分析钢结构加工中产生的缺陷及防护措施

　　摘要：随着建设技术的飞速发展，钢结构以其建设周期较短、施工速度较快、承重强度大的特点，已经发展成为各种建筑、机械、电力行业不可或缺的材料，并且需求量是极大的。由此，如何提高钢结构的质量，对于钢结构在加工过程中的缺陷加以防治，是钢结构研究领域的一个重点。本文作者结合工作经验，主要分析钢结构加工中产生的缺陷及防护措施，为未来钢结构加工提供一定的理论基础。 
　　关键词：钢结构；加工；缺陷；防护措施 
　　中图分类号：TU391 文献标识码： A 
　　引言 
　　钢结构加工是整个钢结构工程中一个及其重要的环节，直接决定着钢结构工程的成本管理和控制、质量管理和控制、安全管理和控制以及施工工期的管理和控制。但是，在钢结构加工过程中还存在着一系列的急需解决的问题，不利于钢结构工程的科学发展。特别是钢结构加工过程中对产生的缺陷及防护措施工艺的改进力度，直接决定了钢结构加工 
　　的成败。 
　　1钢结构的性能 
　　建筑钢材强度高，塑性、韧性好，钢结构自重轻、材质均匀、密闭性较好且制作简便、施工周期短，然而钢结构耐腐蚀性差，耐热不耐火，在低温和其他的条件下可能发生脆性断裂。常用钢材有发裂、夹层、微孔、白点、内部破裂、氧化铁皮、斑疤、夹砂、划痕、切痕、过烧等缺陷。 
　　2钢构件加工过中易产生的问题 
　　钢构件加工过程中易产生以下缺陷：矫正时引起的冷热硬化；放样尺寸和孔中心的偏差；切割边未作加工或加工未达到要求；孔径误差；冲孔未作加工，存在有硬化区和微裂纹；构件的冷加工引起的钢材硬化和微裂纹；构件的热加工引起的残余应力等。加工过程中严格按范要求施工即可避免以上缺陷。 
　　3钢结构焊接产生的缺陷及预防措施 
　　3.1 钢结构焊接产生的缺陷 
　　热影响区母材的塑性、韧性降低，钢材硬化、变脆和开裂；有焊接残余应力和残余应变；产生各种焊接缺陷：裂纹、气孔、夹渣、焊瘤、烧穿、弧坑、咬边、未熔合和未焊透等；焊接带来应力集中。 
　　3.2 预防钢结构焊接缺陷的措施 
　　在焊接前将焊缝处母材上的油污和杂质清除干净；使用干的焊条，仅有湿焊条时要在120～250 ℃下烘干后使用，但不能在火上直接烘烤；焊条型号与母材匹配，检查药皮的类型，对于自动焊或半自动焊的焊丝也要与母材匹配；拼接板与母材一致，掌握好拼接板的焊缝布置和被拼接母材之间的间距；母材坡口形式主要取决于板厚和焊接方法，常用的有I 形、V 形、X 形、单边V 形、单边U 形、K 形等，还要采用封底补焊和垫板；当采用不同宽度或厚度（相差4 mm 以上）的构件对接焊时，要将较宽或较厚的板件加工成≤1∶4 的坡度，以保证平滑过渡；满足焊缝的最大焊脚尺寸、最小焊脚尺寸、最小焊缝长度等构造要求；焊接时避免焊缝过分集中或多方向焊缝相交于一点。例如：梁、柱拼接时，翼缘的拼接焊缝和腹板的拼接焊缝要错开一定的间距，加劲肋、隔板焊接时内面要切角；对较厚的板材（>8 mm）的焊缝采用分层施焊，每层接头错开30 mm 以上，采用分段退焊，并在焊下一层前，必须将上层焊渣清除干净；对接焊缝的两端使用引弧板，引弧板在焊毕后用气割切除，并将板边沿受力方向修磨平整；焊接时要满足周围大气温度要求，要求焊工技术熟练，要有消除残余应力应变的措施；在施工现场焊接时，要有良好的防雨、防雪和防风设备，在四级风以上没有防风设备时，不能施焊；消除应力应变的常用方法有：预热、后热、高温回火、反变形和轻敲击等。 
　　3.3钢结构螺栓连接过程中产生的缺陷及其防护措施 
　　3.1螺栓连接过程中产生的主要缺陷 
　　螺栓孔引起构件截面削弱；普通螺栓连接在长期动荷载作用下的螺栓松动；高强度螺栓连接预应力松弛引起的滑移变形；螺栓及其附件钢材质量不符合设计要求。 
　　3.2提高螺栓连接质量，减少因此产生缺陷的方法 
　　受力螺栓的直径要符合设计要求或通过计算求得；螺栓的受拉是通过设置于构件端部的端板、连接角钢或T形钢实现的。端板、连接角钢或T形钢等要符合设计厚度，也可设置加劲肋，以便受拉时有足够的强度和刚度；高强螺栓预应力施加方法：先对全部螺栓作初拧和复拧，然后再用电动、风动或人工特制扳手拧紧螺母而产生预应力。控制预应力常用扭矩法、转角法或采用扭剪型高强度螺栓；高强度螺栓拧紧后，预应力经一段时间后松弛，通常在一天以内的损失量为总损失的90%。为补偿预应力松弛的影响，施工时将螺栓超张拉5%～lO%左右；高强度螺栓施拧过程中，施工的预应力误差不大于10%， 
　　不能欠拧，否则摩擦力满足不了设计要求，且在受力过程中将会产生较大的滑移变形；不能超拧过大，否则会拧断螺栓，也可能暂时未断但过后会出现螺栓脆断现象；接头受剪面上不能有螺纹；对螺栓较多的接头，已经拧好的螺栓将受到它周围螺栓在施拧时的影响。为使受力均匀，施拧时至少分两次拧，选择适当施拧次序，要从节点刚度大的部位向不受约束的边缘进行；大面积的节点中，应从节点中央沿杆件向外进行。 
　　3.4钢结构防护涂层缺陷及其处理措施 
　　所有钢结构在投人使用之前必须进行防腐处理。虽然钢结构表面都必须刷上防护涂层，但还是会出现涂层锈蚀现象，有的锈蚀从涂层里面向外发展，有的从外向里锈蚀，有的大面积锈蚀，有的局部锈蚀，这样久而久之会增加钢材的锈蚀速度，影响结构的承载力。 
　　3.4.1.钢结构加工防护涂层锈蚀的缺陷 
　　涂料使用不配套、不符合设计要求；涂装施工环境恶劣，造成涂层固化不充分、黏结力不牢固；涂层涂装遍数、涂层厚度达不到设计和规范要求 
　　3.4.2.钢结构加工防护涂层锈蚀缺陷的防护措施 
　　涂料的配套和性能要求严格把关，改善涂装施工环境，对于涂层的次数、规格进行严格检查。同时对于不同的涂层工艺采用不同的方式，如显刷纹：使用高级刷子，少用合成树脂涂料；流挂：涂层不要太厚，适当使用稀释剂；皱纹：涂层不能太厚，下层涂层干燥后再涂上层涂料；起泡：基底除锈不干净。