十字型钢柱一级焊缝施工质量控制

雷进发（中铁上海工程局集团第六工程有限公司，昆明650200）

十字型钢柱一级焊缝施工质量控制

雷进发
（中铁上海工程局集团第六工程有限公司，昆明650200）

目前在各类建筑工程建设中，为了保证建筑钢结构安全质量系统的提升，鉴于一级焊缝技术具有较强的连接的等强性，因此,在建筑工程建设中得到普遍运用。论文以昆明南站为例，通过对站内结构的十字型钢柱运用一级焊缝技术设计和工艺进行探讨，证明一级焊缝技术在建筑工程建设中能够更好地提升建筑钢结构的安全质量系数。

一级焊缝；十字焊缝；引弧板

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.11.049

1　工程概况

昆明南位于国铁昆明南站出站厅及其下部，为呈贡支线及规划4号线的终点。北接祥园南街，与白龙潭水库毗邻，南接联大路，西为火车站西广场，东边连接白龙潭停车场。昆明南站有效站台中心里程右ZDK5+108.629，车站主体结构外包长度571.00m，外包总宽55.25m（标准段），有效站台中心里程处轨顶绝对标高为1924.650m，结构内包含十字型钢柱22根，共计约645t。

2　设计概况

2.1尺寸外观设计要求

十字型钢柱设计共22根，按断面尺寸可以分为以下几种：1 000mm×1 000mm、1 200mm×1 200mm、2 000mm× 1800mm三种，数量依次为：6根、12根、4根，其中，1000mm×1000mm的钢柱腹板 25mm、翼缘板 40mm，1 200mm× 1200mm、2000m×1800m的钢柱腹板40mm、翼缘板60mm，详见图1。

图1　十字型钢柱断面结构示意图

2.2焊缝设计要求

1）1 000mm×1000mm钢柱除梁柱节点处为一级焊缝外，其余均为二级焊缝。

2）1 200mm×1 200mm、1 400mm×1 400mm柱脚板处为二级焊缝，其余均为一级焊缝。

3）2 000mm×1 800mm钢柱除柱脚板处为二级焊缝，其余均为一级焊缝。

3　焊接工艺重难点

该工程最难点在于一级焊缝，一级焊缝为焊接工艺中最高级别也是难度最大的焊缝。其难点主要在以下几点:

1）探伤检测严格，必须全熔透，不允许任何部分有夹渣、夹气泡的现象，且返工次数不允许超过3次，3次后检测不合格母材不能继续使用，即报废。

2）焊缝满足要求的同时，十字截面尺寸偏差不能超过规范要求，即截面尺寸控制难度极大。

3）加劲板间距太近，操作空间太小，施焊难度极大。

4　重点控制措施

4.1不能全熔透、夹渣、夹气泡的问题

1）不能全熔透的问题主要是由于坡口形式不到位；构件对接口预留间隙过小；焊接电流、电压过小；焊接材料使用不当造成的。经实践证明，对于以上问题解决方法为：坡口形式为45°角双坡口，且分为大小坡口，构件对接口预留间隙宜为8mm，人工电弧气泡焊电流、电压分别控制在260～300A、30～35V，焊丝为ER50-6，1.2mm，保护气体为CO2，埋弧焊焊丝为H08MnA，4.0mm，焊剂为HJ431。如图2所示。

图2　双坡口形式图

2）夹渣的问题主要由于：焊接口打磨与两层焊药间清根不到位导致，故施焊前需用打磨机对坡口与焊接平面进行打磨处理，打磨干净后方能施焊，打底完成1层后，再用打磨机对本层表面的焊渣、焊皮进行打磨清理，直至第1层打底表面完全光亮即为清根完成。

3）产生气泡的主要原因是由于焊接时不均匀某段焊药堆积过厚导致气泡无法正常排出而产生，故焊接时需保持匀速移动且焊药堆积控制在6mm以内，以保证气体能正常排出。

4.2截面尺寸控制问题

截面尺寸发生变化是由于施焊时焊缝收缩变形的原因造成，要控制截面尺寸需最大限度减少焊缝收缩变形即可。控制焊缝收缩变形有以下几个措施：

1）构件组合后用方形钢板作为加固板进行加固定位，减少焊缝收缩量时能有效地控制变形，如图3所示。

2）下料时要考虑5mm左右的焊缝收缩量，保证截面尺寸偏差往正偏差方向偏差且在规范范围内。

3）施焊前对构件进行预热，减少焊缝施焊前后温差，从而降低焊缝收缩变形量。

4）为了保证焊缝每个部位均匀收缩，焊接时不宜从头至尾一次性焊完，应分段进行，且每隔50cm用焊条将焊缝间隙垫起。

图3　焊缝对接示意图

4.3加劲板焊接

由于加劲板间距太小（最小间距仅10cm）,造成操作空间受限，故焊接必须采用单坡口并背面加引弧板的形式，同时，为了保证焊工施焊的最佳角度与焊接进度，宜采用将型钢柱倒立的形式焊接，焊接顺序从下至上依次焊接，详见图4所示。

图4　单坡口加引弧板示意图

5　结语

目前，一级焊缝已逐渐普及到各类建筑，一级焊缝主要是保证钢构件连接的等强性，因此，安全质量系数大幅提升，但一级焊缝的焊接在焊接工艺确定的情况下必须还要有技术一流的焊工及充足的施焊时间，在短时间内施焊是很难达到一级焊缝要求的，并有将母材报废的隐患。举例说明：1条10m的焊缝两个焊工无返工情况下需24h左右才能完成打底，对于此加劲板的焊接工艺为首次使用，实践证明，此工艺在焊接进度和质量上俱佳，能推广使用。

The Construction Quality Control of the First GradeWelded Joint of theCross SectionSteel Column

LEI Jin-fa
(ShanghaiCivilEngieeringGroup SixthCo.Ltd.,Kunm ing 650200,China)

Currently in all types of building construction,in order to guarantee the construction steel structure safety and quality system improvement,due toweld technique has thestrong connectivityofstrong,so in the construction engineering construction get w idely used.The Kunming Station asan example,through the station structure ofcrossshaped steel column are discussed byusing a weld technology design and process that a weld technology in building engineering construction can better improve the quality of constructionsteelstructuresafetycoefficient.

firstgradeweld；crossweld；arc ignition

TU712.3

A

1007-9467（2016）11-0159-02

雷进发（1980～），男，湖北武汉人，工程师，从事工程管理研究。

2016-05-25