淺談鋼結(jié)構(gòu)施工中焊接技術(shù)的應(yīng)用

摘要：

本文主要從鋼結(jié)構(gòu)焊接施工前的準(zhǔn)備、鋼結(jié)構(gòu)焊接的要點、鋼結(jié)構(gòu)焊接過程中的常見問題及其原因探討、焊接技術(shù)新工藝的發(fā)展等方面進(jìn)行分析和說明。

前言

由于鋼結(jié)構(gòu)具有綜合力學(xué)性能高、焊接密封性能好、便于拆裝、重量輕、生產(chǎn)周期短等優(yōu)點，因此在造船、航空、機(jī)械、運輸、水電、石油化工等行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，焊接技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)施工中發(fā)揮著巨大的作用，同時也存在著很多問題，研究鋼結(jié)構(gòu)施工中焊接技術(shù)的應(yīng)用是非常必要的。

1.鋼結(jié)構(gòu)焊接施工前的準(zhǔn)備

1.1焊接從業(yè)人員的要求

1.1.1進(jìn)入施工現(xiàn)場前，焊工的合格證必須報監(jiān)理審核，再由甲方發(fā)放統(tǒng)一的焊工上崗證。

1.1.2所有進(jìn)入施工現(xiàn)場的焊工，應(yīng)持有《特種設(shè)備焊接操作人員考核細(xì)則》中相關(guān)合格項目的焊工證，并在有效期內(nèi)，無證焊工以及證件在有效期外的焊工不能進(jìn)場。

1.1.3焊工焊接過程的控制執(zhí)行公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)一壓力容器安裝作業(yè)指導(dǎo)書《焊工資格控制程序》。

1.1.4所有特種作業(yè)人員包括焊接技術(shù)人員，質(zhì)量檢測人員及無損檢測人員均應(yīng)有國家專業(yè)機(jī)構(gòu)考核頒發(fā)的證書。

2.焊接工藝

2.1焊接工藝評定

施工單位首次采用的鋼材、焊接材料、焊接方法、接頭形式、焊接位置、焊后熱處理等各種參數(shù)及參數(shù)的組合，應(yīng)在鋼結(jié)構(gòu)制作及安裝前進(jìn)行焊接工藝評定試驗且試驗合格。采用合格的焊接工藝評定制定焊接工藝指導(dǎo)書。

2.2焊接作業(yè)條件

焊接時，作業(yè)區(qū)環(huán)境溫度、相對濕度和風(fēng)速等應(yīng)符合下列規(guī)定。當(dāng)超出本條規(guī)定焊接時，應(yīng)編制專項方案：

2.2.1作業(yè)環(huán)境溫度不低于-10℃；

2.2.2焊接作業(yè)區(qū)相對濕度不應(yīng)大于90%；

2.2.3當(dāng)手工焊和自保護(hù)藥芯焊絲電弧焊，焊接作業(yè)區(qū)最大風(fēng)速不應(yīng)超過8m/s；當(dāng)氣體保護(hù)電弧焊時，焊接作業(yè)區(qū)最大風(fēng)速不應(yīng)超過2m/s。

3.鋼結(jié)構(gòu)焊接的要點

3.1鋼結(jié)構(gòu)的連接

在鋼結(jié)構(gòu)中，柱子截面一般多為箱形截面或者寬翼緣“工”字形，另外還有“十”字形截面等等，梁多數(shù)是焊接或者軋制的“H”型鋼梁，如果要求特殊也可以符合截面，在安裝前要對主要的焊接接頭做焊接工藝的試驗，定出焊接的材料和各項參數(shù)。

3.2焊接方法的選擇

選擇焊接方法應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、尺寸、形狀、材料成分、接頭形式以及對焊接接頭的質(zhì)量要求，加之現(xiàn)場的生產(chǎn)條件、技術(shù)水平等，選擇最經(jīng)濟(jì)、最方便高效并且能保證焊接質(zhì)量的焊接方法。為了正確的選擇焊接方法，必須要了解各種焊接方法的生產(chǎn)特點及適用范圍（如焊件厚度、焊縫空間位置、焊縫長度和形狀等）。同時，考慮各種焊接方法對裝配工作的要求，如工件坡口和所需生產(chǎn)工藝裝備等，焊接質(zhì)量及其穩(wěn)定程度，經(jīng)濟(jì)性如勞動生產(chǎn)率、焊縫成本、設(shè)備復(fù)雜程度以及工人勞動條件等。選擇了焊接方法以后就可以根據(jù)焊接方法的工藝特點來確定焊接材料。

