基于4m1e的钢结构焊接质量控制

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1、第八埘仝1 日现代结构I 程学术研讨会 基于“4 M 1E ”的钢结构焊接质量控制 苏冠华任惠萍 【q m 女1 1 * J m H 】“m A H 0 一d 女m4 5 5 1 t 3 2 4 4 n m n m 0 一日m m4 7 1 ：m j # m I n 女口* 女，n r m m “I ”( “ 口”) N r l # 目* 镕* m “ M # * * 目：镕镕目4 镕女 一、刖舌 随着钢结构的J 泛应用和发展，其I 样r l 仙r 焊接引裳艄安全事故也【I 益增多。这位我们认识到准确落实 5 0 9 0 5 1 标准中关于特殊过程抽控制要求，对这类施f 操作r 以高度重视的重

2、竖性。具体在现场施I 中，如何对 钢结构的焊接造特殊过榉拔杯准的要求进行确玑( 识别) 和再确认，是我HJ 麻泼重视的问题。 新加坡投资九A 化上柴团安阳九阻化T 有限公刊年产1 2 万吨甲胺F 项，是I j 前国内单体总装嚣生产能 力昂人的甲胺D 盯装置。“卡装置钢框架程建筑面积：5 7 0 0 平方米( = 跨3 9 米。韩0 米) ：用制量：各 型号H 型制约1 0 0 0 吨、6 厚钢板6 0 0 0 平方米、其他通用型钢1 0 0 吨：施工蚶问：2 0 0 7 年元月、2 月基础施I ， 2 0 0 7 。3 月、4 j 钢结构施1 - 0 0 0 7 年5 月踩料，设备安装、T 艺

3、配管、电仪安装及调试、o 产准备。2 0 0 7 年 1 0 J9 口蝗赣收。 龇曩越盥 根据1 5 0 9 0 0 1 ：1 9 9 4 标准对特殊址程的阐进，我们应将钢结构的焊接过程视为“特殊过程”。土要是吲为其 加I 缺陷存使用过程巾才能暴露出米，H 胥人们对焊接部位c 进行多种检验试验并E 被断定为合格。 对f 焊接，特别是建筑钢结椅的焊接，国家和行q k 制定了许多报严格的检验试验( 无坝椅测) 规定，仉这些 艳* 4 方法J l 能椅侧静忐的质量，对于产品在性用过程中的质足韭化根堆实施觑先的检测。运用“4 M I E ”( 即“人、 机、料、法、环”) 对俐蚺掏焊接质量进行控制足种

4、经济有效的手段。 二、使用过程中钢结构焊接部位易发生的劣势变化 ( 一) 延迟裂牧及其危险 上业铡结构朐坍塌事故，多丝山逃裂纹引起的。它主型特点嬉焊后币即m 现，而是有一段的孕卣期 随着时问的推移逐渐发腥成为危害性裂纹。凼j 裂红产生的延姓现象，赦称其为廷避裂纹。m 十裂纹产生与扩展 的延迟性，使封先沾在r 件焊接完后的光捌检删和试验f l 被及时灶现和识别。闻此，牲祉在使用r l 裂纹萌发、F 展而导致结构的破q - ，甚氍酿成灾难什事故。 延迟裂纹产牛问翘的韧步分析延迟裂纹的，“牛b 扩腱耻班于焊接母材的淬硬性倾向、焊接接头的内应山 状忐以厦焊缝熔数金属扩散翅的台壁等= 个盯面艟其棚怍用的

5、程度。 】，2 0 q k 4 2 I 】0 吕m W 第八届全国现代纬构上程学术研讨会 在母材方面：焊接母材的淬硬性越高( 如高碳钢、高合金钢) 越容易产生延展裂纹。 在焊接接头方而：i _ 焊接部位的内应力较高时，很容易产牛延迟裂纹。这说明了合理设计焊接顺序，避免 或减少焊接内应力是卜分重要的。 在氢含量方丽：焊缝熔敷金属扩散氢是产生延迟裂纹的最t 要凼素。大量的实践证哪J ，焊接头熔敷金属含 氢量越高，则裂纹的倾向越人。 焊接接头熔敷金属中氧的来源主要是：在商温条件F ，水被电分离成氢平n 氧，氧容易逸出，而氢f i 容易逸 出，滞留在焊缝金属之中。在焊接条件下，水的来源主要有：焊条药皮

