建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)發(fā)展趨勢研究

李 宏

(大同市煤礦集團(tuán)大同地煤有限責(zé)任公司馬口煤礦，山西 大同 037101)

建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)發(fā)展趨勢研究

李 宏

(大同市煤礦集團(tuán)大同地煤有限責(zé)任公司馬口煤礦，山西 大同 037101)

對建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，基于建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)的現(xiàn)狀提出了建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢，指出當(dāng)前建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在焊接設(shè)備的改進(jìn)、焊接工藝的創(chuàng)新以及焊接人員素質(zhì)的提高三方面。

建筑鋼結(jié)構(gòu)，焊接技術(shù)，現(xiàn)狀，發(fā)展趨勢

改革開放以來，我國的國民經(jīng)濟(jì)取得了尤為迅速的發(fā)展，而隨著物質(zhì)基礎(chǔ)的日趨牢固，當(dāng)前對各種基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的需求也越來越大，對各型建筑的要求無論是數(shù)量還是質(zhì)量都有極大的增長，這一方面是生產(chǎn)力發(fā)展的迫切需要，另一方面是建筑行業(yè)本身能力與水平不斷提升的內(nèi)在要求。鋼結(jié)構(gòu)建筑作為當(dāng)前建筑物中的一種主要形式，可以說與混凝土建筑具有同等重要的地位，并且鋼結(jié)構(gòu)建筑還具有諸多混凝土建筑不具備的性能，因此被越來越多的應(yīng)用到建筑之中。時代的發(fā)展對于建筑提出了更高的要求，鋼結(jié)構(gòu)建筑的焊接技術(shù)也需要保持與時俱進(jìn)。

1 我國鋼材的使用情況概述

圖1是我國2001年—2010年鋼產(chǎn)量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計表，從圖1不難看出我國每年的鋼產(chǎn)量是非常大的，而巨大的鋼產(chǎn)量意味著巨大的焊接需求。建筑行業(yè)是鋼鐵的消耗大戶，因此探究建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接技術(shù)具有重要的意義。

相較于其他的建筑形式，鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工周期更短，適應(yīng)性強(qiáng)、外形豐富、施工方便，因而鋼結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于高層建筑、廠房、倉庫、碼頭、橋梁等的施工中，現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得各種基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)項目越來越多，對于鋼材的用量越來越大的同時，對鋼結(jié)構(gòu)的焊接技術(shù)也提出了更高的要求。

2 建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)現(xiàn)狀分析

2.1 焊接技術(shù)和焊接材料的發(fā)展現(xiàn)狀

近些年來我國除了在經(jīng)濟(jì)方面取得了舉世矚目的成就，在工業(yè)方面同樣實現(xiàn)了跨越式的進(jìn)步。隨著鋼結(jié)構(gòu)建筑在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛，各種新型建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接技術(shù)也層出不窮，焊接技術(shù)的進(jìn)步帶來了鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展。當(dāng)前各種焊接技術(shù)種類繁多，但是并沒有出現(xiàn)哪一種焊接技術(shù)能夠廣泛適用于各種建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接之中，鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工仍舊需要根據(jù)建筑的原材料以及焊接材料來確定焊接技術(shù)與焊接工藝。

2.2 建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀

焊接設(shè)備的質(zhì)量與建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接的質(zhì)量息息相關(guān)，雖然我國的鋼結(jié)構(gòu)建筑越來越多，對于焊接技術(shù)的應(yīng)用也越來越多，但是在焊接設(shè)備方面的發(fā)展卻一直處于停滯狀態(tài)，當(dāng)前焊接施工中很多設(shè)備都是從國外進(jìn)口或者采用國外技術(shù)在中國制造，我國并不具有核心知識產(chǎn)權(quán)，這不僅帶來了更加高昂的焊接成本，也不利于我國鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的發(fā)展。從當(dāng)前的情況來看我國的鋼結(jié)構(gòu)制造企業(yè)與國外企業(yè)仍舊存在一定的差距亟待彌補(bǔ)。

