谈钢结构焊接冬季施工对选材质量的影响及预防

王洪智

【摘 要】钢结构施工质量如得不到保证，将给建筑物安全留下无穷隐患。特别是在冬季施工中，受负温环境的影响，质量缺陷给钢结构建筑物带来的危害更大。

【关键词】结构钢；选材；影响；预防

近年来，我国钢结构建筑得到迅猛发展。一方面已建成了大量的钢结构建筑，另一方面成长了大批有规模的钢结构施工建设企业，并在技术领域形成了具有中国特色的钢结构建筑体系。但是，钢结构施工质量如得不到保证，将给建筑物安全留下无穷隐患。特别是在冬季施工中，受负温环境影响，质量缺陷给建筑物带来的危害更大。本文仅就选材方面对钢结构冬季施工质量的影响进行分析，并提出相关预防措施。

1.选材应考虑负温下制作和使用特性

钢材的力学性能，受温度变化影响十分明显。在负温区随着温度的降低，钢材的强度提高，而塑性和韧性降低，逐渐变脆。当钢材内部有夹杂、气孔、微裂纹等缺陷时，在负温制作的钢结构构件受力后，易发生负温脆断事故。因此，在选材方面应特别注意以下事项。

1.1考虑冶炼方法对钢材性能的影响

冶炼方法的不同，钢材的质量有很大的差别。对转炉钢材除了氧气顶吹转炉钢材外，其它冶炼方法的钢材应慎重使用。

1.2在沸腾钢和镇定钢中，宜选镇定钢

因为沸腾钢在浇注过程中，脱氧不充分，钢材中留有较多的氧化铁夹杂和气孔，钢材质量较差。所以在冬季施工中不易使用。

1.3在负温下施工的钢材，应有负温冲击韧性指标保证

Q235钢的试验温度-20℃，16Mn钢、16Mnq钢15MnV钢和15MnVq钢的试验温度为-40℃。

1.4在负温下焊接钢结构的梁、柱接头时，当板厚大于40mm时，由于节点的约束力较大，在板厚方向可能出现拉力作用，因而增加板厚方向的伸长率保证值，防止在拉力作用下出现层状撕裂。所以在化验单中应增加板厚方向的伸长率试验值

2.用于负温制作的钢材，进场应严格检查及复查化验后，方可使用

由于钢材品种繁多，各种原因难免有混材混批现象。钢材进场后，若不经严格检查或复查化验，将给钢材结构安全使用造成隐患。因此，钢材进场必须严格验收制度。

（1）首先检查钢材数量、品种是否与订单相符，查看生产厂家是否有误。然后查看外观，检查钢材规格尺寸是否符合规定。不论各种钢材表面不得有结疤、裂纹、折叠、分层及锈蚀等缺陷，并做好记录。如有上述缺陷不得使用。

（2）核查生产厂家提供的钢材材质证明及化验单，检查所列项目是否齐全（如炉种、钢号、化学成分、机械性能等），各项指标是否符合国家技术标准要求，并按规定取样进行复查化验。

3.严格钢材进场进厂后管理

3.1钢材保管时必须防止锈蚀

堆放场地应地面平整坚实，四周有排水沟，雪后易于清扫。冬季雪后及时清扫，场内不得堆有积雪。露天堆放时应选择地势较高场地。

3.2钢材应分类堆放

各堆端部必须设有固定标牌和编号，标牌应标明钢材品种、规格、数量材质证明书号等，并按规定在钢材端部，涂以不同颜色的油漆。谨防取材错误。

4.选用焊接材料必须满足负温要求

（1）按负温要求选购焊接材料时，应按施工图要求选购。其性能和质量必须符合国际标准和行业标准的规定，并应有质量证明书或检验报告。

（2）在钢结构施工制作时，选择的焊接材料必须与构件钢材相匹配。当遇到两种强度等级不同的钢材需要焊接连接时，应按强度较高的钢材选用焊条。

（3）在负温下施工的钢结构，在满足设计原则要求的前提下，尽量选择屈服强度 较低，冲击韧性较高的低氢型或钛钙型焊条。

（4）冬季施工时，焊接材料极易受潮变质，因此，必须严加对焊接材料的保管和贮存。

1）焊接材料进厂后，首先应检查合格证。满足要求后，在库房内应分类存放。

2）焊接材料应存放在通风良好的库房内。库房温度不宜低于10℃，湿度不大于50%。

3）对于酸性焊条，一般应在75℃～100℃的烘干箱中焙烘1小时，然后在保温箱中保管。

4）对于低氢碱性焊条，使用前必须在250℃～350℃的烘干箱中焙烘1小时～2小时，然后放在低温（80℃～100℃）烘干箱中保存。在负温的环境情况下使用超过2小时，应重新焙烘。

5）对于在负温下施工的重要结构构件，对含氢量有特殊要求时，应在400℃下焙烘1小时～2小时，然后放低温（80℃～100℃）烘干箱中保存。在负温的环境下使用超过2小时，应重新焙烘。

6）焊条焙烘次数一般不得超过3次。

7）焙烘焊条时，应逐渐加热和冷却，防止升降温过急药皮开裂。

8）焊剂在使用前应按质量证明书的规定进行焙烘。其含水率不得大于0.1%。在负温下露天焊接时，焊剂重复使用时间超过2小时，应重新焙烘。

5.冬季施工采用的高强螺栓应按负温标定扭矩系数

响应高强螺栓扭矩系数的因素很多，其中重要的是施工环境温度。一般产品说明书标定的是常温下扭矩系数值。当温度降低到10℃以下时，特别时是进入负温区，影响更大，其值应按比例减小。因此在冬季施工中应根据负温度值进行换算，按换算的值进行施工。

【参考文献】

[1]项玉璞，王公山，朱卫中，姚吉元.冬季施工禁忌手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.