6、中从空气吸收的水分、焊条药皮组成成分 中的结晶水、工件表面的铁锈杂质、大气中的水分等。 ( 二) 突发性脆断及其危害 突发性脆断是在工业钢结构吊装施工中经常发生的，在焊接接头热影响区域低于应力状态下所发生的几乎 无明显颦性变形的断裂。这种断裂没有前兆且突出发生冈此叫做突发性脆断，其原因是焊接电流增大或焊接速度 降低，均使焊接线能餐增大，其结果导致热影响I ) ( ( 过热区) 的品粒变得粗大( 生成粗大的铁素体和珠光体) 致使 该区域的韧性大大降低。随着博材强度级别的提高，热影响区的脆化越严重，其断裂儿乎没有裂缝扩展的时间， 其特点足突然发生，断r 整齐的切割而状。这种断裂具有十分危险的破坏力

7、，由于其突发性，人们往往没有 f 寸 问做H 反应，事故就发生了，故其所造成的损害一般都足 分严重的。 从近几年发生的T 业钢结构吊耳脆断导致的雨大安全事故来看，其脆断部位均在焊接吊耳的热影响区何置， 其原凶足由1 ：吊耳与母材连接的焊缝较短，短距离内多次重复焊接造成线能量过大。使热影响区的温度陡升，促 使金属金相组织发生粗大变化，会属韧性大大降低，脆化加大，若遇微小应力就会发，# 突发性脆断。 三、对工业钢结构焊接的质量控制 按I S 0 9 0 0 0 标准的要求，根据多年在余业基本建设管理的经验，结合行业特点，督促施1 ：= 氽业将l i , l k 钢结 构的焊接过程视为特殊过程进行控

8、制，笔者认为应当做好下而两个方面的工作。 ( 一) 过程能力预先鉴定( 确认) 过程能力预先鉴定的对象是4 N I E ，即M a r l p o w e r ( 人力) ；M a c h i n e ( 机器) ；M a t e r i a l ( 材料) ；M e t h o d ( 方 法、技术) 利E n v i r o n m e n t s ( 环境) 。这里讲的颅先，是指焊接施工正式开始之前应做好的T 作。 1 、“人”是指操作者及检验、试验者。要对焊接人员、尢损检测人员的资格及能力进行鉴定( 这也是 I S 0 9 0 0 1 ：2 0 0 06 2 2 d ) 条款的要求)

9、。 a ) 检查资格证明是否有效，检查资格证明所注明的允许操作范围是否与目前即将开始的，T 程要求相一致， 如焊接母材、焊接方法、焊接位置是否与焊工合格证所注明的相一致。 b ) 对重要的焊接丁程，如重要节点、承重梁等的焊接，还要确认该焊接人员是否连续从事焊接_ l 二作，如果 间断时间超过半年，则应在现场对其进行考试，以确定其能力是否继续符合要求。 2 、对于焊接工程，“机”是指焊接设备、烘干设备和无损检测设备( 对应I S 0 9 0 0 1 ：2 0 0 06 3 b ) 条款的要求) 。 对焊接设备预先鉴定的内容主要有：焊机的型号是甭与焊接工艺要求匹配，焊接的电流、电压是否稳定， 焊机

10、电流的调整效果，焊机上的监测仪表是否有效等。 对无损检测设备的鉴定内容主要自：设备能力是否与焊件检测的要求相匹配，设备运转是否正常等。 3 、对于焊接工程，“料”丰要有焊接母材、焊接材料( 焊条、焊剂、焊丝) 等( 对应I S 0 9 0 0 1 ：2 0 0 07 4 3 条 款要求) 。 对“料”鉴定的主要内容包括：材料验证的全部内容( 合格证、质量证明、外观质量、包装、标识、必要的 复验) 、焊材烘干的效果等。 4 、对于焊接工程，“法”主要是指焊接J 二艺，包括焊接r 艺评定和焊接旖_ I = 技术方案( 对应I S 0 9 0 0 1 ：2 0 0 0 7 5 1b ) 条款要求)

