新技術(shù)在國(guó)內(nèi)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接中的應(yīng)用

周亞非

(黑龍江農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150088)

1 我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀中突出的問題

1.1 國(guó)內(nèi)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接所應(yīng)用技術(shù)的自動(dòng)化程度低

在國(guó)內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)下，建筑工程的技術(shù)要求也在不斷提升，大型建筑結(jié)構(gòu)對(duì)于焊接技術(shù)的應(yīng)用程度在不斷加深，而且焊接技術(shù)被廣泛應(yīng)用于重型建筑結(jié)構(gòu)中。在這種發(fā)展趨勢(shì)下，以往的手工焊接技術(shù)已經(jīng)無法滿足建筑工程的需求，不僅焊接效率低下而且焊接品質(zhì)無保障，嚴(yán)重妨礙了建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與改革。但經(jīng)過市場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)大部分建筑企業(yè)仍然采用自動(dòng)化程度相對(duì)較低的器械和技術(shù)，來完成鋼結(jié)構(gòu)焊接任務(wù)，其焊接品質(zhì)與手工焊接并無明顯差異，所以說國(guó)內(nèi)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接所應(yīng)用技術(shù)的自動(dòng)化程度低。社會(huì)的發(fā)展推動(dòng)著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)應(yīng)的人才引進(jìn)成本也在提升，所以建筑企業(yè)面臨著轉(zhuǎn)型與革新的抉擇，如果不能及時(shí)緊跟市場(chǎng)趨勢(shì)提升技術(shù)的自動(dòng)化程度，其發(fā)展勢(shì)必會(huì)受到影響。

1.2 國(guó)內(nèi)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接裂紋處理技術(shù)落后

因?yàn)榻ㄖ摻Y(jié)構(gòu)的焊接需要將溫度達(dá)到一定高度，而焊接工藝完成后鋼結(jié)構(gòu)的溫度會(huì)逐漸恢復(fù)常態(tài)，這中間產(chǎn)生的巨大溫差很難被完全消除，所以建筑鋼結(jié)構(gòu)在焊接過程中容易產(chǎn)生裂紋。這種由于熱度差異產(chǎn)生的鋼結(jié)構(gòu)焊接裂紋又被叫做高溫裂紋，一般情況下裂紋只會(huì)在鋼結(jié)構(gòu)的焊接縫隙內(nèi)，但不排除其周邊受到熱度影響而導(dǎo)致裂紋范圍擴(kuò)增。裂紋的呈現(xiàn)方式主要包括以下形態(tài)：縱向裂紋、橫向裂紋、根部裂紋、弧坑裂紋、熱影響區(qū)域裂紋。因?yàn)楹缚p裂紋是沒辦法完全規(guī)避和消除的，而建筑企業(yè)沒有根據(jù)實(shí)際情況去引進(jìn)新技術(shù)，就會(huì)無形中拉大與行業(yè)和市場(chǎng)的差距，久而久之就會(huì)限制企業(yè)的發(fā)展前景。

1.3 國(guó)內(nèi)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)對(duì)于厚板和長(zhǎng)裂縫的處理能力不足

因?yàn)榻ㄖ摻Y(jié)構(gòu)焊接工藝是涉及鋼結(jié)構(gòu)建筑所必須應(yīng)用的技術(shù)，那么基本的焊縫銜接技術(shù)不會(huì)有明顯差異，決定企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力度的關(guān)鍵在于，其對(duì)厚板焊接的水準(zhǔn)和對(duì)長(zhǎng)裂縫焊接的水平，因?yàn)檫@會(huì)直接關(guān)系到鋼結(jié)構(gòu)工程的最終品質(zhì)以及鋼結(jié)構(gòu)工程的成本控制。厚板之間的對(duì)接和T型焊縫的縫角熔融，相對(duì)普通形態(tài)的裂縫來說焊接工藝復(fù)雜程度呈疊加狀態(tài)，而國(guó)內(nèi)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接產(chǎn)業(yè)卻沒有針對(duì)相關(guān)問題及時(shí)引進(jìn)新技術(shù)，致使工藝的不成熟與低效率，對(duì)于行業(yè)發(fā)展有極其不利的影響。

2 新技術(shù)在國(guó)內(nèi)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接方法中的具體應(yīng)用

