當前建筑鋼結構焊接施工工藝的探討

袁加偉

（克孜勒蘇柯爾克孜自治州第一建筑安裝工程有限責任公司 845350）

當前建筑鋼結構焊接施工工藝的探討

袁加偉

（克孜勒蘇柯爾克孜自治州第一建筑安裝工程有限責任公司 845350）

隨著現今社會的建筑逐漸朝著更高更大的方向發展，對于建筑結構施工技術的要求也會相應的提高。為了確保技術的先進性、經濟的合理性以及安全的適用性，就應該不斷地提高鋼結構的施工水平，特別是對于鋼結構的焊接施工工藝這一個方面，需要格外的注重。本文首先從鋼結構焊接存在的問題與解決措施入手，再分析了高強鋼焊接施工工藝，以及低溫狀態下的焊接施工工藝，希望能夠通過本文的探討，讓今后的建筑鋼結構焊接施工工藝更為合理，也能夠為今后的鋼結構焊接施工給出一點引導性建議。

建筑；鋼結構；焊接；施工工藝

鋼結構房屋擁有靈活可變的空間以及良好的抗震性，再加上材料的環保、節能以及可持續循環利用等方面的特點，在最近幾年建筑行業中得到了廣泛的利用，但是在利用的同時，還需要注意鋼結構本身的焊接施工工藝，如此才能夠讓鋼結構房屋整個的穩定性與安全性得到保障。

1 建筑鋼結構焊接之中存在的問題以及解決措施

在進行建筑鋼結構的焊接中，多多少少會出來各種各樣的小問題。通過多年以來的實踐來看，其主要的問題包含了三個方面，分別是鋼結構出現局部變形以及角變形、構件發生扭曲、存在焊縫開裂現象。①針對局部變形于角變形問題，可以利用堆成焊縫設置的方法，確保構件各個部分的剛度于焊縫都能夠均勻的布置，這樣就可避免密集焊縫以及交叉的現象出來。通過焊接順序的合理制定，也可以將變形進一步控制。針對構件出現扭曲這一問題，需要做好相應的預防工作。在下料之前需要做好焊件節點的放樣處理，能夠根據放樣的實際尺寸來做好下料處理。在拼裝節點的母材與連接角鋼之間，可以使用卡口或者是夾緊器卡緊，使用點焊同定，然后再進行拼裝。在平臺上拼裝構件，如果尺寸較大，可以設置馬凳做好找平處理，作為主裝的基準面，其構件的全場需要拉通線或者是使用水平儀進行找平。等待符合設計的尺寸確定之后，還需要對始點定位進行點焊同定后再進行焊接。在加工隔板的過程中，對角線的誤差必須控制在1～2mm之內[1]。吊運與翻身焊件，要避免出現強烈的沖擊，在側向剛度相對偏差的構件翻身之前，需要加固處理，翻身之后還需要進行找平。②拼裝節點焊接應該具備反變形的措施。一般的扭曲變形，可以通過火焰烘烤于千斤頂頂壓相互結合的方式來予以矯正。根據扭曲變形的實際情況，利用火焰將翹曲處的主焊縫打開，利用翼板或者是腹板使用火焰矯正厚方可焊接。③在焊接施工環節中，焊接開裂很難避免。針對這一問題，可以采取針對性的預防處理：如焊件本身材料中的硫磷的含量不能超出設計范圍；定位點焊接的數量需合理設置；做好焊件設計構造的持續改進，避免缺口的出現；在運輸、堆放以及吊裝構件時，應避免強烈的震動與碰撞；盡量消除焊縫的應力，確保焊縫本身強度不受影響；通過分段、多道、對稱、間斷的焊接方法，提高強度焊縫強度；對于焊接裂縫部位，可以選擇氣弧刨所在消除了裂縫厚，再進行焊接；按照焊接構件的具體情況，需要選擇好焊接的順序與實際的方向；在低溫狀態下，還要預熱母材，在焊接之后做好保溫處理，進行緩慢的冷卻。所以，在焊接施工中，需要注意的方面很多，之下，針對高強鋼以及低溫的焊接施工工藝做出具體的探討分析。

2 高強鋼焊接的施工工藝

2.1 材料的選擇及匹配

①強匹配。選擇強節點弱桿件，也就是相比母材最低的規定標準，其焊接材料熔敷金屬的塑性、強度以及韌性都要高于標準；另外，對于焊接接頭部位的各項基本的性能指標，也不能夠低于材料所對規定的最低標準限度。②焊縫的塑性。在厚板的焊接過程中，可以根據厚度基本效應之后的強度來做好焊材的選擇，一般來說，如果節點本身的拘束度偏大，就可以在1/4板厚之后選擇強度稍微偏低的焊材。③滿足沖擊韌性提出的要求。對于整體的焊接而言，選擇好焊材的韌性是不能忽視的一道工序，擁有良好韌性的焊材，能夠讓焊縫以及其熱影響區域的韌性都滿足鋼結構本身提出的規定。例如：在無裂紋鋼種的焊接過程中，就可以選超低H的或者是低H的焊接材料[2]。另外，如果溫度在0℃之上或者是鋼板的厚度低于了50mm，就不必進行預先的熱處理工作。使用這樣的方式其最明顯的特點在于力學指標非常的突出，尤其是區強逼較為強力的沖擊性能方面表現的更為出色。