11、。 a ) 焊接工艺评定。为了确定焊接规范，在正式施焊前，应进行焊接丁艺评定。焊接工艺评定一般是在母材、 焊接材料、焊接方法己确定的情况下，确定预热、后热及层问温度、电特性( 电流种类、极性、焊接电流、焊接 电压) 、操作特性( 焊接速度、摆动否、摆动参数、焊接层次) 等。- 工业建筑2 0 0 8 增刊 第八届全固现代结构工程学术研讨会 焊接工艺评定后，如果出现下列情况之时应重新进行焊接T 岂评定：首次焊接的钢种、焊接材料改变、 焊接方法政变、焊缝坡L 】型式改变、焊接线能量改变、焊接位置改变、焊后热处理规范改变等。 b ) 焊接施工技术方案。焊接1 二艺评定结果，由焊接技术人员编制并贯彻具

12、体焊接操作方法及注意事项。主 要包括：焊接材料及其烘f 要求、焊接顺序、焊接层次、预后热及层问温度、不同焊接位置时的焊接线能肇( 焊 接I 乜流、电压、焊接速度) 等。 c ) 做好焊接技术交底。焊接专、世技术人员必须向作业版做好技术交底。技术交底应做到町操作性强，使作 业人员清楚焊接规范和确保焊接质最应采取的必要控制措施。特别是短焊缝( 如吊耳) 焊接，应注意控制层问温度 不宜超过2 0 0 。 5 、对于焊接工程，“环”是指焊接操作环境( 对应1 5 0 9 0 0 1 ：2 0 0 06 4 条款要求) 。 对J ：焊接上程操作环境婴求包括气候环境和上作环境。气候环境包括温度、湿度、风速

13、等：工作环境包括 上件表面二F 燥及清洁程度( 有无油污、铁锈) 等。 焊接正式开始前，焊接技术人员或质量人员应对卜述五个方面进行鉴定，判定其是否已完全符合相应要求。 只有对卜述五个方面预先鉴定合格后，方可l F 式丌始焊接施工。为了确保这样的控制具有可追溯性，鉴定人员宜 做好预先鉴定( 确认) 记录。 ( - - ) 过程参数的连续监控( 再确认) 仨焊接施上进行的过程中，焊接专、啦技术人员或质量I 程师应对影响焊接质最的h 个方面因素进行连续监 控。卜述血个方面因素如果发生变化，应冉次确认其是否仍然符合要求。实施焊接全过程的连续监控的目的就是 确保影响焊接质量的诸因素始终处于控制之中，从而

14、确保焊接质量符合要求。 例如，焊接操作人员发生了变化，应重新审核新增人员的资格及能力是否符合相应的要求。 再如，焊接责任师或质量人员应对焊T 的操作是否符合预先规定的焊接丁艺进行监控，包括对焊接顺序、 焊接规范的监拎。特别是对重要节点、承霞梁等的焊接，还应在实地测量焊接操作时的电流、电压以及焊接速度 的同时，立即计算出其焊接线能量，以便发现线能量超出规定范嘲时，能立即通知焊T 调整焊接参数。 为r 确保过程参数的连续监控具有町追溯性，焊接专业技术人员或专职质量员，应做出焊接过程参数的连 续监控i ! 录。 四、结语 通过督促施【余I k 在钢结构焊接过程- 1 运用T Q C 的“4 M 1

15、E ”，在“人、机、料、法、环”五个方面对焊接质 量进行控制，使安5 开九阳化工有限公司年产1 2 万吨甲胺D M F 项目主装置钢框架工程顺利完工，按期投产。其工 程中的焊接质量得到，显著的提高，既赢得了信誉，义节约_ r 成本，真1 F 实行 r 甲己两万的双赢。 参考文献 “) 刘俊建筑安装企业G B T 1 9 0 0 I - 2 0 0 0 的理解与实施北京：fr 幽标准m 版社，2 0 0 2 ( 2 ) 赵夺熙戍重视对“钢结构焊接”特殊过程的捧静J 中质协认汪2 0 0 4 7 ：2 2 2 4 ( 3 ) 刘俊锅炉安装资质【 j 请与评审工作指南北京：中国标准版杜2 0 0 6 工、l k 建筑2 0 0 8 增n