缺陷的現狀及對鋼結構整體結構的影響和危害，詳細分析了各缺陷
的產生原因，並針對性地提出了避免和減少製造缺陷的防治措施。
關鍵詞：鋼結構缺陷防治
鋼結構建築因具有自重輕、強度高、抗震效能好、節約空間、質量可靠、施工速度快、綠色環保等多方面特殊的優勢，在建設工程上得到日益廣泛的應用，近幾年，隨著我國經濟建設的快速發展，鋼結構建築正從工業廠房建築結構向著多高層民用建築結構、大型劇場、橋梁結構及辦公建築結構方向發展，至盡，鋼結構建築因其獨特的優勢在國內得到了快速的發展。
在鋼結構工程施工過程中，鋼構件製造過程的精度和品質是決定整體鋼結構工程質量的關鍵，往往在鋼構件的製造過程中存在諸多違反國家工程技術規範和驗收標準的一些製作方法和違規行為，本文對這些違反國家工程技術規範和驗收標準的做法和行為作為缺陷進行提出、分析和研究，以引起各施工單位的重視，共同將鋼結構行業做精、做強，推動行業發展。
1.鋼材氣割面存在明顯的割紋、氣割缺口、氣割面彎曲不平等缺陷
鋼材氣割面存在明顯的割紋、氣割缺口、氣割面彎曲不平等缺陷，這些缺陷經氣割後能比較明顯地暴露出來，通過觀察就能發現，此類缺陷雖對結構效能影響不大，但確嚴重影響了鋼構件的外觀質量，造成構件外觀粗糙，影響後序施工和外觀質量。
氣割面存在缺陷的主要原因是氣割過程操作不規範、氣割工藝不符合要求。
為避免鋼材氣割面存在以上缺陷，可從以下幾方面進行防治：
1）氣割前檢查確認整個氣割系統的裝置全部執行正常，特別注意氣割氣壓應穩定，不漏氣，壓力表正常無損，氣割裝置軌道保持平直和無振動，割嘴氣流通暢，割炬角度和位置準確。
2）根據氣割機械的型別和可氣割的鋼板厚度選擇正確的工藝引數。
3）氣割時調整氧氣射流的形狀，使其達到並保持輪廓清晰、風線長和射力高，割炬移動應保持勻速，割件表面距焰心尖端2~5mm為宜。
2.焊縫連線常見缺陷
2.1引弧、收弧缺陷
焊接過程中，由於不設定引弧板、收弧板，直接在母材上引弧和收弧，隨意焊接，會造成電弧擦傷母材，在引弧或收弧周圍產生弧坑、裂紋、未熔合、夾渣、氣孔等缺陷，嚴重影響焊接質量。
焊接對接接頭、t型接頭、角接接頭、十字接頭等對接焊縫及對接和角接組合焊縫時，應在焊縫的兩端設定引弧板和收弧板，並在引弧板和收弧板上進行引弧和收弧焊接，嚴禁在焊道外的母材上引弧和收弧。
引弧板和收弧板材質應與被焊接母材相同，其坡口形式也應與被焊工件相同，不得使用其他材質的鋼板充當引弧板和收弧板，另外，確保引弧板和收弧板的尺寸滿足有關規定要求。
構件焊接完畢，引弧板和收弧板應採用氣割切除或機械切割的方法除掉，割除後將邊緣修磨平整，嚴禁用鎚擊掉。
2.2定位焊焊接缺陷
定位焊常見的缺陷有：不注意焊接材料的匹配盲目焊接，造成焊縫根部強度達不到設計要求，形成缺陷；定位焊焊接隨意性大，不注意焊腳尺寸和間距，影響後序焊縫的成型。
定位焊必須由持相應合格證的焊工施焊，焊接前應注意所使用的焊接材料、焊接規範及焊接質量等級等是否符合要求，嚴格遵守有關工藝規定，要求清根的焊縫應在接頭坡口的外側進行定位焊接，清根時可將定位焊焊縫清除，定位焊焊縫厚度不宜超過設計焊縫厚度的2/3，焊縫長度宜大於40mm，間距500~600mm，並應填滿弧坑，定位焊焊縫上有氣孔或裂紋時，必須清除後重新焊接。
2.3不等厚板對接缺陷
鋼結構製作過程中很多情況都需要不等厚板進行對接，按照設計要求，一般腹板不等厚對接採用中心線對齊的形式，翼緣板不等厚對接採用偏心對齊的形式，如圖2-1所示，往往在製作過程中忽略如圖所示的焊前倒角，焊縫和厚板不作平滑過渡處理，這樣焊縫在高出薄板厚度處易引起應力集中和產生未熔合等焊接缺陷，影響焊接質量。