2.2 性能評價方法

目前，在建筑施工當中采用的評價方法包含了熱影響最高硬度試驗評定法、碳當量計算評定法以及插銷試驗臨界斷裂盈利評定法。

2.3 常用的最低預熱溫度的確定法

①在控制中利用裂紋實驗，也就是通過斜Y破口的試樣抗裂方面的試驗來確認最低的預熱溫度。②通過硬度來對預熱溫度加以控制，一般在方法的選擇中主要是根據剛才的碳含量，按照不同的板厚T形接頭角焊縫熱影響區硬度達到了350HV之后，其所對應的冷卻溫度在540℃，通過查表的方式，就可以確定其接線的能量。③按照裂紋本身的的敏感直屬、拘束度的等級、板厚的范圍以及最低的預熱溫度來進行。④按照接頭的熱輸入、剛才的特定曲線以及相應的冷卻時間來確定其預熱的最低溫度。

2.4 控制焊接質量的方法

①控制熱輸入以及冷卻速度。這樣的方法主要是通過控制焊接時候產生的電流與電壓以及焊接時候選擇的速度，再加上800～500℃區間內熔敷金屬所需要的冷卻時間來加以實現，這樣才能滿足焊接質量的全面控制。②做好焊縫之中各個元素質量百分比的相對控制，主要包含了氫、氧、碳、硫等。為了滿足這一要求，在材料的選擇中需要靠近質量優越的低氫焊接材料，并且對操作人員自身的手法要求較高，這樣才能夠跟好的保護熔池金屬。③控制好應力與變形。在焊接中選擇低熱輸入以及高能量密度的方法，如使用小線能量，進行多層多道焊接；氣體保護焊；利用對稱破口，利用對稱于輪流焊接的方式；盡可能將破口的焊接角度與間隙控制好，這樣可以避免出現過多的熔敷金屬填充量；對于長焊縫，可以選擇多人同時焊接或者是分段焊接的方式；通過跳焊法的使用，可以避免出現應力集中與變形的問題[3]。

在高強鋼焊接作業的實施過程中，需要根據供貨時的所處特征以及剛才聊本身的強化極力，對各項性能指標要求進行全面的考察，這樣才能夠對后續的生產要求加以指導。在這一剛才的焊接施工中，為了避免出現冷裂現象，就可以采取相應的補救措施。另外，避免接頭的位置出現弱化的問題，在焊接的過程中也需要嚴格的篩選層間溫度以及焊接線的能量，并且做好相應的控制。總而言之，應該在最大限度控制成本的前提下，確保焊接任務能夠高質量、高標準的完成。

3 低溫焊接時的施工工藝

3.1 選取焊接材料

考慮到焊接施工處于低溫環境，為了確保焊接任務能夠按照要求完成，可以選擇氫含量較低的焊接材料，然后對于焊接材料做好相應的烘焙與保溫處理。

3.2 做好焊接前的防護

為了避免出現過多的熱量損失的現象，就可以在需要焊接操作的部位建立相應的保護房，這樣就可以為焊接施工形成一個相對密閉的空間。但是，假如當地的條件不允許保護房的構建，也可以選擇其他一些補救方式，避免熱量流失過快。在部分氣體保護焊接的操作過程中，對于氣瓶也需要做好相對應的保溫處理。

3.3 控制焊接質量

①預熱與層間溫度。相比常溫之下的焊接工藝，低溫狀態之下的預熱溫度要略微高點，并且所需要進行預熱的區域也會增大，一般來說，低溫狀態之下的焊接點周圍應當大于或者是等于兩倍鋼厚度范圍，并且范圍不得低于100mm。在焊接溫度的選擇中，也需要高出預熱溫度，或者是與規定的最低溫度的差異不得超過20℃，在兩者之間選擇溫度較高的一方[4]。②選擇合理的焊接措施。盡可能選擇多層多道焊接的方式，做好層間溫度的合理控制。③焊接之后的后熱保溫。在焊接施工完畢之后，對于焊接的接頭部位需要做好相應的后熱保溫處理。這樣不僅有利于擴散氫氣，同時也可以避免因素急速的冷卻導致裂紋的出現，當然，適當的后熱溫度也有利于預熱溫度的降低控制。

4 結語

隨著社會經濟不斷發展，越來越多的建筑企業會選擇使用鋼結構，特別是作為建筑行業發展黃金階段的今天，鋼結構的使用擁有非常光明的前景。但是，鋼結構的使用，也讓更多的人認識到鋼結構焊接施工質量問題必須引起重視。在建筑行業的發展中，施工人員就應該保護好先機，掌握相應的焊接工藝方法，確保能夠與前世界最先進的焊接施工技術相互的融合，才能夠在焊接的施工過程中做好鋼結構精度的完美控制，真正地做到防范于未然。另外在焊接施工中，還需要放眼于全局，嚴格把好施工工序的關卡，緊緊抓住細節部位的處理，才能夠滿足事前的控制、事中的監督以及收工之后的質量達標。

[1]趙榮岐.淺談建筑鋼結構焊接質量控制[J].赤子（上中旬），2014，19：314～315.

[2]劉錫山.淺析高層鋼結構的施工及焊接技術[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2011，05：152.

[3]謝靜.鋼框架結構的焊接模擬與施工工藝研究[D].浙江工業大學，2013.

[4]段斌，孫少忠.我國建筑鋼結構焊接技術的發展現狀和發展趨勢[J].焊接技術，2012，05：1～7.

TU758.11

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1673-0038（2015）37-0051-02

2015-8-22