我國建筑鋼結構焊接技術的發展現狀與發展趨勢

李雪峰

摘 要：該文首先分析了建筑鋼結構焊接技術的應用現狀，并在此基礎上對建筑鋼結構焊接技術的未來發展趨勢進行展望。期望通過該文的研究能夠對提高建筑鋼結構的焊接質量有所幫助。

關鍵詞：建筑 鋼結構 焊接技術

中圖分類號：TU391 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）03（b）-0067-01

隨著我國城市化進程的不斷加快，推動了建筑業的發展速度，各類建筑工程隨之與日俱增。鋼結構作為一種特殊的結構形式現已被廣泛應用于各類建筑工程當中。由于鋼結構的自重加大，加之其對穩定性的要求較高，所以應用鋼結構時，必須確保其焊接質量。鑒于此，加大對鋼結構焊接技術的研究力度顯得尤為重要。下面該文重點對我國建筑鋼結構焊接技術的發展現狀和發展趨勢進行淺談。

1 建筑鋼結構焊接技術的應用現狀

1.1 材料的應用現狀

在建筑鋼結構焊接工程中，鋼材的選用一般為Q390鋼、Q345鋼和Q235鋼。其中，應用最多的是Q345B鋼，而對于重要鋼柱、鋼梁的焊接施工而言，則需要選用Q345GJC高層建筑鋼。建筑鋼結構中的鋼材要滿足GB/T19879—2005《建筑結構用鋼板》中關于碳當量和焊接裂縫敏感指數的相關要求，同時鋼材的強屈比必須超過1.2，伸長率不得小于20%。當鋼板厚度超過40 mm時，應當選用有Z向性能的鋼板，如Z25級鋼板、Z15級鋼板，以防止鋼板出現層狀撕裂；在選用焊材時，要確保焊材熔敷金屬的力學性能不低于相應母材標準的下限值，嚴格執行GB50661—2011《鋼結構焊接規范》的相關要求。對于鋼板厚度小于40 mm的Q235鋼和Q345鋼，可按照規范要求免于焊接工藝評定。焊條和焊劑在使用之前要進行烘焙，烘焙次數不得超過2次。

1.2 焊接工藝方法的應用現狀

（1）低溫焊接工藝。從國內建筑鋼結構工程的總體情況上看，在冬季施工的鋼結構工程大幅度增多。相關研究結果表明，環境因素對鋼結構焊接質量的影響較大，所以加大低溫焊接技術的研究力度尤為重要。在低溫環境當中進行建筑鋼結構焊接時，焊材的選用是重中之重，其直接關系到焊接質量，通過對大量工程進行分析后發現，在0～-10℃的環境中，應當盡可能選用超低氫焊材，同時還要做好烘焙和保溫措施；為避免冷空氣對焊接質量的影響，可在焊接作業區搭設防護棚，以此來減少熱損失，若是采用氣體保護焊，則應當對氣瓶進行保溫；為進一步減少定位焊引起的收縮裂紋，應適當加大定位焊的熱輸入。

（2）高強焊接技術。這是國內建筑鋼結構焊接中最為常用的一種焊接技術，該技術之所以在建筑鋼結構工程中獲得廣泛應用，與其自身的特點有著密切的關系。高強焊接最為突出的特點在于“強”上，其中不但包含了焊材的強度，而且還包括接頭的強度。為了達到高強度的焊接要求，在應用該技術的過程中，需要對焊材和接頭進行嚴格檢查，以此來保證焊接質量符合要求。

