當前建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接施工工藝的探討

袁加偉

（克孜勒蘇柯爾克孜自治州第一建筑安裝工程有限責任公司 845350）

當前建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接施工工藝的探討

袁加偉

（克孜勒蘇柯爾克孜自治州第一建筑安裝工程有限責任公司 845350）

隨著現(xiàn)今社會的建筑逐漸朝著更高更大的方向發(fā)展，對于建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的要求也會相應(yīng)的提高。為了確保技術(shù)的先進性、經(jīng)濟的合理性以及安全的適用性，就應(yīng)該不斷地提高鋼結(jié)構(gòu)的施工水平，特別是對于鋼結(jié)構(gòu)的焊接施工工藝這一個方面，需要格外的注重。本文首先從鋼結(jié)構(gòu)焊接存在的問題與解決措施入手，再分析了高強鋼焊接施工工藝，以及低溫狀態(tài)下的焊接施工工藝，希望能夠通過本文的探討，讓今后的建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接施工工藝更為合理，也能夠為今后的鋼結(jié)構(gòu)焊接施工給出一點引導性建議。

建筑；鋼結(jié)構(gòu)；焊接；施工工藝

鋼結(jié)構(gòu)房屋擁有靈活可變的空間以及良好的抗震性，再加上材料的環(huán)保、節(jié)能以及可持續(xù)循環(huán)利用等方面的特點，在最近幾年建筑行業(yè)中得到了廣泛的利用，但是在利用的同時，還需要注意鋼結(jié)構(gòu)本身的焊接施工工藝，如此才能夠讓鋼結(jié)構(gòu)房屋整個的穩(wěn)定性與安全性得到保障。

1 建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接之中存在的問題以及解決措施

在進行建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接中，多多少少會出來各種各樣的小問題。通過多年以來的實踐來看，其主要的問題包含了三個方面，分別是鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)局部變形以及角變形、構(gòu)件發(fā)生扭曲、存在焊縫開裂現(xiàn)象。①針對局部變形于角變形問題，可以利用堆成焊縫設(shè)置的方法，確保構(gòu)件各個部分的剛度于焊縫都能夠均勻的布置，這樣就可避免密集焊縫以及交叉的現(xiàn)象出來。通過焊接順序的合理制定，也可以將變形進一步控制。針對構(gòu)件出現(xiàn)扭曲這一問題，需要做好相應(yīng)的預防工作。在下料之前需要做好焊件節(jié)點的放樣處理，能夠根據(jù)放樣的實際尺寸來做好下料處理。在拼裝節(jié)點的母材與連接角鋼之間，可以使用卡口或者是夾緊器卡緊，使用點焊同定，然后再進行拼裝。在平臺上拼裝構(gòu)件，如果尺寸較大，可以設(shè)置馬凳做好找平處理，作為主裝的基準面，其構(gòu)件的全場需要拉通線或者是使用水平儀進行找平。等待符合設(shè)計的尺寸確定之后，還需要對始點定位進行點焊同定后再進行焊接。在加工隔板的過程中，對角線的誤差必須控制在1～2mm之內(nèi)[1]。吊運與翻身焊件，要避免出現(xiàn)強烈的沖擊，在側(cè)向剛度相對偏差的構(gòu)件翻身之前，需要加固處理，翻身之后還需要進行找平。②拼裝節(jié)點焊接應(yīng)該具備反變形的措施。一般的扭曲變形，可以通過火焰烘烤于千斤頂頂壓相互結(jié)合的方式來予以矯正。根據(jù)扭曲變形的實際情況，利用火焰將翹曲處的主焊縫打開，利用翼板或者是腹板使用火焰矯正厚方可焊接。③在焊接施工環(huán)節(jié)中，焊接開裂很難避免。針對這一問題，可以采取針對性的預防處理：如焊件本身材料中的硫磷的含量不能超出設(shè)計范圍；定位點焊接的數(shù)量需合理設(shè)置；做好焊件設(shè)計構(gòu)造的持續(xù)改進，避免缺口的出現(xiàn)；在運輸、堆放以及吊裝構(gòu)件時，應(yīng)避免強烈的震動與碰撞；盡量消除焊縫的應(yīng)力，確保焊縫本身強度不受影響；通過分段、多道、對稱、間斷的焊接方法，提高強度焊縫強度；對于焊接裂縫部位，可以選擇氣弧刨所在消除了裂縫厚，再進行焊接；按照焊接構(gòu)件的具體情況，需要選擇好焊接的順序與實際的方向；在低溫狀態(tài)下，還要預熱母材，在焊接之后做好保溫處理，進行緩慢的冷卻。所以，在焊接施工中，需要注意的方面很多，之下，針對高強鋼以及低溫的焊接施工工藝做出具體的探討分析。

