談鋼結構施工安裝過程中的焊接技術

賀繼華

中建二局第二建筑工程有限公司廣東省518052

談鋼結構施工安裝過程中的焊接技術

賀繼華

中建二局第二建筑工程有限公司廣東省518052

隨著我國建筑業的高速發展，人們漸漸地不再局限于使用普通鋼筋混凝土結構，鋼結構作為建筑的結構也越來越受到重視。在鋼結構中，焊接技術是十分關鍵的施工技術，本文主要對鋼結構中的焊接技術的發展歷程、工程應用現狀、施工過程中對焊接技術的具體技術控制要點以及焊接技術在建筑鋼結構施工中的應用等方面進行了詳細探究和分析，為焊接技術在建筑鋼結構中的運用提供了一定的理論基礎。

建筑鋼結構；施工；焊接技術；技術控制；應用

1 引言

隨著我國經濟社會的快速發展，對于建筑施工技術的要求也越來越高，采用焊接技術對鋼結構進行合并以及整合，從而構成一個完整的建筑鋼結構。這種施工技術是目前建筑施工的發展趨勢，越來越多的結構均采用焊接鋼結構的方式作為建筑的結構。

2 我國的鋼結構施工焊接技術的發展歷史與現狀

在我國，鋼結構工程的應用越來越廣泛，如著名的鳥巢、水立方和廣州歌劇院和沈陽國際金融中心等建筑均采用了鋼結構，在鋼結構的施工中，由于其結構比較復雜，施工節點較多，因此對結構的焊接技術要求也非常高。通過這些建筑的成功建造，可以看出我國在鋼結構的焊接工藝及技術水平上已經達到國際先進水平。

目前，在鋼結構的焊接施工中，在電弧焊接技術、埋弧焊接技術、氣體保護焊接技術、螺旋焊接技術的基礎上逐漸發展演變到了現代的焊接技術，不僅顯著地縮短了結構施工的工期，更重要的是提高了施工效率和節約了施工成本。

現代焊接技術中，主要包括：高強鋼焊接技術、低溫焊接技術以及厚鋼板焊接技術等，如在高強鋼焊接技術中，首先應當按照母材的標準，對強節點焊接的各項性能必須高于母材標準的規定；其次應當盡量保證焊接時焊縫的塑性要按照厚度效應、厚度強度以及節點拘束大等原則，選擇低強焊材；再次重點保證焊材的韌性強度，從而滿足焊接的抗沖擊韌性。在高強焊材的性能評價體系中，主要的評價方法有碳當量計算、熱影響熱溫度確定以及插銷實驗臨界斷裂應力等。

3 鋼結構施工工程中焊接技術的技術控制要點分析

3.1 控制和解決焊接變形問題的技術措施

在進行鋼結構焊接施工時，其中非常關鍵的工序是控制焊接的變形，這種變形是由于焊接過程中的溫度變化非線性而形成的剛性變形或者塑性變形，焊接變形會嚴重影響焊接頭的抗疲勞強度和韌性，使其抗腐蝕的性能降低。為了盡量避免焊接變形，應當采取以下措施：1）對焊接的坡口進行合理布置，從而減少焊接變形；2）對焊接的工序進行合理安排，盡量避免出現應力集中；3）在進行角焊縫焊接時，應采取相應的反變形措施，如針對對稱構件，采用同步對稱焊接技術；4）選取合適的焊接材料、采取合適的焊接工藝，從而減小焊接應力。

使用低溫焊接技術對鋼結構進行焊接時，由于預熱溫度不同，導致不同部位的焊接強度也不相同，尤其是在進行厚板的焊接時，較低的溫度會極大地影響鋼板的各項強度指標，這是因為鋼材在低溫條件下，其硬度很低，極容易產生脆化。從微觀上來說，由于低溫會加快焊縫的冷卻速度，從而在焊縫和熱影響區之間產生一種叫馬氏體的脆性組織。因此，在采用低溫焊接時，應當尤其注意環境溫度對焊接的影響。

3.2 選擇正確的焊接工藝形式、材料和工序

在焊接接頭坡口形式的選擇上，為了使電弧能夠充分深入焊透至焊縫的根部，需要在接頭上開一個坡口，在選擇坡口的形狀時，應選擇易加工的坡口形式，并且保證焊縫能被完全焊透，從而達到降低焊接成本和減少焊后變形可能性的效果。

在選擇焊接用材料時，應當充分考慮到母材的具體化學成分、物理力學性能、接頭的形式等因素。如果沒有正確選用焊接用材料，就會很容易使焊縫的過渡區產生脆裂現象。因此，進行超低溫焊接時，應在保證設計強度的前提下，盡量選用低氫堿性或者鈦鈣型的焊條，因為其屈服強度比較低、沖擊韌性比較好；同時對焊條進行預加熱，從而提升焊條的抗疲勞強度。

4 鋼結構施工的焊接技術的運用

4.1 開發和應用優質的焊接材料

在焊接材料的選取上，應當結合我國目前的建筑鋼結構發展現狀，采用優質、合適的焊接材料，從而提升建筑用鋼結構的強度、耐火性和抗震性等性能。隨著建筑鋼結構的不斷發展和規模化推廣，具有較高性能的鋼結構優質焊接材料也會得到大規模的開發與應用，其中實芯的CO2焊絲、藥芯CO2的焊絲以及特種電渣焊材料等焊接材料會得到逐步地開發與運用。

4.2 預防鋼結構的厚板焊接施工過程中“層狀撕裂”的現象

在一些高性能、大跨度和超高強度的復雜建筑鋼結構體系中，由于接頭多而繁雜，再加上鋼結構的結構設計、施工和焊接技術人員的施工水平參差不齊等原因，就會產生“層狀撕裂”現象。針對這一現象，施工單位應當逐步積累施工經驗，不斷提升焊接技術，同時考慮采用具備更好抗層狀撕裂性能的焊接材料，從而降低層狀撕裂對鋼結構的負面影響。

4.3 推廣應用厚鋼板的焊接技術

在許多大型建筑鋼結構中，存在較多的厚鋼板，如鳥巢中鋼板的最大厚度甚至達到110mm，為了進一步提升厚鋼板焊接技術，應當選擇合理焊接坡口的形式，通過采取小角度焊接、減小坡口的間隙等方法，從而較少焊接的收縮量，有效地降低了焊接過程總的各種集中應力。

4.4 推廣應用先進的焊接設備

在建筑鋼結構的焊接過程中，先進的焊接設備會起到事半功倍的效果，因此應當積極探索和研發具備高技術含量的各種焊接專用設備，從而從硬件上提升我國的建筑鋼結構焊接技術。

5 結語

綜上所述，目前我國的建筑鋼結構焊接技術取得了較大進步，但還存在一些問題，如焊接技術更新換代慢、焊接技術人員的水平參差不齊等。因此，應選擇開好應用優質的焊接材料，大力推廣各種先進的焊接技術，加強對焊接施工技術人員的培訓，同時對加大對先進焊接設備研發和應用的推廣力度，從而為我國建筑鋼結構焊接技術的長遠發展打下良好基礎。

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10.16767/j.cnki.10-1213/tu.2017.11.123