淺論建筑鋼結構焊接關鍵技術

孫國慶 承德中天建設工程檢測試驗有限公司

在建筑工程的整個施工過程中，鋼結構施工技術屬于主要施工工序，占有重要地位。在實踐中，鋼結構問題的成因呈現多樣化發展的特點，其中最常見的是響應焊接問題，包括焊接工藝、焊接水平、焊接設備、環境控制等，所以，想要做好焊接工作的質量和安全控制工作顯得尤為重要。但是，在實際使用過程中，依然存在很多管理方面的問題，影響到鋼結構焊接質量，所以，做好施工現場的有效把控，明確鋼結構裂縫產生機理，才能對癥下藥，全面做好相應控制工作。

一、建筑工程鋼結構焊接技術存在的問題

（一）焊接技術與原材料存在的問題

隨著國內經濟的快速發展，工業領域得到了很大的提升，鋼結構建筑工程類別也在逐年增加，各種先進的鋼結構焊接技術得到了發展。焊接技術的進步促進了建筑鋼結構工程的健康發展。目前，我國的焊接技術雖然很多，但仍存在很多缺陷和不足。

（二）焊接過程中的局部變形現象

一般鋼結構焊接施工過程中，施工原材料剛性不達標或原材料紋理不對稱，導致焊接完成后鋼材局部收縮，會造成整個鋼結構變形不對稱。另外，在焊接過程中，如果不加強焊縫處理，鋼材的收縮也會不對稱。其次，如果焊接工人沒有嚴格按照相關標準操作，施工工人的誤操作會造成鋼結構局部變形，導致應力集中，對鋼結構的應用會產生非常嚴重的影響。因此，工人們應該迅速選擇有針對性的措施來應對。要想有效控制局部變形，工人在設計焊縫時要保證焊縫能夠均勻分布，這樣可以有效緩解局部變形的發生。在不熟悉焊縫的過程中，要盡可能減少焊縫的交叉現象，焊縫的展開不宜過密，可有效避免局部變形的發生。在鋼筋焊接過程中，工人需要加強一次焊縫和二次焊縫的區分。焊接過程中，先焊關鍵焊縫，再焊二次焊縫。

（三）鋼結構焊接縫成形較差

焊縫成型較差主要是指焊縫的不均勻性和一致性，焊縫的不良性，焊縫與母材，焊縫不均勻之間無平滑變化。焊接不良的主要原因如下：焊接參數不合適會導致電流過大或過小，鋼結構的裝配面積不相等或成角度。焊接傾斜不當中間棒的速度不合適會導致電極過度擺動，不正確的焊接角度會導致不良的焊接問題，為了避免施工中鋼結構焊接質量差，焊接角度，鋼結構斷裂和縫隙差的問題，應嚴格按照施工圖進行鋼結構的組裝。在進行焊接作業之前，應擦洗和清潔焊接作業的凹槽，以去除灰塵和污垢。

（四）焊接出現變形

一是側彎扭曲，出現側彎的原因很多，實際上，主要原因是施工組在組裝過程中或部件的組裝之間沒有設置相應的平臺。工藝流程提升點將引起橫向彎曲。變形是焊接的一種特征，主要原因是鋼接頭，接頭和間隙不足，而且對于某些鋼性較差的零件也是如此，當加固不好扁平時就會引起變形。

二是局部發生變形，發生局部變形首先是由其自身組件的問題引起的，例如，部分的強度太小并易于收縮，這也是在操作過程中發生的人為操作問題，最后處理中由于應力集中的分布和焊接位置不均勻而導致焊接過程中所出現的問題。

（五）焊接咬邊問題

大多數鋼結構的下部是指由于焊接過程中的異常焊接而使焊縫兩側的基礎材料熔化的現象。鋼結構焊接中咬扣的主要原因有很多：焊接電流太多，焊接零件太多，焊接之間的移動軸角度不合理，存放時間長和導軌過長。但是應力集中發生在切削位置但是，在明確調整焊接角度的同時，也降低了支撐鋼結構的重量和疲勞強度的能力，應采用電弧焊的焊接方法，以免焊接太快。

