談鋼結構焊接冬季施工對選材質(zhì)量的影響及預防

王洪智

【摘 要】鋼結構施工質(zhì)量如得不到保證，將給建筑物安全留下無窮隱患。特別是在冬季施工中，受負溫環(huán)境的影響，質(zhì)量缺陷給鋼結構建筑物帶來的危害更大。

【關鍵詞】結構鋼；選材；影響；預防

近年來，我國鋼結構建筑得到迅猛發(fā)展。一方面已建成了大量的鋼結構建筑，另一方面成長了大批有規(guī)模的鋼結構施工建設企業(yè)，并在技術領域形成了具有中國特色的鋼結構建筑體系。但是，鋼結構施工質(zhì)量如得不到保證，將給建筑物安全留下無窮隱患。特別是在冬季施工中，受負溫環(huán)境影響，質(zhì)量缺陷給建筑物帶來的危害更大。本文僅就選材方面對鋼結構冬季施工質(zhì)量的影響進行分析，并提出相關預防措施。

1.選材應考慮負溫下制作和使用特性

鋼材的力學性能，受溫度變化影響十分明顯。在負溫區(qū)隨著溫度的降低，鋼材的強度提高，而塑性和韌性降低，逐漸變脆。當鋼材內(nèi)部有夾雜、氣孔、微裂紋等缺陷時，在負溫制作的鋼結構構件受力后，易發(fā)生負溫脆斷事故。因此，在選材方面應特別注意以下事項。

1.1考慮冶煉方法對鋼材性能的影響

冶煉方法的不同，鋼材的質(zhì)量有很大的差別。對轉爐鋼材除了氧氣頂吹轉爐鋼材外，其它冶煉方法的鋼材應慎重使用。

1.2在沸騰鋼和鎮(zhèn)定鋼中，宜選鎮(zhèn)定鋼

因為沸騰鋼在澆注過程中，脫氧不充分，鋼材中留有較多的氧化鐵夾雜和氣孔，鋼材質(zhì)量較差。所以在冬季施工中不易使用。

1.3在負溫下施工的鋼材，應有負溫沖擊韌性指標保證

Q235鋼的試驗溫度-20℃，16Mn鋼、16Mnq鋼15MnV鋼和15MnVq鋼的試驗溫度為-40℃。

1.4在負溫下焊接鋼結構的梁、柱接頭時，當板厚大于40mm時，由于節(jié)點的約束力較大，在板厚方向可能出現(xiàn)拉力作用，因而增加板厚方向的伸長率保證值，防止在拉力作用下出現(xiàn)層狀撕裂。所以在化驗單中應增加板厚方向的伸長率試驗值

2.用于負溫制作的鋼材，進場應嚴格檢查及復查化驗后，方可使用

由于鋼材品種繁多，各種原因難免有混材混批現(xiàn)象。鋼材進場后，若不經(jīng)嚴格檢查或復查化驗，將給鋼材結構安全使用造成隱患。因此，鋼材進場必須嚴格驗收制度。

（1）首先檢查鋼材數(shù)量、品種是否與訂單相符，查看生產(chǎn)廠家是否有誤。然后查看外觀，檢查鋼材規(guī)格尺寸是否符合規(guī)定。不論各種鋼材表面不得有結疤、裂紋、折疊、分層及銹蝕等缺陷，并做好記錄。如有上述缺陷不得使用。

（2）核查生產(chǎn)廠家提供的鋼材材質(zhì)證明及化驗單，檢查所列項目是否齊全（如爐種、鋼號、化學成分、機械性能等），各項指標是否符合國家技術標準要求，并按規(guī)定取樣進行復查化驗。

3.嚴格鋼材進場進廠后管理

3.1鋼材保管時必須防止銹蝕

堆放場地應地面平整堅實，四周有排水溝，雪后易于清掃。冬季雪后及時清掃，場內(nèi)不得堆有積雪。露天堆放時應選擇地勢較高場地。

3.2鋼材應分類堆放

各堆端部必須設有固定標牌和編號，標牌應標明鋼材品種、規(guī)格、數(shù)量材質(zhì)證明書號等，并按規(guī)定在鋼材端部，涂以不同顏色的油漆。謹防取材錯誤。

4.選用焊接材料必須滿足負溫要求

（1）按負溫要求選購焊接材料時，應按施工圖要求選購。其性能和質(zhì)量必須符合國際標準和行業(yè)標準的規(guī)定，并應有質(zhì)量證明書或檢驗報告。

（2）在鋼結構施工制作時，選擇的焊接材料必須與構件鋼材相匹配。當遇到兩種強度等級不同的鋼材需要焊接連接時，應按強度較高的鋼材選用焊條。

（3）在負溫下施工的鋼結構，在滿足設計原則要求的前提下，盡量選擇屈服強度 較低，沖擊韌性較高的低氫型或鈦鈣型焊條。

（4）冬季施工時，焊接材料極易受潮變質(zhì)，因此，必須嚴加對焊接材料的保管和貯存。

1）焊接材料進廠后，首先應檢查合格證。滿足要求后，在庫房內(nèi)應分類存放。

2）焊接材料應存放在通風良好的庫房內(nèi)。庫房溫度不宜低于10℃，濕度不大于50%。

3）對于酸性焊條，一般應在75℃～100℃的烘干箱中焙烘1小時，然后在保溫箱中保管。

4）對于低氫堿性焊條，使用前必須在250℃～350℃的烘干箱中焙烘1小時～2小時，然后放在低溫（80℃～100℃）烘干箱中保存。在負溫的環(huán)境情況下使用超過2小時，應重新焙烘。

5）對于在負溫下施工的重要結構構件，對含氫量有特殊要求時，應在400℃下焙烘1小時～2小時，然后放低溫（80℃～100℃）烘干箱中保存。在負溫的環(huán)境下使用超過2小時，應重新焙烘。

6）焊條焙烘次數(shù)一般不得超過3次。

7）焙烘焊條時，應逐漸加熱和冷卻，防止升降溫過急藥皮開裂。

8）焊劑在使用前應按質(zhì)量證明書的規(guī)定進行焙烘。其含水率不得大于0.1%。在負溫下露天焊接時，焊劑重復使用時間超過2小時，應重新焙烘。

5.冬季施工采用的高強螺栓應按負溫標定扭矩系數(shù)

響應高強螺栓扭矩系數(shù)的因素很多，其中重要的是施工環(huán)境溫度。一般產(chǎn)品說明書標定的是常溫下扭矩系數(shù)值。當溫度降低到10℃以下時，特別時是進入負溫區(qū)，影響更大，其值應按比例減小。因此在冬季施工中應根據(jù)負溫度值進行換算，按換算的值進行施工。

【參考文獻】

[1]項玉璞，王公山，朱衛(wèi)中，姚吉元.冬季施工禁忌手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.