浅析钢结构焊接缺陷对施工质量的影响

王大闯

(郑州亨利制冷设备有限公司，河南 郑州 450000)

随着建筑钢结构行业的发展，钢结构的焊接工艺技术不断发展，但是因为焊接技艺本身的原因，焊接结构件变形等缺陷并未能得到有效的解决，建筑工程的质量也面临着钢结构焊接缺陷的威胁。有效防控钢结构的焊接缺陷已经成为建筑钢结构行业与建筑工程领域的重要研究课题。

一 钢结构焊接工艺与焊接缺陷

1．钢结构焊接工艺

当前，钢结构焊接技艺中手工电弧焊焊接法应用比较广泛。手工电弧焊接等焊接技艺主要包括下料、组对、焊接及检验四大环节，关键环节是电弧焊接部分，电弧焊接又分为立焊、平焊、横焊、仰焊四类。焊接工艺中有针对焊缝缺陷的检验环节，以保证焊接质量。

钢结构的焊接质量主要受焊接技工、焊接机具、下料、焊接技艺操作等方面因素的影响，其中焊接技工的技艺水平属于人为因素。焊接技工的技艺水平直接影响到焊接结构的质量，焊工自身掌握焊接工艺流程并在实际焊接操作中提高技艺水平能够有效的提高焊接构件的质量。实际的工程施工生产规定中要求焊工严格遵照焊接流程与规范，并规定焊工加强焊接工程的质量自检以排查缺陷。焊接机具也能影响焊接质量，焊接工程中要及时进行机具的状况检查及维修，以保证正常的工程施工。焊接下料的检查要按照理化指标，工程施工中也需要进行焊接下料的追踪控制以避免硬件缺陷。钢结构焊接质量控制最重要的环节是焊接工艺，焊接工艺及其操作作为影响施工质量的重要因素应该严格按照国家的相关规定并及时进行验算及技艺评定。大部分的焊接缺陷产生于焊接施工中，进行钢结构的焊接缺陷防控应该着重进行焊接技艺操作环节。

2．钢结构焊接操作与焊接缺陷

钢结构的焊接工艺中焊接方法、焊接材料、焊接位置、焊接接头、焊接结构等都与焊接缺陷有关系，其中的焊接接头与焊接位置是焊接缺陷的重要影响因素。近年来的一项建筑钢结构行业的调查显示焊接工艺中比较突出的缺陷影响点有焊接接头、焊接位置及焊工的技艺培训，由此可见焊接接头与焊接位置已经成为焊接缺陷的重要质量影响因素。

焊缝缺陷是焊接技艺缺陷中最常见的一种缺陷，它具体指焊接过程中焊接金属及其焊接热影响区域的钢结构表面及内部分布的缺陷。焊接接头与焊接位置能影响焊接构件中焊接缝的分布，更是形成焊接缝的重要影响因素。钢结构中的焊缝数量及焊缝的分布关系到焊接构件承受能力，决定着焊接构件质量的高低与焊接构件的使用性能，进而影响工程质量。焊接缺陷一般出现在焊接缝及其附近的热影响区域，做好焊接接头的计算并进行合理的焊接分布，形成优质的焊接缝，进而有效避免焊接缺陷的产生。

二 钢结构焊接缺陷对工程质量的影响

钢结构的焊接缺陷主要影响工程中的力分布，并进一步对工程结构中的脆性与非脆性产生破坏，下文将着重分析钢结构焊接缺陷对工程质量的影响。

焊接缺陷会引起焊接部位的变化，再进一步影响工程中的应力分布。譬如球形的空洞缺陷会减少焊接缝局部的应力，但是当缺陷进一步产生裂纹时，会加强其中的应力集中度;再如焊接缺陷中包括的一种夹渣缺陷，夹渣缺陷的裂纹区域也会产生应力集中。焊缝的焊角尺寸、焊缝错边形成的不连续接缝也会影响工程中的应力集中。

钢结构焊接缺陷还会引起工程的脆性断裂。工程的脆性断裂多是因为工程中的应力集中度发生变化，一般结构中的应力集中度越高，工程结构发生脆性断裂的几率越大，而焊接缝处的脆性断裂发生几率尤其高。部分钢结构焊接缺陷引发结构脆断裂是有一定的温度条件的，如在钢结构焊接缺陷中，夹渣与气孔的比例较小且结构的材料温度控制在一定范围内的时候该类学前的危害便小。

焊接缺陷还会对工程产生非脆性破坏。焊接缺陷的非脆性破坏主要是由一些焊接气孔及夹渣等一些不连续的缺陷引发的。焊接的气孔缺陷会影响焊接缝的牢固性，进而影响焊接结构件的承载性能，出现非脆性破坏。夹渣缺陷尤其是一些垂直排列的夹渣缺陷主要影响工程的抗拉强度，工程的抗拉程度关系到工程的使用性能与使用性能，夹渣缺陷的存在会减少工程的使用寿命。钢结构焊接缺陷还包括焊接中咬边等几何形状不规律的接缝缺陷，这些不规律的接缝缺陷会直接降低焊接构件中的应力集中度及构件的承受能力，引发工程的非脆性破坏。

三 钢结构焊接缺陷防控的几点建议

钢结构焊接缺陷的防控需要根据各种缺陷的产生条件与缺陷性质逐一制定防控措施与方案。常见的钢结构焊接缺陷有夹渣、气孔、不连续缺陷及裂纹等，笔者将在文中简单介绍各缺陷的防控，并进一步就工程施工中的关键焊接工艺操作提几点建议。

首先是夹渣缺陷其实就是焊缝中夹杂的熔渣，夹渣或分散分布或集中线性分布，在焊接作业时应该着重进行焊缝的熔渣清理，并运用规范的焊接工艺进行焊缝运条，严格按照焊接设计控制焊条的角度;气孔缺陷主要源于焊接操作时焊缝中吸入残留的气泡，气泡的防控需要焊接前清理焊缝中的油污等，在焊接操作时保持焊接保护气的连续供给并且进行一次性焊接，并在焊接时控制好焊接参数，进行短电弧焊接;针对一些不连续的缺陷需要进行焊接电流与焊接速度的控制，同样也需要规范的焊缝运条与坡口焊接;焊接缺陷中还包括一些未熔合与未焊透缺陷，这类缺陷处理不当会产生工程脆性破坏，所以在焊接时应该进行焊条摆动以保证焊缝的融合与焊透;焊接缺陷中最重要的是裂纹防控，裂纹的防控需要针对热裂纹、冷裂纹、再热裂纹及层状撕裂裂纹进行逐一防控，总的来说，裂纹的产生源于焊接顺序及相关的焊接参数变化，因此在裂纹防控中应该注意选择合适的钢结构材质与焊接规范，并做好焊接操作时的温度控制。

最后，焊接缺陷的控制中还要注意施工中节点形式的选择，进行有效的焊接缺陷控制。当前，我国在建筑钢结构焊接工序中加入了焊接缺陷的检查，主要针对工程中的焊接部位进行质检，及时采取缺陷补救措施以提高工程质量。

四 结语

本文着重分析了钢结构焊接缺陷的影响及防控措施，钢结构焊接缺陷的有效防控及工程管理措施能降低缺陷对工程质量的影响，提高工程的使用性能。

［1］倪真．钢结构焊接缺陷对施工质量的影响［J］．加工制作，2012(15)