3.3鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝審查

對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行工藝性審查的目的是使設(shè)計的鋼結(jié)構(gòu)在滿足技術(shù)要求、使用功能的前提下，符合一定的工藝性指標(biāo)。在進(jìn)行焊接結(jié)構(gòu)的工藝審查時，主要審查以下幾個方面：1.是否有利于減少焊接應(yīng)力與變形2.是否有利于減少生產(chǎn)勞動量3.是否有利于施工方便和改善工人的勞動條件4.必須有利于減少應(yīng)力集中5.是否有利于節(jié)約材料和合理使用材料。

4.鋼結(jié)構(gòu)焊接過程中的常見問題及其原因探討焊接過程中的缺陷

4.1焊接縫隙尺寸不合要求

導(dǎo)致焊接縫隙不合尺寸的主要原因有焊接的電流過小或者是過大，或者是運條的角度和速度不當(dāng)，以及構(gòu)件的焊條邊緣切割不平等，這些都是產(chǎn)生焊接縫隙尺寸不合要求的主要原因。

4.2氣孔

氣孔也是焊接缺陷的重要表現(xiàn)，導(dǎo)致發(fā)生氣孔的原因有焊接部位沒有清潔干凈，焊條沒有依據(jù)規(guī)定進(jìn)行烘干，另外在進(jìn)行氣保焊的使用過程中氣流不合適也是十分重要的原因。

4.3裂紋

導(dǎo)致裂紋除了焊條自身質(zhì)量存在嚴(yán)重問題之外，還有定位點的準(zhǔn)確選擇，如果構(gòu)件上的定位點的設(shè)置比較少或者是測量過程中零件本身就存在著一些比較大的誤差，則會在組裝時發(fā)生難以組裝的狀況。另外對于那些本身厚度比較大的構(gòu)件，如果沒有進(jìn)行預(yù)熱的情況下再進(jìn)行焊接也很容易發(fā)生開裂的情況。

4.4夾渣

夾渣主要是焊接的過程中冶金反應(yīng)的產(chǎn)物，導(dǎo)致夾渣的原因主要有焊層形狀不良、對坡口角度的設(shè)計方面不當(dāng)。在電流比較小的情況下，焊速過快也很有可能會造成焊渣難以浮起。

5.焊接技術(shù)新工藝的發(fā)展

5.1研發(fā)新的焊接反變形技術(shù)

實際生活中，由于焊接技術(shù)的限制和鋼構(gòu)件的使用環(huán)境所致，經(jīng)常會出現(xiàn)焊接處變形的情況。這種情況限制了領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)的發(fā)展和業(yè)務(wù)的擴(kuò)大。從實際情況來看，變形主要分為縱向、橫向收縮變形、彎曲變形、角變形和波浪變形等，因此有必要研發(fā)焊接反變形技術(shù)。目前反變形技術(shù)的一個創(chuàng)新是利用殘余角變形的方法，主要的技術(shù)規(guī)范是在焊接開始前對焊接材料進(jìn)行技術(shù)處理，施加彈性的反向變形，利用熱彈塑性有限元法來模擬結(jié)構(gòu)的焊接過程，確定焊接結(jié)構(gòu)的彈性反變形規(guī)律：焊接前施加彈性反變形的結(jié)構(gòu)在焊接后角變形趨于零，效果十分理想。

5.2低溫焊接

焊接鋼構(gòu)件有時候也會出現(xiàn)斷裂的問題，主要是由于低溫造成的，尤其是當(dāng)鋼構(gòu)件中存在缺口的時候，斷裂發(fā)生的概率更大。科學(xué)研究焊結(jié)構(gòu)件斷裂的原因，結(jié)果表明低溫焊接能夠有效地減少斷裂事件的發(fā)生。因為低溫焊接比較重視焊接時對焊件的預(yù)熱，并根據(jù)周圍的環(huán)境溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)預(yù)熱與后熱。同時也可以通過調(diào)整焊縫金屬的微合金化的程度，同焊接規(guī)范相配合，使焊縫金屬產(chǎn)生針狀鐵素體而獲得理想的焊縫強(qiáng)韌性，從而取得焊接工藝評定試驗的成功，確保工程實體質(zhì)量。

6.結(jié)束語

鋼結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)勢，其焊接技術(shù)要重點注意，嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行施工，結(jié)合具體施工情況進(jìn)行調(diào)整，只有這樣才能使整個工程的質(zhì)量得到保障。