厚度相差較大（≥3~4mm）的鋼板對接時，應將厚板的一面在焊接前加工成斜坡，斜坡坡度應不大於1:2.5，如圖2-1所示；或焊縫焊成斜坡狀，焊縫坡度應不大於1:
2.5，如圖2-2所示，這樣能避免或減少對接焊縫存在缺陷。
圖2-1鋼板不等厚對接示意圖——厚板成斜坡狀
a）中心線對齊 b）偏心對齊
圖2-2鋼板不等厚對接示意圖——焊縫成斜坡狀
a）中心線對齊 b）偏心對齊
2.4對接焊縫餘高過高
在焊接對接焊縫時，操作人員或技術質檢人員對對接焊縫的餘高不加限制，認為對接焊縫餘高越高其強度越大，對接焊縫餘高過高會使焊縫與母材強度不一致，引起應力集中，容易在焊縫與母材過渡區域產生裂紋，促使焊縫缺陷增多，降低焊縫強度，影響焊縫承載力和耐久性。
造成對接焊縫餘高過高的原因主要在於焊工的操作技術水平和焊接引數的調整，應嚴格按照工藝規定進行焊接。
在鋼結構焊接過程中應將對接焊縫餘高控制在規範規定值之內，在承受動荷載情況下，對接焊縫的餘高最好趨向於零，在其他情況下，對接焊縫的餘高應控制在0~3mm之內。
2.5對接焊縫錯邊
對接焊縫施焊後，經常存在對接焊縫的錯邊現象，主要表現在對接的縱向、橫向或環向焊縫的兩板邊產生錯位，造成焊縫中心線兩側鋼板高低不平。
造成對接焊縫錯邊的主要原因有：鋼板在對接點焊時兩板錯位，不在乙個平面內，另外，對於環向焊縫的錯邊主要是因為鋼板由於周長存在誤差，組裝時產生環向錯邊，箱體構件、複雜構件在組對時組裝間隙大小不一，使構件產生錯邊。
在鋼構件製造過程中，通常的兩板對接焊縫都為二級焊縫，規範要求最大錯邊量不能超過2mm，以確保焊縫強度和耐久性，防治對接焊縫產生錯邊一般可從以下幾個方面採取措施：
1）鋼板組對時，嚴格控制組對誤差，通過調整保證對接處錯邊量。
2）對於環向焊縫，組對前應仔細測量環縫的周長尺寸，並在組對時注意採取調整、集中或借讓等方法來消除焊縫在全長或區域性上錯邊的現象。
3）組對時臨時點焊的焊縫不宜過長，焊工在焊接時，隨時觀察焊縫兩板錯邊情況，對存在的錯邊應及時調整，確保錯邊量後再施焊。
2.6焊縫尺寸不符合規範允許偏差要求
根據筆者對《鋼結構工程施工質量驗收規範》（以下簡稱規範）的理解，筆者認為對焊縫尺寸的控制應分為以下三類：第一類是t型接頭、十字接頭、交接接頭等要求熔透的對接和角接對接組合焊縫的焊腳尺寸控制；第二類是對接焊縫及完全熔透組合焊縫尺寸控制；第三類是部分熔透組合焊縫和角焊縫外形尺寸控制，其中前兩部分焊縫均為全熔透焊，後面的是部分熔透和角焊縫，另外，第二類焊縫尺寸主要是指對接焊縫餘高和錯邊，在這裡不予重複。
第一類焊縫焊腳尺寸不應小於t/4（t為連線處較薄板的厚度），當設計有疲勞驗算要求的吊車梁或類似構件的腹板與上翼緣連線焊縫的焊腳尺寸為t/2，且不應大於10mm，其允許偏差為0~4mm。
第三類焊縫的外形尺寸應滿足驗收規範要求，在焊接過程中經常存在焊腳尺寸過小和過大現象，焊腳尺寸過小、不足設計要求，降低焊縫強度和承載力；焊腳尺寸過大，會造成周圍母材「過燒」，焊縫處產生彎曲、翹曲變形，增大焊接收縮應力，影響外形尺寸和連線質量。
2.7焊縫外觀缺陷
根據規範要求，對焊縫外觀缺陷的控制原則是：凡是嚴重影響焊縫承載力的缺陷都是嚴禁的。所以，焊縫表面不得有裂紋、焊瘤等缺陷。
一級、二級焊縫不得有表面氣孔、夾渣、弧坑裂紋、電弧擦傷等缺陷。且一級焊縫不得有咬邊、未焊透、根部收縮等缺陷。