2 高強鋼焊接的施工工藝

2.1 材料的選擇及匹配

①強匹配。選擇強節(jié)點弱桿件，也就是相比母材最低的規(guī)定標準，其焊接材料熔敷金屬的塑性、強度以及韌性都要高于標準；另外，對于焊接接頭部位的各項基本的性能指標，也不能夠低于材料所對規(guī)定的最低標準限度。②焊縫的塑性。在厚板的焊接過程中，可以根據(jù)厚度基本效應(yīng)之后的強度來做好焊材的選擇，一般來說，如果節(jié)點本身的拘束度偏大，就可以在1/4板厚之后選擇強度稍微偏低的焊材。③滿足沖擊韌性提出的要求。對于整體的焊接而言，選擇好焊材的韌性是不能忽視的一道工序，擁有良好韌性的焊材，能夠讓焊縫以及其熱影響區(qū)域的韌性都滿足鋼結(jié)構(gòu)本身提出的規(guī)定。例如：在無裂紋鋼種的焊接過程中，就可以選超低H的或者是低H的焊接材料[2]。另外，如果溫度在0℃之上或者是鋼板的厚度低于了50mm，就不必進行預先的熱處理工作。使用這樣的方式其最明顯的特點在于力學指標非常的突出，尤其是區(qū)強逼較為強力的沖擊性能方面表現(xiàn)的更為出色。

2.2 性能評價方法

目前，在建筑施工當中采用的評價方法包含了熱影響最高硬度試驗評定法、碳當量計算評定法以及插銷試驗臨界斷裂盈利評定法。

2.3 常用的最低預熱溫度的確定法

①在控制中利用裂紋實驗，也就是通過斜Y破口的試樣抗裂方面的試驗來確認最低的預熱溫度。②通過硬度來對預熱溫度加以控制，一般在方法的選擇中主要是根據(jù)剛才的碳含量，按照不同的板厚T形接頭角焊縫熱影響區(qū)硬度達到了350HV之后，其所對應(yīng)的冷卻溫度在540℃，通過查表的方式，就可以確定其接線的能量。③按照裂紋本身的的敏感直屬、拘束度的等級、板厚的范圍以及最低的預熱溫度來進行。④按照接頭的熱輸入、剛才的特定曲線以及相應(yīng)的冷卻時間來確定其預熱的最低溫度。

2.4 控制焊接質(zhì)量的方法

①控制熱輸入以及冷卻速度。這樣的方法主要是通過控制焊接時候產(chǎn)生的電流與電壓以及焊接時候選擇的速度，再加上800～500℃區(qū)間內(nèi)熔敷金屬所需要的冷卻時間來加以實現(xiàn)，這樣才能滿足焊接質(zhì)量的全面控制。②做好焊縫之中各個元素質(zhì)量百分比的相對控制，主要包含了氫、氧、碳、硫等。為了滿足這一要求，在材料的選擇中需要靠近質(zhì)量優(yōu)越的低氫焊接材料，并且對操作人員自身的手法要求較高，這樣才能夠跟好的保護熔池金屬。③控制好應(yīng)力與變形。在焊接中選擇低熱輸入以及高能量密度的方法，如使用小線能量，進行多層多道焊接；氣體保護焊；利用對稱破口，利用對稱于輪流焊接的方式；盡可能將破口的焊接角度與間隙控制好，這樣可以避免出現(xiàn)過多的熔敷金屬填充量；對于長焊縫，可以選擇多人同時焊接或者是分段焊接的方式；通過跳焊法的使用，可以避免出現(xiàn)應(yīng)力集中與變形的問題[3]。

