鋼結構工程焊接技術重點、難點及控制措施

田美云

摘? ? 要：輕鋼結構件是一種全新的建筑工程施工材料，但發展非常迅速，在很多建筑領域都得到了有效應用。就我國目前輕鋼結構件發展現狀而言，仍然處于發展的初級階段，在制作工藝和焊接質量控制方面都存在一定的不足，致使生產效率比較低，制作質量及精度還有待提升，為保證我國輕鋼結構件工程事業得到持續、健康的發展，開展輕鋼結構件的制作工藝和焊接質量控制分析和研究就顯得尤為必要。

關鍵詞：鋼構件;焊接應力;焊接技術;難點;控制措施

1? 引言

鋼結構工程項目作為當前工程施工建設中重要的結構部分之一，該結構的使用對于整體上提升工程項目施工建設效率，促使一切建設工作向著科學化的方向發展，提升整體工程質量建設穩定性等方面起著非常重要的作用。但是，在鋼結構工程施工建設中，相關操作人員認識到鋼結構工程本身作為一項復雜的、需要團隊協調配合，才能夠促使鋼結構施工操作按照操作方案落實，提升工程項目整體施工建設水平。那么，在鋼結構施工操作中，焊接操作作為重要的一環，如果相關焊接工作未能及時完成，那么在很大程度上容易導致鋼結構在后期運行中出現脫節的現象，給工程項目實現長期運行產生不良影響。因此，在現今鋼結構工程項目施工操作中，控制焊接技術是非常必要的。

2? 鋼結構工程焊接技術重點和難點分析

鋼結構工程在實際焊接工作中，一方面，由于外部熱力作用在焊接過程中存在不均勻現象，在很大程度上容易引起外部應力的變化，造成焊接變形異常;另一方面，焊接工作人員操作技術水平低，沒有結合焊接工作控制焊接應力，焊接操作過程中存在不熟悉現象，同樣會造成焊接裂紋、氣泡等不良現象。針對以上問題，在實際鋼結構工程焊接中，做好焊接變形控制，提升焊接質量，減少氣泡和縫隙的出現是非常必要的。

3? 鋼結構工程焊接管控措施分析

3.1? 焊接工藝確定

根據工程實際情況，鋼材截面尺寸相對較大，并設置較深的坡口，同時鋼板厚度較大，在焊接作業時伴隨有明顯的應力，極容易引發應力變形現象。對此，需充分考慮多種焊接溫度施工狀況，探尋在不同條件下焊接工藝的應用效果。具體至本工程中，采取的是橫焊與平焊的方式，施工中遵循多層多道焊接的原則。鋼板厚度相對較大，經焊接作業后易形成寬度較大的焊縫，相較之下以始端、終端兩部分的焊縫長度最大，在缺乏合理技術措施的情況下，將在面層與根部差產生明顯的溫差現象。對此，在負溫度情況下，結束焊接作業后需要展開自檢。關于后熱溫度的檢測，此處采取的是溫測儀檢測的方式，以便獲得較為準確的檢測結果。

3.2? 減少焊接應力集中

在鋼結構焊接中，為了有效控制焊接應力，首先，工程人員可以通過改變焊接材料處理。比如，焊接可以選擇S、P較高的材料，這樣能夠有效避免焊接過程中出現不良裂縫現象。其次，有效控制整個焊接工藝。焊接工藝控制工作進行中，控制焊接的電流和一次性焊接的速度，尤其焊接速度的有效控制，這樣才能夠為熱量實現持續性的傳遞奠定基礎，避免出現應力過度集中的不良現象。最后，工程人員在焊接之前進行相應的預熱處理和焊接完成后做好相應的冷處理也是非常必要的。通過以上兩個方面的操作，能夠有效控制焊接出現裂縫的現象。

3.3? 高強鋼高效焊接對焊接材料的需求

盡管高強鋼的整體性能較好，但相比于低合金鋼而言，更要注重焊接材料的選擇，現階段以ER50與ER55級材料為宜。部分情況下，高強鋼的強度等級相對更高，需確保焊材強度，同時要適當加大強度配比。例如：若高強鋼屈強比≥0.85，在對此類材料焊接時以低氫型焊接材料為宜，且為了避免鋼材與焊材焊接不同步的問題，所用鋼材的抗拉強度也是重要的考慮因素，當達到800MPa時不允許使用低強匹配焊材。而在后續高強鋼焊接材料研發工作中，主要突破方向便是高強鋼焊縫金屬合金化，將焊接材料作為過渡途徑，實現合金元素的有效轉移，使其進入到焊縫金屬內。