2.3 焊接技術(shù)人員的培養(yǎng)現(xiàn)狀

隨著市場上的鋼材的種類日益增多，鋼結(jié)構(gòu)的焊接工作對于技術(shù)人員的技術(shù)水平及綜合素質(zhì)的要求也越來越高，雖然我國的鋼結(jié)構(gòu)建筑被廣泛的應(yīng)用，但是對于專業(yè)技術(shù)人員的培養(yǎng)卻仍舊稍顯不足，與發(fā)達(dá)國家相比我國在對相關(guān)技術(shù)人員的培訓(xùn)、管理以及資質(zhì)考核等方面還有諸多差距，這就導(dǎo)致了從事建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接的工作人員職業(yè)素質(zhì)參差不齊，既不利于建筑工程的施工也不利于我國焊接技術(shù)的發(fā)展。

3 建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1 新技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用

1)高強(qiáng)鋼焊接技術(shù)。隨著城市土地資源的日益稀缺，城市的建筑越來越高，這就對建筑鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度提出了更高的要求。當(dāng)前將高強(qiáng)鋼應(yīng)用于建筑鋼結(jié)構(gòu)中的情況也越來越多，為了保證高強(qiáng)鋼焊接之后的強(qiáng)度能夠達(dá)到要求，高強(qiáng)鋼的焊接技術(shù)更為嚴(yán)格，需要控制好焊接電壓、電流、焊接速度、冷卻時間以及焊縫當(dāng)中碳氧等元素的配置比例，同時還要控制好應(yīng)力和變形。

2)低溫焊接技術(shù)。建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接同樣會受到溫度的影響，在低溫下焊接時焊縫會出現(xiàn)裂紋，在工作狀態(tài)下容易發(fā)生脆斷，而低溫焊接技術(shù)的出現(xiàn)則很好地解決了低溫天氣對于鋼結(jié)構(gòu)施工的影響，國家體育場“鳥巢”的鋼結(jié)構(gòu)工程就是最顯著的代表。一般來說低溫焊接技術(shù)的應(yīng)用溫度要在-15 ℃以上，溫度太低時測溫儀以及送絲機(jī)的工作狀態(tài)難以保障。為了保證接頭的抗拉強(qiáng)度，需要對周圍的施工環(huán)境溫度進(jìn)行控制，在焊接之前進(jìn)行準(zhǔn)確均勻的預(yù)熱。同時焊接后要立即對焊接接頭處進(jìn)行有效的保溫處理，這樣有利于焊接處氫氣的散出，防止后期冷裂紋的出現(xiàn)。

3)組合樓板栓釘穿透焊技術(shù)。當(dāng)前我國高層建筑鋼結(jié)構(gòu)對于組合樓板的使用也越來越多，這使得組合樓板栓釘穿透焊技術(shù)應(yīng)時而生。所謂的組合樓板栓釘穿透焊技術(shù)指的是在焊接時通過電弧的燃燒使得栓釘穿透壓型鋼板并焊接在鋼梁的表面上，栓釘將組合樓板緊密結(jié)合在一起，使得樓板的強(qiáng)度能夠達(dá)到設(shè)計使用的需求。組合樓板栓釘穿透焊的過程可以分為起弧、不穩(wěn)定燃燒、穩(wěn)定燃燒和熄弧頂鍛這四個階段，通過大量的使用經(jīng)驗證實組合樓板栓釘穿透焊技術(shù)具有較高的質(zhì)量保證，使用組合樓板栓釘穿透焊技術(shù)之后樓板的合格率相較于普通焊接技術(shù)更高。

