轻钢结构件的制作工艺和焊接质量控制的方法探讨

摘 要：轻钢结构件在建筑工程中发挥着重要的作用，影响着建筑结构的安全性和稳定性，这对于轻钢结构件的质量提出了更高的要求，需要对其制作工艺进行改进，并加强对关键环节的控制。基于此，本文结合轻钢结构件制作工艺的具体流程进行分析，了解轻钢结构件制作过程中存在的问题，并以焊接环节为重点，探讨其质量控制方法。

关键词：轻钢结构件；制作工艺；焊接质量

前言：在目前建筑工程中，在保障坚固、耐久的同时，还需要满足节能环保的要求，相关材料和技术也在不断的革新、升级，改变着建筑的结构形式。目前，轻钢结构已在建筑工程当中得到广泛的应用，在安全环保方面具有显著的优势作用。与此同时，轻钢结构件还易于改建和拆除，为建筑的维修与改造提供了便利。而制作工艺及焊接质量的改进与提升，进一步提升了轻钢结构件的精度，使其能够得到广泛的应用。

1.轻钢结构件的制作工艺流程

在轻钢结构件的制作过程中，需要应用到多头数控火焰切割机或变截面火焰切割机、H型钢组立机、H型矫正机以及H型门式焊机。首先进行切割下料，使用吊板，在T 型组立后进行吊转（90°）。然后在经吊装、T 型组立后，对角缝Ⅰ进行焊接，吊转90°后，焊接角缝Ⅱ，吊转180°后，焊接角缝Ⅲ。再吊转90°后，焊接角缝Ⅳ。经过吊运、翼缘板Ⅰ矫正后吊转90°，矫正翼缘板Ⅱ。再经过吊运、筋板配焊、表面抛丸（喷砂）除锈、清丸（砂）、吊运、油漆等操作后，轻钢结构件的制作得以完成，最后进行包装出厂。而在轻钢结构件的生产制造过程中，需要根据其结构特点，并考虑到载荷特征、应力状态和结构形式，选择合适规格的钢材作为制造材料，既要具有高强度，同时还需要具备良好的焊接性能，为轻钢结构件的焊接、装配创造良好的基础条件。在此基础上，合理控制轻钢结构件的底板、腹板以及翼板的厚度范围，利于展开焊接工艺[1]。

2.轻钢结构件制作的主要工艺

2.1切割

切割是轻钢结构件制作的重要工艺环节，而数控等离子切割以及火焰切割是常用的切割方法，能够根据轻钢结构件制作的实际需要，按照相应的宽度，将钢板材料切割分条。在钢板切割的过程中，边缘处会出现割渣、割瘤以及氧化物等，需要使用角磨机进行处理，保证其板条边缘的平滑，并对其厚度和宽度进行检测，并妥善存放。

在切割的过程中，需要考虑到板厚和形状，选择合适的切割方法。在腹板切割过程中，一般应用数控等离子切割方法。但是由于其板厚较薄，切割后易发生变形，将会影响切割质量，不利于后续的组焊工作，导致轻钢结构件质量不合格。为了进一步提高腹板切割的质量，采用压缩空气等离子切割的方法，可更加快速的完成切割，有效地避免发生变形。

而在翼板切割时，一般应用火焰切割方法，目前，火焰切割的燃气开始从乙炔替换为丙烷、丙烯等新型燃气。在火焰切割钢板材料的过程中，切割部位会产生高温，容易导致钢板变形，其尺寸、规格参数也会相应发生改变，轻钢结构件会出现不同程度的曲线变形。为了解决切割件曲线问题，需要在火焰切割的过程，适当预热，控制好预热火焰，然后快速进行切割，并配合喷水冷却，以减少切割件受热。而为了保证切割件受热均匀需要采用两个或两个以上的割嘴进行切割，并保持对称。在切割过程中，需要充分考虑到工件的形状、精度。而剪板机和冲裁等设备，同样可以应用于下料工艺当中，根据生产场地和技术水平而定。

2.2焊接

在轻钢结构件制作工艺流程当中，完成对钢板材料的切割后，进行组立和焊接。在轻钢结构件的焊接过程中，需要考虑其用途、工作条件和受力情况，正确予以组立，明确焊接位置，选择合适的焊接方法，提高焊接技术水平，保障轻钢结构件的质量。