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)下，國(guó)內(nèi)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接的工藝要求也在逐步提升，厚板結(jié)構(gòu)和箱型結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍在逐步擴(kuò)增，其對(duì)應(yīng)的焊接技術(shù)使用頻率也在急劇上升，所以對(duì)于新技術(shù)的應(yīng)用表現(xiàn)出強(qiáng)烈的需求。就從當(dāng)前國(guó)內(nèi)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接方法中的新技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀來說，利用CO2作為保護(hù)氣體進(jìn)行焊接的技術(shù)已經(jīng)逐漸取代以往的手工電弧焊接，利用CO2作為保護(hù)氣體進(jìn)行焊接的新技術(shù)能夠在保障焊接品質(zhì)的基礎(chǔ)上提高焊接效率，使得建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接工程的整體進(jìn)度有序推進(jìn)。利用CO2作為保護(hù)氣體進(jìn)行焊接的新技術(shù)，其中有兩種必不可少的焊絲，一種是實(shí)體焊芯的焊絲，另一種是藥體焊芯的焊絲。以混合氣體作為保護(hù)氣的焊接方式，與以實(shí)體焊芯作為焊絲的焊接方式，二者之間存在不同程度的熔融過渡，具體包括以電路短路形式進(jìn)行過渡、以熔滴方式進(jìn)行過渡、以脈沖電流為中介進(jìn)行過渡、以噴射狀態(tài)進(jìn)行過渡等。對(duì)于這四種過渡方式來說，以噴射狀態(tài)進(jìn)行過渡對(duì)焊接鋼結(jié)構(gòu)的形變影響程度最低，而且其通過電流最小，但其焊接效率相對(duì)較低；以電路短路形式進(jìn)行過渡對(duì)焊接鋼結(jié)構(gòu)的形變影響程度最大，其通過的電流最大，但同樣的其焊接效率就會(huì)相應(yīng)提升。

3 新技術(shù)在國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)焊接設(shè)備中的具體應(yīng)用

在鋼結(jié)構(gòu)的焊接過程中，以新技術(shù)為支撐的焊接方法必須通過對(duì)應(yīng)的焊接設(shè)備才能得以應(yīng)用，所以焊接設(shè)備涉及的技術(shù)必須隨著焊接方法的革新與改進(jìn)而更替。根據(jù)長(zhǎng)期調(diào)查研究得知，國(guó)內(nèi)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接產(chǎn)業(yè)中的加工設(shè)備性能普遍優(yōu)于國(guó)外同類型設(shè)備，尤其是電焊機(jī)的新技術(shù)含量是無法比擬的。另外，電渣焊機(jī)、埋弧焊機(jī)、MAG焊機(jī)、MIG焊機(jī)等常用焊接設(shè)備，對(duì)于現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)和電子信息技術(shù)的應(yīng)用程度都在逐漸加深、應(yīng)用層面在逐漸拓寬、應(yīng)用范圍在逐漸擴(kuò)大。國(guó)內(nèi)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展目標(biāo)是更加方便控制、更加節(jié)約能源、更加高品質(zhì)高效率。總的來說國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的電焊機(jī)可操作空間逐漸加大，設(shè)備的質(zhì)量在降低可效率在提升，尤其是在逆變電源逐漸推廣到建筑行業(yè)的基礎(chǔ)上，為焊接設(shè)備的新技術(shù)應(yīng)用提供了更加寬廣的途徑。就從新技術(shù)在國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)焊接設(shè)備中的具體應(yīng)用現(xiàn)狀來分析，可以順向進(jìn)行或逆向進(jìn)行的雙向諧振電路已經(jīng)作為新技術(shù)被應(yīng)用到焊接設(shè)備中，一旦電流達(dá)到臨界值或者電壓達(dá)到臨界值，就能夠自動(dòng)切換焊接設(shè)備的開關(guān)，防止電力資源的額外損耗，同時(shí)還能夠確保焊接設(shè)備使用的安全高效。

