冬季低温环境下电焊施工中的质量控制

郭新云

（新乡职业技术学院 材料工程教学部，河南 新乡 453006）

1 引言

冬季施工，必须面对低温严寒以及随时可能出现的雨雪天气。这不仅对施工人员是一种考验，对于设备的正常运转以及焊接施工的质量问题也有重要的影响。低温环境下，施工人员不注意保温就可能出现冻伤，设备也可能不能正常启动，然而最重要的是钢结构焊接受低温环境的影响，金属焊缝被淬火，焊缝硬度偏高，以致于出现裂纹，在工作状态下有时会发生脆断，这些问题若不能得到有效解决，就会导致焊接工程质量下降，造成一定的安全隐患。因此如何有效地保证钢结构的焊接质量，对施工人员而言是一种挑战，也是一个亟待解决的课题，对工程进展而言直接影响到整个工程的施工质量，甚至是施工单位的经济效益。

2 冬季施工措施

2.1 施工前准备

（1）因地制宜，因时而异，编制冬季焊接施工方案。施工前要分析环境因素以及可能出现的恶劣天气，时刻掌握气温变化、持续时间以及风雪大小等资料，一旦连续5天气温低于-5℃，必须要采取冬季施工的保护措施，未雨绸缪，防患于未然。在此基础上编制相应施工方案，仔细分析工程要求，要使具体的技术工艺、流程符合行业技术标准。而施工方案内容主要包括施工人员冬季防冻伤保暖措施；焊接构件在低温条件下施工方案；钢构件雨雪天气焊接施工措施等，要根据实际变化予以及时调整。

（2）技术培训到位，人员组织妥当。在冬季施工前，必须对施工人员进行岗前指导培训，尤其注重关于冬季焊接施工工艺方面的培训，使其了解气候、湿度等因素及变化规律，充分明确低温焊接应注意的事项及技术要求规范，防止作业人员违背冬季施工规律，避免造成重大事故和不必要的损失。另一方面施工人员要在冬季恶劣的低温环境作业，容易出现疲劳现象，这就要求施工时配备一定人员进行现场指导和监督，对作业人员的工作状态进行监控，以便问题出现时及时保证工作人员的人生安全，并能采取相应措施保证施工的顺利进行。

（3）做好冬季施工材料准备及机具管理。充分准备好常用材料及施工设备，保证物资储备充足的情况下，购置冬季施工中必备的材料，如防冻液、暖化设备等，做到有备无患。施工设备要做好低温环境保养工作，因为温度过低会严重影响设备的运转和使用，根据以往工程实例，通过搭设临时的保温棚，增加棚内温度，将材料贮存、机具使用及焊接施工等都安排在暖棚内进行，从而提高焊缝质量，同时也要注意暖棚温度不宜过高，减少焊机的损坏，保证是施工进度和质量。

2.2 施工中的质量控制

（1）焊接材料的选择、贮存与保护。根据以往冬季焊接施工规律和实际需要,确定焊接材料的选择和贮存。为防止焊缝出现冷脆,低温条件下焊条、焊丝不可随意存放，尤其是外露在霜雪气候中，一定贮存在通风干燥的地方,做好防潮、防油污措施。焊条的焊药极易受潮，尤其是碱性焊条负温环境下使用前，必须仔细阅读说明书，按出厂规定在300~350℃进行2h烘焙，烘焙结束并合格后保存在80~100℃保温箱待用，随用随取；焊条由保温筒取出后，负温外露超过2h应重新烘焙，且超过3次不宜使用，焊丝一般不进行烘焙处理；焊接要使用瓶装CO2做保护气体,CO2体积比不宜低于99.5%，作业前应及时检查瓶嘴和送气管，观察有无冰冻堵塞现象，还要检查瓶内压力，一旦低于1N/mm2时应停止使用。另外低温下保证焊条在的力学性能，钢结构焊接宜选用屈服强度低，冲击韧性好的低氢型或超低氢焊材。焊接前为保证栓钉焊接质量,还要根据负温度值大小，测定焊接电流、时间等参数进行。

（2）焊接前的防护和预热。焊前防护可通过搭设防风保暖棚，达到防风、防雨、防雪、保温的作用，通过使焊接区域变小，形成密闭空间，进而提高并达到焊接环境温度要求。而负温焊接防护还要考虑实际气温变化，若气温持续在-15℃以下，就应停止焊接工作；若高于-15℃时则选择焊接量较小的接头。低温环境下焊接预热处理的预热温度应稍高于常温下的，且要适当使保温厚度、恒温时间和加热宽度增加，从而降低冷却速度，焊缝焊接前将焊缝两侧的污垢及冰雪清理干净。

焊接过程宜采用中性火焰加热，一般用氧气或者乙炔气体。焊缝的层间温度可用红外测温仪监控，且不低于预热温度或标准规定的最低温度20℃，控制在80~200℃的范围内，低于要求或过低时应立即补热或停焊，直至符合规定后再进行焊接，如需要停止焊接,则要进行保温处理,再次焊接时必须对焊缝进行加热，温度比焊前预热温度相应提高20-30℃，施焊时为严格控制层间的温度可使用多层多道焊的方法。由于焊接加热过程均为高温强热操作,整个棚内可形成封闭高温环境,有时无需额外加热。

（3）焊接后热及保温。焊接完成后，要及时后热保温处理接头，不仅有利于氢气逸出，也能降低预热温度，防止焊缝遇到

低温空气而出现冷裂纹，同时由于施工人员焊接速度、参数选择等的不同，可能导致出现温度差，只有通过焊后加热才能最大程度地消除。另外，焊接完成且外观质量被检验合格后，应立即实施保温措施。可以通过红外测温仪进行监控，然后采取恒温和保温处理。在寒冷大风地区,焊接过程中的预热、加热、后热

等，都只是消除因骤冷骤热、胀缩不均而出现的问题,但低温下热量散失快、边沿区域比中部冷却过快等现象，不能被阻止。因此可以加盖保温性能好的保温棉是最有效、直接的方法，等到接头焊接部位缓慢冷却到常温后,方可除去保温措施。

3 结语

我国的低温焊接技术日渐成熟，在低温环境下施工时，要综合考虑各方面因素解决冬季施工中随时出现的技术难题，总结经验和教训，做到“准备充分，方案到位，物资齐全，技术措施合理优化”的原则，保证焊接的质量，从而为冬季钢结构焊接施工提供一定的借鉴和参考，以赢得了宝贵的时间和丰厚的收益。

[1]冯锋杰.极低温度下建筑钢结构焊接技术探讨[J].建设科技，2011，（11）：80-81.

[2]陈宏，刘长胜，刘岩松.浅谈冬季钢结构施工[J].黑龙江科技信息，2011，（6）：245.