大型钢结构构件焊接中质量问题及预防措施.docx

大型钢结构由于构件形状较复杂，外形尺寸较大，焊缝多，焊缝位置不对称， 焊接时顺序、人员布置及操作不当等因素的影响，在制作焊接中，常出现各种焊 接问题，影响钢结构组拼、安装的顺利进行，降低结构的承载力和使用寿命本 文分析焊接质量问题产生的原因及相应的预防处理方法1 焊接局部变形、角变形1.1 产生的原因(1) 构件刚性小或不均匀，焊后收缩变形不一致2) 构件本身焊缝布置不均，导致收缩不均匀，焊缝多的部位收缩大，变形 也大3) 焊接顺序不当，焊接人员分布不均匀，或过于集中于某个位置，未对称 分层、分段、间断施焊；焊接电流、速度、方向以及焊接时装配卡具不一致造成 构件变形不一4) 随意加大焊肉，引起焊接应力集中和过量变形5) 组对焊接，焊后放置不平，应力释放时引起变形1.2 预防措施(1) 设计时尽量使构件各部分刚度和焊缝均匀布置，对称设置焊缝，减少交 叉和密集焊缝2) 制定合理的焊接顺序，以减小变形如先焊构件的主焊缝，后焊次要 焊缝；先焊对称部位的焊缝，再焊非对称焊缝；先焊收缩量大的焊缝，后焊收缩 量小的焊缝；先焊对接焊缝，后焊角焊缝3) 对尺寸大、焊缝多的构件，采取分层、分段、间断施焊，并控制电流、 速度、方向一致。

4) 手工焊接较长焊缝时，应采用分段退步间断焊接法，由工件的中间向 两头退焊，焊接时人员应对称分散布置，避免由于热量集中引起变形5) 大型构件如形状不对称，应将小部件组焊矫正完变形后，再进行总组 装配焊接，以减少整体变形；对大型箱梁可采取先整体组装，先焊主焊缝，再焊 隔板等焊缝，以增大各部分的约束，来限制变形6) 构件焊接应经常翻动，使变形互相抵消7) 对焊后易产生角变形的零部件，应在焊前以预变形处理，如钢板 V 形 坡口对接，在焊前将对接口适当垫高，可使焊后变平；H形钢翼板在角焊缝焊接 前，预压反变形，亦可消除焊后变形8) 外焊加固件增大构件刚性来限制焊接变形，加固件的位置应设在收缩 应力的反面1.3 处理方法 对已变形的构件，如变形不大，可人工用卡具机械矫正；如变形较大，可用 火焰法矫正；对局部变形可用火焰烤外鼓部位；角变形可用边烤边用千斤顶顶的 方法矫正2 构件侧弯 (旁弯 )2.1 产生原因(1) 构件组装未搭设拼装平台，基准面出现旁弯，焊接后产生弯曲2) 构件组装间隙不均，焊接后收缩，向间隙大的一侧弯曲3) 组拼装与焊接工艺顺序不当或强行组装，焊接后还存在较大残余应力 或焊后放置不平，支点太少或位置不正确而产生弯曲。

4) 运输、堆放、起吊支点、吊点不当，导致构件向一侧变形2.2 预防措施(1) 构件组装焊接应在找平的钢平台上进行，焊接前挂通线检查2) 构件节点间隙应保持均匀一致，按工艺设计焊接顺序焊接，避免不对 称焊接3) 构件运输、堆放、起吊支(吊)点应保持受力一致，不使侧向出现过大应 力造成弯曲2.3 处理方法 采用火焰法在侧弯的一侧用三角加热法矫正，或辅以千斤顶顶正3 构件扭曲3.1 产生原因对桁架类构件有：(1) 节点角钢拼接不严密，间隙不均或节点尺寸不符合要求，焊接后收缩 不一；(2) 组装工艺与焊接顺序不当，未对称、分层、分段、间断施焊，而是一 个节点或一个面一次焊完，从而引起扭曲变形；(3) 构件拼装在地面上进行，基准面高低不平，造成构件焊接后尺寸不准， 扭曲不平；(4) 对刚度差的构件，翻身时未进行加固，翻身后未检查找平就进行焊接；(5) 焊接时未设胎具、夹具等将构件夹紧 对箱梁类构件有：(1) 焊接顺序不当，将一个面的主焊缝及隔板、加强板的焊缝一次焊完， 再翻身焊其余焊缝；(2) 焊接人员分布不均，热量过于集中于某一位置上；(3) 组对焊接或焊后放置不平，焊接应力释放时引起扭曲变形；(4) 箱梁隔板加工时对角线尺寸控制不严；(5) 构件翻身时乱摔受猛烈冲击；(6) 同一节箱梁上几条焊缝焊接，间隔的时间过长，先焊接的已产生收缩 变形，后焊接的收缩量不够抵消前面的焊接变形。