3.4? 反變形焊接

輕鋼結構件在拼裝時，需要通過焊接工藝試驗，最大限度地降低焊接變形，促使輕鋼結構件向焊接變形的反方向進行預變形測量。此種方法需要進行試驗，并合理調整焊接標準，按照焊縫的實際設計要求，選擇規格及材質相同的輕鋼結構件進行焊接試驗，以確定焊角的高度、焊接形式、焊縫形式等。等冷卻到室溫后，再測量翼板變形量，以測量值作為壓制反變形的參數。然后在翼板中心線上用壓力機壓出變形量的具體數值，保證兩端呈現上翹狀態，用以抵消焊接時形成的變形量。

3.5? 焊接應力的消除

焊接過程中易形成應力，為避免這一現象，需注重如下內容。常規構件較可行的是焊后錘擊方法要求構件處于受熱狀態，此時利用手錘多次敲擊焊縫（此操作應注重對稱性與均勻性），可達到焊縫收縮補償的效果，從而控制焊接殘余應力。局部加熱方法通過對焊縫周邊進行加熱可達到消除殘余應力的效果。關鍵性構件較可行的是焊后熱處理方法將焊件放置在爐中并采取加熱措施，使其達到特定溫度后再冷卻，此方式的應用效果較好，且得到了廣泛應用。不同材料的回火溫度存在差異。

3.6? 嚴格控制裝配和焊接順序

第一，輕鋼結構件制作時平臺要具有標準水平面和標準剛度，至少要保證構件在自重壓力作用下，不下沉、不失穩，保證輕鋼結構件具有足夠的平直度。對于截面呈現對稱的輕鋼結構件，在裝配時要嚴格遵循先整體裝配再焊接的原則，并且焊接時要采用對角焊接方法。第二，以合適的焊接順序一次完成。對于屋架端部的基座、桁架、屋架的天窗架支和承板應預先拼焊成部件，矯正后再拼裝到桁架和屋架上，桁架和屋架的焊接順序是先焊上、下弦連接板外側焊縫，然后焊上、下弦連接板內側焊縫。第三，先焊接腹桿和連板的焊縫，再焊接腹桿、下弦、上弦之間的墊板。桁架的一面全部焊接完成后翻轉，再進行另一面焊接工作，其焊接順序與屋架相同。采用手工焊時，應同時安排4個焊工從上、下弦中間向兩端進行對稱焊接。

3.7? 提升操作人員水平能力

首先要不斷完善焊接操作人員的職業教育培養體系，通過理論與實踐的系統化學習，大力開展校企合作，要培養出一大批具備專業技術能力與一定焊接經驗的焊接職業人才。其次，要做好對焊接專業畢業生的崗前培訓工作，要結合企業焊接工作或產品的特點對其進行針對性的培訓，并用模擬件對培訓情況進行考核，考核合格的才能進入實際操作崗位。這一步可以融入在校企合作中，企業可以先在職業院校中進行選拔，選拔的學生可以提前進入企業進行針對性的鋼結構焊接訓練，將崗前培訓融入進職業教育中，使學生能夠在學校與企業崗位之間實現無縫對接。

4? 結束語

綜上所述，本文結合理論實際，分析了輕鋼結構件的制作工藝和焊接質量控制。分析結果表明，輕鋼結構件是目前鋼結構工程施工的主要材料。為保證輕鋼結構件制作質量，需要從制作工藝、焊接質量兩個方面入手進行嚴格控制。輕鋼結構件的制作工藝包括切割、焊接、表面處理三個步驟，任何一個步驟控制不當，都會影響總體施工質量，需要嚴格按照輕鋼結構件應用情況，對各道工序嚴格控制。在焊接質量控制時，可從做好施工前的準備工作、反變形焊接、合理放樣和下料、嚴格控制裝配和焊接順序等方面同時入手，最大限度地保證輕鋼結構構件制作質量。

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