4 新技術(shù)在國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)中的具體應(yīng)用

4.1 新技術(shù)在低溫焊接技術(shù)中的應(yīng)用

因?yàn)閲?guó)內(nèi)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝一直存在冬季低溫狀態(tài)下施工困難的問題，而普通的技術(shù)改進(jìn)也無法完全規(guī)避低溫環(huán)境的影響，所以在低溫焊接技術(shù)中應(yīng)用新技術(shù)顯得尤其重要。具體應(yīng)用過程為：首先，要選擇合適的焊接材料，一般來說氫元素含量較低的材料更適合用于鋼結(jié)構(gòu)的焊縫銜接，當(dāng)然需要對(duì)焊接材料進(jìn)行有效的保溫和烘焙維持其特性；其次，在進(jìn)行焊接前必須進(jìn)行有效的預(yù)處理，避免材料在焊接過程由于熱量過度丟失而降低性能，還可以搭建防護(hù)空間提升預(yù)處理的效果；再者，需要在確定焊接位置時(shí)輸入一定量的熱量，對(duì)焊接部位進(jìn)行提前預(yù)熱，適當(dāng)延長(zhǎng)焊縫的長(zhǎng)度和適當(dāng)拓寬焊縫的寬度，預(yù)熱技術(shù)可以有效避免縮裂紋的大范圍出現(xiàn)，并且有效提升鋼結(jié)構(gòu)的硬度;最后，鋼結(jié)構(gòu)完成焊接還需要進(jìn)行一段時(shí)間的保溫，防止鋼結(jié)構(gòu)縫隙溫度在環(huán)境的影響下急劇降低而產(chǎn)生裂紋，同時(shí)給予焊接材料中氫元素更有利的條件進(jìn)行逸散。

4.2 新技術(shù)在厚鋼板結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)中的應(yīng)用

隨著國(guó)內(nèi)建筑水準(zhǔn)的穩(wěn)步提升，鋼結(jié)構(gòu)建筑所使用的鋼板厚度也在不斷加大，所以厚鋼板焊接技術(shù)的水平將會(huì)關(guān)系到建筑工程的整體品質(zhì)。厚鋼板的使用不僅拓寬了鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍，還帶動(dòng)了厚鋼板焊接技術(shù)的發(fā)展。厚鋼板焊接技術(shù)的具體應(yīng)用過程為：首先，設(shè)定合適的坡口形態(tài)，便于厚鋼板之間的焊接或者厚鋼板與其他結(jié)構(gòu)的焊接，一般情況下可以選擇X型坡口或雙U型的坡口，如果只是單面的焊接可以降低坡口的坡度，達(dá)到有效控制焊接殘余應(yīng)力的效果;第二，應(yīng)該合理控制不同層面厚鋼板之間的間距，維持其預(yù)熱溫度的持續(xù)性作用;第三，厚鋼板焊接結(jié)束后同樣需要應(yīng)用新技術(shù)進(jìn)行保溫處理。

5 新技術(shù)在國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)焊接檢測(cè)技術(shù)中的具體應(yīng)用

檢測(cè)鋼結(jié)構(gòu)焊接品質(zhì)的技術(shù)形式多樣，比較常用的是鋼結(jié)構(gòu)焊接無損檢測(cè)技術(shù)、鋼結(jié)構(gòu)焊接外觀檢測(cè)技術(shù)、鋼結(jié)構(gòu)焊接破壞性檢測(cè)技術(shù)等。其中無損檢測(cè)技術(shù)的效果相對(duì)顯著，并且?guī)缀醪粫?huì)破壞鋼結(jié)構(gòu)的焊接結(jié)果，其對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用程度相對(duì)較深。可以通過利用電磁波、超聲波、磁粉、射線等對(duì)鋼結(jié)構(gòu)焊接結(jié)果進(jìn)行品質(zhì)檢測(cè)。

6 結(jié) 語

綜上所述，我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀中存在一些突出問題，表現(xiàn)為：鋼結(jié)構(gòu)焊接所應(yīng)用技術(shù)的自動(dòng)化程度低、鋼結(jié)構(gòu)焊接裂紋處理技術(shù)的落后、鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)對(duì)于厚板和長(zhǎng)裂縫的處理能力不足等。經(jīng)過不斷的發(fā)展與改革，新技術(shù)在國(guó)內(nèi)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接方法、焊接設(shè)備、焊接技術(shù)、焊接檢測(cè)技術(shù)中的具體應(yīng)用都得到長(zhǎng)足發(fā)展，有效推動(dòng)國(guó)內(nèi)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。