（六）焊接表面氣孔

焊接表面上的氣孔通常是指出現在焊管表面上的氣孔，因為焊池中的氣體在焊接過程中不會完全逸出。但是，在焊接面上形成氣孔的主要原因是熔池被凍結，在焊接過程中沒有采取防風措施，導致熔池與氣體混合[1]。在焊接過程中沒有進行正確排空，或者沒有對焊絲進行清洗，使用氬弧焊時溫度沒有足夠，對氣流的控制不當保護，會導致保護效果差從而避免不了鋼結構焊接表面的氣孔，焊接前應根據施工質量要求和防風措施，快速清洗金屬焊縫，并排空焊絲和焊條。對應的在焊接過程中，應注意控制焊接速度，了解電弧，起弧，移動鋼筋以及正確使用技術。對于表面上的多孔焊接缺陷，應使用機械研磨來消除缺陷并修復焊縫。

（七）焊接夾渣

大多數夾渣整合是指在焊接項目建設過程中，將焊縫或其他雜質固化后進入熔池的焊接現象。焊渣的問題主要歸因于以下原因：未清潔焊接零件或未清潔焊接層之間的涂層，這會導致碎屑進入熔池并在此過程中熔化。焊接角度結構，焊接層厚度不當，如焊接速度控制不當，熔池中的熔融雜質不會浮出熔池并及時結冰，這會引起爐渣整合的問題。為了避免焊接過程中熔渣整合的問題，需要在接縫周圍1到1.5 cm的范圍內仔細壓碎鋼結構。焊接之前，請檢查電極的質量并烘烤。對于鋼結構的焊接，應使用最短的電弧焊，并嚴格控制電流參數和焊接速度。焊接工程對于規模較大的，可以采取挖補一些措施。

（八）焊接開裂

焊接完成后，大部分開裂的原因是熱應力引起的，高于冷卻過程中材料的強度[2]。裂紋的焊接是嚴重的質量缺陷，焊接的主要原因破損如下：電極材料的質量不具有超出塑料成型標準的硫或磷的特性和含量。不足降低硬化后的塑性和強度，對于焊接裂紋的避免，在鋼結構焊接過程中應遵守嚴格的焊接要求，在施工應嚴格控制和選擇焊接工藝參數。焊接電壓電流在選擇正常制造商生產的焊條時，應選擇正規的焊條，以確保焊接材料中的雜質少，在施工前應清潔和固化。另外，使用低多層焊接目前能夠控制裂紋。

二、建筑鋼結構焊接關鍵技術措施

（一）合理控制焊接材料的質量

隨著新技術、新材料的不斷涌現，氣體保護焊等技術受到廣泛歡迎，至此，焊接技術進入了另一個發展階段。在提高焊接效率、保證焊接質量的同時，還有效縮短了工期，節約了施工成本，實現了經濟效益和社會效益的統一。由于建筑鋼結構焊接作業的技術類型很多，在應用不同的焊接技術時，所需的材料有很大的差異。此時，要求我們相關工作人員從實際出發，根據結構施工現場的具體焊接情況，選擇合理的焊接材料，實現焊接工藝的整體優化和布局，滿足建筑結構整體性和安全性的發展點，不斷提高施工效率，達到預期效果。需要注意的是，在焊接過程中，要有效選擇與鋼結構相匹配的焊接材料，在強度和韌性方面做全面的測試和檢驗，不斷提高施工效果。

（二）有效提升焊接的質量

在鋼結構的焊接過程中，焊接裂紋現在比較常見。為了減少這種情況的發生，有必要以實踐為基礎，逐步提升焊接質量，實現焊接工作的優化更新。因此，在焊接過程中，為了降低裂紋現象的發生概率，必須要對裂紋狀況有一個大致的了解，并且根據實際情況著重找出其中存在的問題重點，由此來實現對于焊接工作的改良。這樣一來也就加大了工作人員的工作壓力，在工作過程中需要其按照標準來實現焊接工作的優化，減少裂紋現象的出現。

