浅析低温下钢结构焊接的质量控制

占长志 王世峰

摘 要：在进行焊接作业过程中，钢结构作为现阶段一种常见的施工材料，其焊接质量的高低在一定程度上对工程整体施工质量和施工效率具有直接影响，而在低温作业环境下进行焊接作业，受热的不均匀也会导致残余应力的产生，进而对钢材整体结构部造成极为不利的影响。鉴于此，本文主要阐述了现阶段低温焊接的常见问题，并对其优化策略进行了全面探析，以此在保障焊接质量和焊接效率的基础上，为企业可持续发展目标的实现奠定良好基础。

关键词：低温环境;钢材结构;焊接质量;问题与策略

1 现阶段低温环境下焊接问题的常见类型

在进行工程施工作业过程中，冬季施工是不可避免的，而经大量调研数据分析可知，在低温环境下进行焊接作业，由于焊接温度和外界环境温度所产生的温差较大，因此极易导致焊缝和裂纹等一系列问题的产生，最终对钢材焊接质量和焊接效率造成一定影响，给人们的生命财产埋下巨大安全隐患。就目前来看，现阶段低温环境下常见的焊接问题主要有：

1）焊缝的尺寸与预期焊接不一致。在进行焊接作业过程中，低温环境下焊缝尺寸与预期焊接目标不一致是极为常见的一种焊接问题，而导致焊缝过宽和过窄的原因主要有两点，即一是在低温作业环境下，操作人员自身由于受外界温度的影响，在进行操作过程中其灵敏度相对较低，因此对于焊缝的控制也存在一定问题，二是由于在焊接过程中，焊接后焊材和母材的融合不僅受外界温度影响极为强烈，其收缩的一致性也往往难以达到统一化，最终对焊接整体作业造成了极为不利的影响。

2）焊材裂缝和脆断问题的产生。经大量调研数据分析可知，在进行焊接作业过程中，由于焊接温度和外界环境温度之间存在显著的温度差，因此焊材和母材在焊接时，焊材的高温与母材的低温两者之间会致使焊材产生剧烈收缩变化，进而导致裂缝和脆断问题的产生。具体而言，就是施工单位工作人员将焊条瞬间加热至融化状态，但在与低温母材接触时，骤热到骤冷的过度不仅使焊材产生了剧烈收缩变化，甚至会对整体施工质量和施工效率产生一定影响，最终严重阻碍了企业的进一步发展。

3）夹渣、未熔透现象。就目前来看，焊缝尺寸的不一致以及焊材裂缝问题是低温焊接过程中的常见焊接问题，但除此之外，夹渣、未熔透现象也是低温环境下进行焊接时存在的一种问题，但这种问题的发生率相对较低，其主要是由于施工单位焊接时仍采用与正常温度下一样的电流进行加热焊接，使得焊材未能进行完全融化，在进行与母材的融合时会存在上述问题，最终也对焊接质量和焊接效率造成了一定影响。