在高強鋼焊接作業(yè)的實施過程中，需要根據(jù)供貨時的所處特征以及剛才聊本身的強化極力，對各項性能指標要求進行全面的考察，這樣才能夠?qū)罄m(xù)的生產(chǎn)要求加以指導。在這一剛才的焊接施工中，為了避免出現(xiàn)冷裂現(xiàn)象，就可以采取相應(yīng)的補救措施。另外，避免接頭的位置出現(xiàn)弱化的問題，在焊接的過程中也需要嚴格的篩選層間溫度以及焊接線的能量，并且做好相應(yīng)的控制。總而言之，應(yīng)該在最大限度控制成本的前提下，確保焊接任務(wù)能夠高質(zhì)量、高標準的完成。

3 低溫焊接時的施工工藝

3.1 選取焊接材料

考慮到焊接施工處于低溫環(huán)境，為了確保焊接任務(wù)能夠按照要求完成，可以選擇氫含量較低的焊接材料，然后對于焊接材料做好相應(yīng)的烘焙與保溫處理。

3.2 做好焊接前的防護

為了避免出現(xiàn)過多的熱量損失的現(xiàn)象，就可以在需要焊接操作的部位建立相應(yīng)的保護房，這樣就可以為焊接施工形成一個相對密閉的空間。但是，假如當?shù)氐臈l件不允許保護房的構(gòu)建，也可以選擇其他一些補救方式，避免熱量流失過快。在部分氣體保護焊接的操作過程中，對于氣瓶也需要做好相對應(yīng)的保溫處理。

3.3 控制焊接質(zhì)量

①預熱與層間溫度。相比常溫之下的焊接工藝，低溫狀態(tài)之下的預熱溫度要略微高點，并且所需要進行預熱的區(qū)域也會增大，一般來說，低溫狀態(tài)之下的焊接點周圍應(yīng)當大于或者是等于兩倍鋼厚度范圍，并且范圍不得低于100mm。在焊接溫度的選擇中，也需要高出預熱溫度，或者是與規(guī)定的最低溫度的差異不得超過20℃，在兩者之間選擇溫度較高的一方[4]。②選擇合理的焊接措施。盡可能選擇多層多道焊接的方式，做好層間溫度的合理控制。③焊接之后的后熱保溫。在焊接施工完畢之后，對于焊接的接頭部位需要做好相應(yīng)的后熱保溫處理。這樣不僅有利于擴散氫氣，同時也可以避免因素急速的冷卻導致裂紋的出現(xiàn)，當然，適當?shù)暮鬅釡囟纫灿欣陬A熱溫度的降低控制。

4 結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，越來越多的建筑企業(yè)會選擇使用鋼結(jié)構(gòu)，特別是作為建筑行業(yè)發(fā)展黃金階段的今天，鋼結(jié)構(gòu)的使用擁有非常光明的前景。但是，鋼結(jié)構(gòu)的使用，也讓更多的人認識到鋼結(jié)構(gòu)焊接施工質(zhì)量問題必須引起重視。在建筑行業(yè)的發(fā)展中，施工人員就應(yīng)該保護好先機，掌握相應(yīng)的焊接工藝方法，確保能夠與前世界最先進的焊接施工技術(shù)相互的融合，才能夠在焊接的施工過程中做好鋼結(jié)構(gòu)精度的完美控制，真正地做到防范于未然。另外在焊接施工中，還需要放眼于全局，嚴格把好施工工序的關(guān)卡，緊緊抓住細節(jié)部位的處理，才能夠滿足事前的控制、事中的監(jiān)督以及收工之后的質(zhì)量達標。

[1]趙榮岐.淺談建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量控制[J].赤子（上中旬），2014，19：314～315.

[2]劉錫山.淺析高層鋼結(jié)構(gòu)的施工及焊接技術(shù)[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2011，05：152.

[3]謝靜.鋼框架結(jié)構(gòu)的焊接模擬與施工工藝研究[D].浙江工業(yè)大學，2013.

[4]段斌，孫少忠.我國建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].焊接技術(shù)，2012，05：1～7.

TU758.11

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2015-8-22