避免焊縫外觀缺陷不但能保證焊縫承載力，還能增強焊縫的觀感質量，給人一精品的感覺，提公升構件質量水平，體現企業整體實力，所以應嚴格按照規範要求避免以上焊縫外觀缺陷，重點作好以下幾方面工作：
1）強化焊工管理，抓好對焊工的培訓、技術指導工作，使焊工具備較高的專業技術知識和技能。
2）嚴格檢驗並保證所使用焊接材料與鋼構件的材質相匹配，確保不能因焊材不匹配而影響焊縫焊接質量。
3）焊接過程嚴格履行有關焊接操作規程，選擇合理的焊接引數、焊接順序等。
3.螺栓連線板孔直徑、孔間距偏差大
在現場螺栓連線工程中，由於螺栓連線板孔數量多、要求精度高，往往在安裝過程中會造成螺栓不能自由穿入螺栓孔，特別是高強度螺栓連線，強行穿入螺栓會損傷絲扣，改變高強度螺栓連線副的扭矩係數，嚴重的連螺母都難以施擰，另外，規範還規定，高強度螺栓孔不應採用氣割擴孔，氣割擴孔使擴孔處鋼材造成缺陷。
造成螺栓連線板不能自由穿入螺栓的主要原因是螺栓連線板孔直徑、孔間距偏差較大，超出了規範規定的螺栓孔孔距允許偏差的要求。
螺栓連線可謂是鋼結構施工中對結構安全和使用功能有著嚴重影響的施工工序，應嚴格按照驗收規範的要求進行驗收，確保連線質量，筆者認為從以下幾個方面能有效避免或減少螺栓連線板孔直徑、孔間距的偏差：
1）對鑽製位置精度要求高的螺栓孔或板疊層數多、長排連線、多排連線的孔群可採用鑽模、衝模控制孔間距、尺寸和精度，以保證制孔精度。
2）對孔群中孔數量較多的連線板鑽孔，孔的定位、號孔，要先測量、定位出孔群總長，在總長範圍內進行分段，再分別對孔進行定位，這樣就避免了較大的孔距累計誤差，可使每一段中間的誤差能控制在規範允許範圍內。
3）如有條件，可採用數控平面鑽床進行制孔，對同規格的批量連線板，統一下料後，找出兩個相臨基準邊，調整好裝置的相關引數，將孔群的尺寸數值輸入控制程式，採用多疊板一次性鑽孔成型，有效避免或減少連線板的孔群偏差，加之數控平面鑽床的鑽孔精度較高，螺栓連線板孔直徑、孔間距偏差大、螺栓不能自由穿入的情況得到了防治。
4.變截面構件尺寸偏差大，影響安裝精度
鋼結構廠房體系中有很多構件形狀特殊、截面尺寸大小不一，我們通常稱為變截面構件，如變截面柱、變截面梁及桁架構件等，變截面構件製作難度較大，精度要求較高，往往製作完的成品變截面構件尺寸偏差較大，主要為構件長度、截面尺寸和端板角度偏差大，輕則保證不了安裝精度，導致返修、返工，重則安裝不上，造成構件報廢。
造成尺寸偏差大的主要原因是構件下料前的放樣、號料存在偏差甚至錯誤，型鋼組立結束後二次切割、齊頭存在偏差。
避免或減少變截面構件的尺寸偏差應從鋼板放樣工序開始控制，重點應從以下幾點進行防治：
1）放樣用的平台應平整，不得存在翹曲，特別是在施工現場搭設平台時更應該注意，要根據鋼構件的自重和尺寸，設定混凝土基座或支墩，再在上面設定鋼製平台，並作好平台的固定，確保牢固，平台上表面應進行找平，批量製作時最好使用專用的放樣平台，平台的尺寸大小應滿足鋼構件尺度要求。
2）按圖紙尺寸1：1的比例在平台上放出大樣，常見變截面的構件為不等邊的多邊形，最好採用製作好的樣板進行放樣，放樣時還應考慮預留切割餘量、加工餘量、焊接收縮量、二次切割餘量和起拱量等，放樣結束後，應對照圖紙進行仔細核對，檢查放樣尺寸和偏差，符合要求後，報專職檢驗員或班組長、技術員進行檢查，確認無誤後方可按照放樣尺寸進行下料。
鋼結構工程施工中常見問題及對策
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