场焊接最易发生的问题，也是对焊接质量控制一些最大的因素，如果不能很好的得到控制，将直接影响焊接工程的后期施工，有可能造成无法弥补的损失。

建筑钢结构与环境因素有关的裂纹有三类：冷裂纹、层状撕裂、热裂纹。

(3)残余应力和变形。焊接热循环过程中加热不均匀，构件受节点刚性拘束，伸缩不自由，内应力超过钢材屈服应力时产生残余应力和变形。残余应力影响结构承载力，焊接变形影响结构尺寸。

四．针对环境因素的防护措施

1.确认焊接作业区环境

（一）焊接作业区风速：手工电弧焊不大于8m／s；气体保护电弧焊及药芯焊丝电弧焊不大于2m／s。

（二）焊接作业区的相对湿度不超过90％。

（三）焊接作业区的环境温度应保持正常恒温(即高于0℃)。

（四）焊件接口部位100mm范围内不得有水、油、锈等杂物。

2.低温焊接试验

（一）当焊接作业区的环境温度低于0℃时，应通过低温焊接试验确定实际焊接工艺参数、预热处理措施。把需要进行低温焊接试验的钢材，按材质、板厚、焊接方法、接头形式、焊接位置分类统计列表。

（二）在工作人员对原材料进行复检的时候，必须要明确杂质含量，确定其可焊性，这样才能提高工程焊接的质量。

（三）根据施工现场环境等工程实际情况，确定试验项目，拟定预热温度、焊接工艺参数、焊后处理措施。

（四）按规定要求加工试件并由现场熟练焊工完成试焊。

（五）按规定要求检测试件。

（六）确定焊接试验结论，根据评定合格的试验参数，编制现场实际焊接工艺文件。

3.设置防护棚

在工程焊接的施工现场我们可以设置一些简单的棚子作为焊接过程中的防护措施，提高焊接的质量，同时，这种防护棚有许多的好处，当施工工作人员需要休息的生活可以在此地休息，如果施工现场发生了紧急事故，此防护棚也可以当做一个临时的指挥所。防护棚在搭建的过程中应该必须要保证其安全结实，采用钢管搭建是最好的，一方面取材方便，另一方面就是钢管的防护棚在拆迁中相对于一般的比较简易。