手工电弧焊是一种常用的焊接方法，其操作简单，但是对于技术水平要求很高，往往取决于焊工的能力，存在着不确定性。并不适用于精度要求高的轻钢件焊接当中。自动埋弧焊主要用于板厚较大的钢板材料，能够自动化操作，适合于直线焊缝中，并能够保障焊缝的质量稳定；但是在曲线或其他形状焊缝中，则采用半自动埋弧焊，兼具手工电弧焊和自动埋弧焊的特征，其应用较为普遍。气体保护焊则具有加热集中、焊接速度快和焊件熔深大的优势，利用气体保护，将电弧、熔池隔离大气，能够更加稳定的焊接，可有效减小焊件的变形程度，其焊接效率介于手工电弧焊和自动埋弧焊之间，更适用于薄板的焊接。各类焊接方法有着不同的优势和缺陷，需要在轻钢结构件制作中，合理予以选用。而单面焊工艺是对埋弧焊工艺的改造和升级，在轻钢结构件的焊接中工序更加简单，焊接质量和焊接效率得到显著提升。

2.3轻钢结构件的表面处理

轻钢结构件的表面处理是一种保护措施，防止工件出现锈蚀。轻钢结构件经焊接完成后，应用抛丸（喷砂）工艺，对其表面进行处理，然后按照一定的厚度要求，均匀喷涂底漆，进而起到防腐、防锈蚀的作用。

3.焊接质量控制方法

3.1材料控制

在轻钢结构件的焊接操作中，应严格遵循GB 50661 《钢结构焊接规范》，合理选用材料，将其作为焊接材料（焊条、焊丝、焊剂以及焊嘴）选择的参考标准，并满足轻钢结构件的设计标准。焊接材料（焊丝除外）在投入使用前，需要按要求进行烘干处理，并妥善予以存放，并由专人进行管理。

3.2焊缝表面及内部质量控制

在保证材料合格的基礎上，需要有资格的焊工进行操作，并严格遵守操作规范。对于首次应用的焊接工艺，则需要事先进行工艺评定，确认其可行性。在焊接过程中，加强对焊瘤、气孔、咬边等表面缺陷的控制，其焊缝的内部缺陷（如裂纹、气孔、夹渣、未熔合等）应采取超声波探伤、射线探伤等无损检测进行检查，通过补焊法或双面盖板补强的方法予以改进。

3.3焊接变形的控制

焊接变形是焊接过程中的常见问题，不仅会影响轻钢结构件的正常装配，还导致使用性能的下降。加强对焊接变形的控制，应从焊接变形的原因入手，并针对各类变形情况，采取相应的解决措施。在焊接工艺的制定中，应对焊缝截面积、工件预热情况、焊接方法以及接头形式进行综合分析，合理设计焊接结构，减少焊缝数量。与此同时，焊缝金属的填充量，应适当予以降低；焊接接头的对称性十分关键，最佳的焊缝位置应与截面重心对称，可将其作为焊缝位置选择的参考；将角焊缝设计为断续角焊缝，可减小焊缝截面尺寸，同样可以有效控制焊接变形。在焊接操作的过程中，应最大程度的控制弯曲变形量。焊接过程，还应注意焊接顺序，并需要避免焊缝相交，防止应力集中于交点，进而破坏材料塑性，影响轻钢结构件的质量[2]。

结论：综上所述，轻钢结构件制作工艺的改进和升级，对于提高轻钢结构件的质量和精度有着积极的影响。在轻钢结构简单制作工艺中，多数质量问题均出在焊接环节，这就需要着重加强对该环节的质量控制。根据轻钢结构件制作的实际需求，应用先进的技术手段，做好材料控制、焊缝表面和内部质量控制、以及变形控制等各项工作，提高焊接水平，进而保证轻钢结构件的质量。

参考文献：

[1]张燕斌，王荣华. 轻钢结构件的连接工艺与性能研究[J]. 铸造技术，2017，38（02）：428-431.

[2]孙小虎. 多层轻钢结构住宅安装技术探讨[J].科技创新与应用，2016，（07）：271-272.

作者简介：

张乃祥（1979—），男，助理工程师、国际焊接技师，主要从事压力管道元件、钢结构件的焊接工艺编制及质量控制工作。