2 低温下钢结构焊接质量控制策略的基本概述

1）施工前准备工作。在进行工程施工作业过程中，为从根本上有效规避上述问题的产生，切实保障钢材焊接结构质量和结构效率，在进行工程施工作业过程中，工作人员需做好如下工作，即：其一，材料的准备。从某方面而言，焊接材料对钢结构焊接质量和焊接效率的影响力是不容忽视的，为此要想从根本上规避一系列其它焊接问题的产生，在进行焊接材料选择时，工作人员需在保证设计要求的前提下，综合考虑钢材的基本性能，从而选择合适的焊接材料，以此为预期焊接目标的实现奠定良好基础;其二，人员准备。焊接工作人员作为焊接作业的执行者，其自身专业能力和综合素养水平的高低，在一定程度上对焊接质量和焊接效率具有重要影响。为此对于进行重要钢结构的焊接工作人员，施工单位和相关主管部门需从根本上提高人员选拔标准，并加大人员培训力度，从而在确保其自身能力和综合素养满足焊接工作需要的基础上，以保障焊接作业的科学性、合理性和有效性，除此之外在进行焊接作业前，施工单位还需核查及确认焊接工人资格，以确保焊接人员技能资格等级要求与焊接构件作业内容的一致性，最终为企业可持续发展目标的实现奠定良好基础;其三，焊接工艺的合理化选择。在进行焊接作业过程中，焊接工艺的科学性、合理性和有效性与否，在一定程度上对企业整体发展而言具有重要影响，故此为从根本上保证电弧深入焊缝底部，减少焊后变形情况，施工单位工作人员在进行焊接时，需尽量依据实际情况选择合适的坡口形式，以此在降低工程施工难度的基础上，为预期施工目标的实现打下坚实基础。除此之外，在进行焊接作业过程中，焊接次序也是导致残余应力产生的主要原因，为此要想切实保障钢材焊接结构质量，在进行焊接时，工作人员还需严格按照“先焊收缩量较大焊接节点、后焊收缩量较小焊接节点”的顺序，以此规避后期各项施工作业问题的产生;其四，施工作业条件及安全设施。在低温环境下进行焊接作业时，为从根本上保障焊接的安全性、可靠性，施工单位需从根本上认识到低温环境对焊接施工安全保障方面的影响力，并通过采取科学有效地安全措施来为施工人员营造良好的作业环境，为预期目标的实现打下坚实基础。

2）施工过程控制工作。在进行焊接作业过程中，质量问题产生的主要原因是由于焊接温度和环境温度之间较大的温度差，为此要想从根本上规避上述问题的产生，在焊接作业前，施工人员除了要做好上述准备工作外，在实际施工作业过程中，还需做好如下工作，即：其一，工作人员可通过采取焊前预热的方式，即通过缩小焊接材料温差，确保在焊接过程中焊接材料温度的一致性，以此规避焊接材料剧烈热胀冷缩现象的产生，最终极大地保障了金属结构的严密性和稳定性。具体而言就是工作人员可利用火热对各个部位进行加热处理，并在确保母材与焊接区域温差一致性的基础上，进行焊接作业;其二，在突遇某种恶劣环境时，为避免其对于焊接工作的影响，施工单位和相关主管部门可通过采取搭设棚罩的方式，在提升周围作业环境温度的基础上，缩短焊接作业的温度差，最终为预期施工目标的实现创造良好条件。就目前来看，在进行焊接作业过程中，基层产业机构的工作人员需严格控制焊接层间温度，确保其温度维持在一百二到二百摄氏度之间，此外在进行焊接时，每个接头应一次焊完中间不得停歇，倘若在焊接过程中需要中途停歇的话，停歇时工作人员需要严格把控各个焊接点及焊接层次之间的温度关系，并通过采取后热、缓冷等一系列保温措施，缩短其温度差。最后在紧接着开始焊接时，工作人员需重新预热并据节点形式及板厚提高预热温度，只有这样才能实现焊接层次之间的紧密结合;其三，焊后热。通常而言，为从根本上提高焊接质量和焊接效率，规避残余应力的产，基层产业机构和相关主管部门在进行焊接作业后，需对焊接材料进行二次加热，这一举措的意义在于减少焊接材料裂缝及脆断情况的发生;其四，焊后缓冷。在焊后热作业后，为确保后期各项作业的顺利实施，基层产业机构和相关主管部门需对焊接材料采取厚棉被覆盖包裹等形式进行缓冷作业，具体而言就是相关人员需密闭空气流通部位，并缓冷至焊接区、焊缝正面、背面均达周围环境温度为止。

3 焊接质量检查

焊接质量的保证，不仅焊后要进行验收，还需在焊前及焊中进行检查，实现全程管控。通常焊接检查包括焊前、焊中和焊后检查三个阶段。在各阶段，检查工作内容应符合设计要求及现行技术规范。

4 结语

总而言之，近年来随着城乡一体化建设进程的不断加快，钢材作为一种最常见的施工材料，残余应力的存在是不仅极大地降低了工程施工质量和施工效率，此外对于企业整体发展而言也是十分不利的，为此要想从根本上保障工程施工质量和施工效益，依据工程实际情况采取必要的技术措施，是现阶段基层产业机构和相关主管部门的核心发展方向。

参考文献

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