4)鑄鋼及鑄鋼節(jié)點(diǎn)焊接技術(shù)。對于一些跨度比較大的大型廠房建筑或者體育館類的建筑，鑄鋼及鑄鋼節(jié)點(diǎn)焊接技術(shù)得到了很好的應(yīng)用。鑄鋼及鑄鋼節(jié)點(diǎn)焊接技術(shù)在處理復(fù)雜多變的建筑造型時更為有效，但是這種焊接方式也不是最完美的，因其含碳量比較高，在焊接時容易帶入各種雜質(zhì)，而且鑄態(tài)時的組織晶粒比較大，導(dǎo)致了其焊接性能會相對較差，所以鑄鋼節(jié)點(diǎn)對于焊接工藝的要求也很高，主要表現(xiàn)在減少殘余應(yīng)力來防止裂紋的產(chǎn)生。

3.2 焊接設(shè)備的創(chuàng)新發(fā)展

隨著科技的發(fā)展，焊接設(shè)備也處在不斷的更新?lián)Q代之中，當(dāng)前建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接施工中主要使用的機(jī)械有手工電焊機(jī)、電渣焊機(jī)、MIG和MAG焊機(jī)、埋弧焊機(jī)等，隨著科技的發(fā)展以及人們對于可持續(xù)發(fā)展的不斷追求，焊接設(shè)備必將朝著高效節(jié)能的方向發(fā)展。新型焊接設(shè)備可以采用逆變電源以及微處理器，逆變電源的出現(xiàn)能夠顯著降低焊接設(shè)備的質(zhì)量和體積，而微處理器的應(yīng)用則能夠提高其智能性，用同一臺焊接設(shè)備實現(xiàn)多種焊接技術(shù)。

3.3 提高焊接技術(shù)人員的素質(zhì)

焊接技術(shù)人員的職業(yè)素質(zhì)對于建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量的影響至關(guān)重要，而隨著各種新型焊接技術(shù)的發(fā)展，焊接技術(shù)人員必須不斷地提高自身的職業(yè)素質(zhì)才能滿足建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接的要求。作為一門專業(yè)性非常強(qiáng)的技術(shù)，從事建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)的人員需要進(jìn)行嚴(yán)格的培訓(xùn)和考核，獲取相關(guān)的操作資格，以此來保證操作的質(zhì)量。而各種新型鋼材的出現(xiàn)使得新興的焊接技術(shù)也層出不窮，想要提高建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量，相關(guān)焊接的工作人員需要不斷提高自身的知識水平，了解各種新型鋼材的物理性能和焊接方法，從而推動焊接技術(shù)的發(fā)展。

4 結(jié)語

高層建筑的形式層出不窮，鋼結(jié)構(gòu)建筑的廣泛使用對焊接技術(shù)提出了更高的要求，筆者從焊接技術(shù)和焊接材料的發(fā)展現(xiàn)狀及建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀、建筑技術(shù)人員的培養(yǎng)現(xiàn)狀探究了建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢，作為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱型產(chǎn)業(yè)，建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)在建筑行業(yè)中占有舉足輕重的地位，建筑行業(yè)需要審度當(dāng)前科技發(fā)展的形勢，從新技術(shù)、新設(shè)備、新人員三個角度來考慮建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢，從多個方面來提高建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量，以便充分保證建筑物的整體質(zhì)量，繼而創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會價值。

[1] 李 斌.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].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2013(13):245-246.

[2] 李方芳.我國建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢[J].科技風(fēng),2014(18):165-166.

[3] 李雪峰.我國建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2015(8):67-68.

[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(5):6-7.

Research on tendency for the welding technique of architectural steel structure

Li Hong

(MakouCoalMine,DatongCoalCompany,DatongCoalMineGroup,Datong037101,China)

The paper analyzes the status of the welding technique of the architectural steel structure, points out the tendency for the welding technique based on its status, and points out its development can be reflected by the welding equipment, welding craft and welding personnel.

architectural steel structure, welding technique, status, development tendency

2015-06-21

李 宏(1976- )，男，助理工程師

1009-6825(2015)25-0128-02

TU391

A