3.2 预防措施(1) 下料前对节点放样，按放样尺寸下料2) 拼装节点的连接角钢与母材之间用夹紧器或卡口卡紧，点焊固定，再 进行拼装3) 构件在拼装台上拼装，尺寸大者可设马凳找平，作为组装基准面，构 件全长应拉通线或用水平仪找平，确认符合设计尺寸后将始点焊固定，再焊接4) 箱梁焊接应采用先焊 4 条主焊缝再焊其余附件的方法，使变形可部分 相互抵消5) 焊接时人员要对称分散分布，使收缩应力分散，以借自身的刚性抵消 部分变形6) 组对焊接位置要垫平，使支点正确，以避免焊接应力释放时产生变形7) 隔板加工时，应控制对角线误差在1〜2mm范围内8) 构件吊运或翻身应用绳拉着缓慢翻身，防止乱摔受猛烈冲击；对侧向 刚度差的构件翻身前要加固、翻身后要找平9) 同一节箱梁 4 条主焊缝要连续施焊，不要间歇时间过长10) 拼装节点焊接应对称进行，并应有反变形措施3.3 处理方法一般扭曲采用千斤顶顶压(或辅以倒链)和火焰烘烤加热相结合方式矫正；对 箱梁类构件除此以外，可视扭曲变形情况，用火焰打开翘曲处的主焊缝，将腹板 或翼板分别用火焰矫正后，再焊上矫正4 构件下挠4.1 产生原因(1) 制作时未按设计和规范要求拱度起拱。

2) 构件制作角度不准确或构件尺寸不符合设计要求3) 放线错误，未考虑起拱或起拱数值过小4) 连接处未用卡具卡紧5) 屋架立拼装中间支(顶)点下沉或弯曲4.2 预防措施(1) 构件放线拼装时按设计、规范规定的拱度值起拱2) 严格按钢结构构件制作允许偏差进行检验，发现拼装节点角度有误应 及时处理3) 在小拼过程中严格控制累计偏差4) 屋架立拼装时，支承点、支架应经计算有足够的强度和刚度，支点处 夯坚实4.3 处理方法已下挠的构件采取割开中间节点焊缝，按要求起拱后重新焊接处理5 焊缝尺寸不符合要求5.1 产生原因(1) 对于手把焊主要是操作不精心或操作不熟练，操作时运条不匀，运条 时角度不当，速度过快或过慢，未注意测量焊缝尺寸2) 对自动焊的焊缝，腹、翼板坡口角度不当，组对时间歇不均；或腹板采用切割加工有波浪弯，焊接时未调整焊嘴对准焊缝3) 焊接电流过大或过小5.2 预防措施(1) 提高操作人员的责任心和技术水平；操作时控制运条宽度、角度和速 度，注意运条的均匀，焊后用角度样板测量；调整焊接遍数或焊接速度、按焊接 规范操作来保证焊接尺寸2) 对尺寸大且要求严的腹板坡口，应采用机加工，组对时注意间隙均匀。

3) 自动焊时要注意调整焊嘴对准焊缝4) 加强焊工培训和操作控制与焊缝的检查，不合要求的及时处理5.3 处理方法对尺寸过小焊缝应补焊到所要求的尺寸6 焊缝开裂 (裂缝 )6.1 产生原因(1) 焊件的含碳量、碳当量过高，或硫、磷成分过高或分布不均匀2) 焊条质量差或采用与母材强度、性能相差悬殊的焊条焊接，造成强度 不够被拉裂3) 定位点焊数量太少或零件本身存在较大误差，组装不上，采取强制变 形下定位、组对焊接造成应力过大，将焊缝拉裂4) 刚度大的构件焊接规范顺序和方向选用不当5) 厚度大的焊件未进行预热；或在低温下焊接，使焊缝冷脆6) 由于结构本身构造或存在缺口，引起严重应力集中7) 构件焊后受到强烈的冲击、振动6.2 预防措施(1) 严格检验焊件的材质，控制硫磷含量在允许范围内2) 正确选用与母材相适应的焊条、焊剂3) 合理设置定位点焊的数量，避免在强制变形下定位焊接，不使焊接应 力过大4) 根据结构情况，正确选定焊接顺序和方向，先焊收缩量大的焊缝5) 在低温下焊接厚焊件，应将母材进行预热，焊后保温缓冷却6) 改进设计构造，避免缺口，减少应力集中7) 已焊构件在运输、堆放、吊装过程中，严防强烈碰撞、振动。

8) 正确选用焊接规范，适当提高焊缝形状系数，采用对称、分段、多道、 多层、间断焊法，消除焊缝应力，提高焊缝强度6.3 处理方法将裂缝部位焊缝应用气弧刨将裂缝清除，重新焊接。