論述鋼結構施工中機械焊接工藝的應用

張曉鵬

摘要：隨著鋼結構的發展，由于鋼結構焊接而引發的質量事故與安全隱患時有發生。鋼材料的焊接技術是保證鋼結構的必要條件，文章對鋼結構施工中機械焊接工藝進行了研究。

關鍵詞：鋼結構施工；機械焊接；應用

鋼結構具有自重輕、建設周期短、適應性強、外形豐富、維護方便等優點，其應用范圍廣泛，隨著焊接技術和設備的發展，目前在鋼結構的建設中主要的焊接技術可謂種類繁多，工藝或簡單或復雜，但是都在不斷地追求焊接技術的進步和焊接質量的提高。

一、對機械焊接技術的分析

1、機械焊接技術綜合

鋼結構具備自重輕、適應性強、應用便利的優勢，從而使得焊接工藝的規模增大且被普遍利用，當今社會焊接工藝的快速發展使得焊接工藝的種類也隨之增加，焊接工藝的發展過程，都是以追求焊接工藝質量的不斷提升，在焊接的過程中特別要注意每一個步驟，詳細按照焊接的工序進行施工，可以將焊接手藝分為氣保焊、壓力焊、釬焊和手工電弧焊。

2、鋼結構焊接施工分析

1）焊接加工：依照施工圖放樣和號料時要預留焊接縮短量和加工余量，按照放樣作樣板，鋼材的標準規定：鋼材下料前必須先對規定的鋼材進行材料分析，改正后的偏差值不要超過標準的許可偏差值，從而保障了下料的質量，熱加工的型鋼先進行熱加工，待冷卻后再號孔，鋼板預埋件及其他零件切割鉆孔及噴防腐漆處置。

2）吊掛臂安置采取焊接：需要對焊接的節點進行認真檢查，調整吊掛臂中的坡度值，在檢查精確無誤后再進行焊接，靠邊一條吊掛臂精確無誤后，安置另一邊一條吊掛臂，就位精確后點焊，然后以此兩條吊掛臂為基準拉出吊掛臂的最高、最底標高線，并焊接無縫鋼管時，先焊接然后再進行錯誤部位的矯直，采取型鋼時為使論型鋼與鋼板預埋件緊貼，應按標準進行鏟去楞角，對接焊縫應在焊縫的兩頭焊上引弧板，其材質和波口型式與焊件要求一樣，焊接完成后再磨平處理。

3）質量校準：吊掛臂的設備裝置好后，應對連接點周圍進行質量檢查，要求保障其達到標準的質量規定，吊掛臂要保證其掛臂豎向面的不垂直度，受壓對吊掛臂豎向面的側面下垂，吊掛臂坡度，包括對吊掛臂受力狀況及整個設備的質量方面的質量的校準要達到標準規定。

4）防銹噴漆：應及時清理焊接過程中產生的熔渣及飛濺物，不銹鋼件要求噴白漆防銹噴漆處置，涂料及漆膜厚度應按照規定的標準值進行處理，對于以肢型鋼內側的油漆不得漏涂。

二、鋼結構施工中機械焊接

1、焊接的質量

由于焊接工藝關系到全部鋼結構的安全性和穩定性，尤其是大型的鋼結構焊接中，焊接工藝的質量方面有著較高的建設標準，要對焊接工藝方面的質量和焊接部位的焊接點的質量進行分析，要求達到規定的值才可以進行下一步施工，尤其是兩種焊接材料之間的焊接，實質上相當于兩種金屬物質的新的融合的程序。焊接點是影響焊接質量的首要部位，因此在焊接時應當重點加強對焊接點的質量控制中要保證焊接工藝的規范性，采用合理有效的措施加強對焊接結果的檢測，務必消除焊接中的質量隱患，可以有效地進步焊接質量，加強對鋼構件的安全性，在焊接時要控制好焊接工藝操作的規范性，取得高效的焊接結果。

2、焊接的反變形

實際生活中因為焊接的工藝的題和鋼構件的利用環境所形成，會導致焊接點周圍出現變形的現象，這類環境影響了焊接工藝領域內的焊接的發展狀況，對此要加強對焊接反變形工藝的研發工作。現實焊接工藝中的利用情況由完善焊接轉向至各個環節的步驟，以加強焊接質量的方式減少變形的工藝。當前使用的反變形工藝中的新的操控中的殘余角變形的方式，其中的規范是在焊接開始時對焊接的材料方面進行合理的布置，施加彈性的反向變形，操控熱彈塑性有限元法來假設焊接工藝的進程，加強對焊接布局的彈性反變形，焊接前應施加彈性反變形在焊接后角變形趨于零。