（三）焊接變形控制要點

鋼結構的焊接質量應以控制焊接變形為重點，采用先進工藝，嚴格控制焊接順序。在交叉接頭、t型接頭和對接接頭的應用中，對于較易翻轉或具備有利放置條件的構件，可開展雙面對稱焊接，對于屬于對稱截面的構件，焊接可圍繞對稱于構件中性軸開展。如存在對稱于連接桿件的構件節點，對稱焊接可圍繞節點軸線對稱軸開展。焊接施工需嚴格按照一定順序開展。對于較長的鋼結構焊縫，應優先采用多人對稱焊接法、跳焊法、分段退焊法等焊接方法。在構件焊接過程中，為實現收縮和變形的有效控制，還可以采用預置反變形法或開展預留焊，反變形量和收縮余量可基于針對性的試驗或計算確定。在裝配焊接構件的過程中，焊接依照有大到小的順序有條不紊的開展，接頭拘束可得到有效控制。在進行材料測試時，有必要檢查數據，及時 記錄數據并記錄測試結果，以免出現偷工減料的現象。根據建筑材料的具體型號，特性和位置，選擇相應的焊接工藝[3]。焊接結束后，在焊接現場檢查焊釘的彎曲程 度，檢查焊縫是否屬于同一類型，如果有縫隙，則必須進行焊接維修。同時，施工人員需要建立一套標準體系，以限制和檢查鋼結構的焊接，及時發現問題并解決問題，以在最大程度上保證鋼結構焊接的質量是符合響應的國家標準的。

（四）鋼結構焊接過程管理現代化、智能化

鋼結構焊接施工中先進的焊接技術離焊接項目質量保證也差得遠。焊接的質量保證取決于整個焊接過程的科學管理。此外還要推進鋼結構焊接過程管理智能化，根據報告顯示，歐美的一些發達國家的大多數焊接技術已被人們所理解，許多工程建設中都引入了智能焊接設備，智能焊接設備具有很多優勢。不僅焊接但是自動化程 度很高大量節省了人力和物力，并帶來了顯著的經濟效益。大多數中國行業仍采用傳統的手工焊接技術，只有少數幾個獲得主要的工程鏈接，智能，低焊接效率和人員素質差異會導致工程質量差異很大。隨著項目質量要求的不斷提高，有必要將高精度和高質量的焊接技術應用于實際的焊接項目，因此在中國使用智能焊接技術是一項工作。

（五）焊接工藝創新化

鋼結構具有識別傳統材料所不具備的大型建筑項目的功能，因此可以在建筑行業中廣泛使用。要意識到這一特殊功能，就需要先進技術以及先進的焊接和切割技術的支持。傳統產業不斷創新，將極大地提高各種產業的生產率，尤其值得注意的是，一些發達國家的建筑業在切割焊接材料方面取得了成功。機器人使用施工效率大大提高。

（六）提高焊接技術人員的綜合素質

世界上每個國家都非常重視焊工的培訓。例如：德國制定了DIN8560“焊工評估標準”日本制定了JISZ3801“R手工焊接方法評估方法和評估標準”歐洲發布了EN278-1“焊接機測試”美國焊接。建立了ANSI/AWSD11，“鋼結構焊接要求”。中國也非常重視對該部門前焊工的培訓和考試。筑鋼結構的焊接技術人員上崗前都要經過培訓和考核，持證上崗。

三、結語

在社會的不斷發展變化下，建筑行業本身迎來了更好的發展機遇，而在這種環境下，對建筑行業提出了更高的要求，因為只有做得更好，才能被時代所接受。至于建筑鋼結構焊接技術作為建筑工程的重要架構，相關單位就必須要對其予以足夠的重視，當然這也是現代建筑工程的主要需求所在。故此，本文也對此做出了相應探究，重點分析了當期階段鋼結構焊接過程中存在的問題，并且提出了相應的防治方案，以此來實現焊接技術的優化，通過不斷優化施工理念，降低安全事故，提升鋼結構焊接質量，進而滿足現代建筑行業的需求。