2 建筑鋼結構焊接技術的未來發展趨勢

2.1 焊接設備的發展

對于建筑鋼結構焊接設備而言，采用先進的技術和科研成果完善其性能，提高焊機的自動化程度是未來一段時期的主流發展方向。通過對大量建筑鋼結構工程進行調查后發現，施工中常用的焊接設備有以下幾種：手動焊接機、埋弧焊接機、MAG焊接機以及電渣焊接機等等?，F階段，隨著科技水平的不斷提高，推動了相關技術的發展，在這一背景下，電焊機也逐步朝著高效節能的方向發展，不僅如此，機身的體積越來越小、質量也越來越輕，這給焊接機的現場應用提供了極大的便利，特別是逆變電源的出現，給鋼結構焊接設備的發展注入了新的動力。隨著業內專家學者對逆變焊機的研究不斷深入，雙零開關諧振電路被應用到逆變焊機上，該回路是一種非常先進的控制回路，它的加入不但能夠有效防止PWM電路中元器件在高電壓下開通，大電流下關斷的情況時，不對開關造成損耗，而且還能保證焊機中的主要元器件的電流和電壓不會過高，更為重要的是基本不會形成電磁干擾，由此一來，使焊機更加節能、環保。

2.2 焊接技術的發展

（1）栓釘穿透焊。隨著建筑鋼結構組合樓板使用量的逐步加大，栓釘穿透焊技術也必然會得到長足發展。栓釘穿透焊是指焊接時通過電弧燃燒使栓釘穿透壓型鋼板焊于鋼梁表面，既可以阻止組合樓板發生水平位移，又可以阻止組合樓板與鋼梁表面相脫離，在提高建筑鋼結構抗震能力方面有著重要作用。在實際操作中，栓釘穿透焊受壓型板厚度、鍍鋅層以及水、銹、渣等諸多因素的影響，為了確保焊接質量，就必須提高施工現場作業要求和焊接工藝要求。經過對國內外多種栓釘焊機的焊接參數進行研究，在對比實際工程焊接質量的基礎上，可將栓釘穿透焊的焊接過程劃分為起弧、電弧不穩定燃燒、電弧穩定燃燒以及熄弧頂鍛四個階段進行能量控制，以此提高栓釘穿透焊的焊接質量。同時，這種能量控制法已經在諸多建筑鋼結構工程中得到了成功應用。

（2）UIT技術。超聲波沖擊處理（UIT）技術是提高焊接結構疲勞壽命的有效方法，在一些工程實例中得到了成功應用。雖然該技術在修復焊趾缺陷、降低應力集中方面有著明顯作用，但是受其工作效率低、設備穩定性差等因素的影響，阻礙了該技術在建筑鋼結構焊縫消應處理中的廣泛應用。鑒于此，應當加大對該技術的研究力度，并將重點放在效率和穩定性的提高上。

（3）陶瓷襯墊焊接。陶瓷襯墊強制成形單面焊在一些領域的鋼結構焊接生產中已經取代了鋼制襯墊，具備背面成型良好、焊接工藝簡便、焊接質量可靠等優勢。陶瓷襯墊在雙面焊中，可使用較大的根部間隙，背面無需清根，既能夠保證焊縫根部質量，又能夠提高焊接生產效率。同時，陶瓷襯墊焊接技術對襯墊長度沒有嚴格要求，可根據現場情況任意接長或剪短襯墊，加之其對坡口根部間隙不敏感，從而使得陶瓷襯墊焊接技術被廣泛應用于橋梁鋼結構焊接工程中。值得注意的是，由于陶瓷襯墊在焊接中參與了焊縫熔敷金屬的冶金反應，會對根部焊縫的沖擊韌性產生一定程度影響，而我國又尚未出臺相應規范對此做出明確界定，所以在實際焊接操作過程中必須注意這一問題。

3 結語

綜上所述，隨著建筑鋼結構工程的不斷增多，推動了與之相應的焊接技術的發展，一些新的焊接設備和焊接技術隨之應運而生，這些焊接技術和設備在建筑鋼結構工程中的應用，為工程焊接質量的提高提供了強有力的保障。雖然我國在鋼結構焊接技術方面的研究起步較晚，但在不斷的探索中也取得了一定的成果。在未來一段時期，應當不斷加大相關方面的研究力度，借此來推動鋼結構焊接技術的發展，使其能夠更好地為建筑工程服務。

參考文獻

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