3、低溫焊接

焊接鋼構件有時會導致焊接點的斷裂情況出現，原因是低溫現象導致的，尤其是當鋼構件中存在缺口時，斷裂產生的幾率更大，科學研究焊結構件斷裂的問題產生，結果表明低溫焊接可以有效地削減斷裂現象的產生。由于低溫焊接時要對焊接點的預熱分析，所以對此要加強重視，在預熱時要按照四周的環境溫度合理的進行焊接的預熱與后熱，同時也可以在預熱的過程中加強對調劑焊縫金屬的微合金化的控制，同焊接工藝配合，使焊縫金屬中的針狀鐵素體可以取得較好的焊縫強韌性，從而使得焊接工藝的水平可以隨之提高進而保障了工程的實體質量。

4、鋼結構焊接的變形

焊接變形是指在焊接鋼結構的過程當中因為施焊電弧的高溫引發的構件的變形，導致了焊接完成后存在的殘存變形情況，在這兩類變形中影響焊接質量的重要問題是焊接殘存變形，它也是破壞性最強的變形焊接，要按照它對建筑結構的影響、變形情況和團體變形進行分析。這種焊接情況中的波浪變形和焊接角變形都是局部變形，對于別的變形情況則是整體變形，整體變形是屬于高層建筑中的鋼結構中產生較多的類型，所以在焊接施工時要加強對變形的合理控制以及對焊接的防止變形措施。

三、焊接技術新工藝的發展

1、研發新的焊接反變形技術

由于通常所采用的焊接技術不是高溫就是高壓，因此在焊接過程焊接母件在高溫、高壓的作用下在焊接處會發生變形，這種變形一般稱之為母件應力熱應力變形。這種情況限制了焊接領域內技術的發展和焊接業務的擴大；對關乎千萬人生命的建筑安全產生了極大危害。母件的應力變形主要可以分為：縱向變形、橫向收縮變形、彎曲變形、角變形和波浪變形等五種變形。在實際焊接工作對主要是通過完善焊接工作的各個環節以提高焊質量的方法達到反變形的目的。而對于新的反變形技術，雖然也有研究，但是成果并不豐富。目前反變形技術的一個創新是利用殘余角變形的方法，主要的技術規范是在焊接開始前對焊接材料進行技術處理，施加彈性的反向變形，利用熱彈塑性有限元法來模擬結構的焊接過程，確定焊接結構的彈性反變形規律：焊接前施加彈性反變形的結構在焊接后角變形趨于零，效果十分理想。

2、低溫焊接

由于焊接的過程中產生的高溫、高壓會在某種程度上影響母件的內部結構的穩定性，因此在實際的焊接操作過程中時常會出現母件斷裂的問題。一是由于母件的質量存在問題，二是由于母件內的低溫與母件外焊接產生的高溫形成極強的溫差使母件外臌內縮導致斷裂。尤其是當母件本身即存在缺口的情況下更是常見。解決母件斷裂的最有效的手段就是在焊接過程中不產生溫差。那么就需要在焊接過程中使用低溫焊接。因為低溫焊接比較重視焊接時對焊件的預熱，并根據周圍的環境溫度進行調節預熱與后熱。也可以通過調整焊縫金屬的微合金化的程度，同焊接規范相配合，使焊縫金屬產生針狀鐵素體而獲得理想的焊縫強韌性，從而取得焊接工藝評定試驗的成功，確保工程實體質量。焊接工藝參數設定：冷卻條件的改變影響相變，熱影響區的組織取決于鋼材的化學成分和焊接的冷卻條件，同時也影響擴散氫的逸出和焊接應力的改變。焊接熱影響區的冷裂紋大多數在馬氏體內部產生，焊接區冷卻速度過大易產生馬氏體組織。在工程中應注意以下幾條原則：盡量減少焊接殘余應力。限制結構拘束度。焊縫所處的工況完全不同，焊縫中心產生偏析，低溫焊接防治冷裂紋的同時，還須防范由于結構拘束度大，照搬工藝試驗的結果很可能適得其反，甚至造成嚴重后果。盡量選用電加熱。只要母件受熱均勻就不會出現內部結構的問題，應盡可能的選擇電加熱這種加熱方式。

結語

隨著人們對鋼結構的焊接施工質量問題的關注，所以相關的施工人員在對鋼焊接的施工中要掌握先進的焊接工藝方法，加強對焊接施工技術的學習和研究，在焊接施工中要控制鋼結構的精度，對施工工序嚴格把關。