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

錢剛　李運軍

【摘 要】本文通過對我國建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并提出一些措施，期望能更好的促進(jìn)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，初步地探析建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)發(fā)展的基本趨勢。

【關(guān)鍵詞】建筑；鋼結(jié)構(gòu)；焊接技術(shù)；發(fā)展趨勢

引言：

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，為各個行業(yè)和領(lǐng)域提供新的技術(shù)方法和支持。焊接技術(shù)在建筑領(lǐng)域已經(jīng)應(yīng)用了近百年，在建筑中發(fā)揮著重要的作用。目前，我國在建筑鋼結(jié)構(gòu)許多技術(shù)領(lǐng)域中，已經(jīng)處于世界領(lǐng)先水平現(xiàn)如今，鋼結(jié)構(gòu)建筑在我國隨處可見高層樓房建筑、工業(yè)廠房、公共建筑以及橋梁建筑都普遍采用鋼結(jié)構(gòu)但是建筑鋼結(jié)構(gòu)在應(yīng)用上也存在著很多問題，需要我們注意并解決。焊接技術(shù)的水平直接影響著建筑鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量和結(jié)構(gòu)，因此，研究建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，對于提高建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)有著重要的意義。

一、焊接技術(shù)現(xiàn)狀

（一）氣體保護(hù)焊。氣體保護(hù)電弧焊是利用電弧作為熱源，氣體作為保護(hù)介質(zhì)的熔化焊。在焊接過程中，保護(hù)氣體在電弧周圍造成氣體保護(hù)層，將電弧、熔池與空氣隔開，防止有害氣體的影響，并保證電弧穩(wěn)定燃燒。

（二）厚鋼板焊接技術(shù)。建筑鋼結(jié)構(gòu)中厚鋼板得到大量的使用，如北京新保利大廈工程使用的軋制H型鋼翼板厚度達(dá)到125mm，國家體育場（鳥巢）工程用鋼最大板厚達(dá)110mm，大量鋼結(jié)構(gòu)工程采用厚鋼板，促進(jìn)了厚鋼板焊接技術(shù)的發(fā)展，同時也豐富了建筑用鋼的范圍。厚鋼板焊接的關(guān)鍵是防止由于焊接而產(chǎn)生的裂紋和減少變形，應(yīng)主要考慮：選用合理的坡口形式。如盡量選用雙U或X坡口，如果只能單面焊接，應(yīng)在保證焊透的前提下，采用小角度、窄間隙坡口，以減小焊接收縮量、提高工作效率、降低焊接剩余應(yīng)力。合理的預(yù)熱和層間溫度。

（三）高強鋼焊接技術(shù)。焊材的選擇：①強匹配。強節(jié)點弱桿件：焊接材料熔敷金屬的強度、塑性、沖擊韌性高于母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最低值。焊接接頭（焊縫及熱影響區(qū)）各項性能全面要求達(dá)到母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最低值。②兼顧焊縫塑性。厚板焊接時按厚度效應(yīng)后的強度選配焊材，節(jié)點拘束度大時可在1/4板厚以下配用低強焊材。③滿足沖擊韌性要求。必需重點選擇焊材的韌性，使焊縫及熱影響區(qū)韌性達(dá)到鋼材的規(guī)范要求。

二、焊接技術(shù)發(fā)展趨勢

（一）建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)和焊接材料的發(fā)展。近幾十年來，由于建筑鋼結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、使用壽命長、生產(chǎn)效率高、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點被普遍應(yīng)用于廠房、電站、橋梁、樓房和超高建筑之中。鋼結(jié)構(gòu)的焊接技術(shù)也經(jīng)歷不斷的發(fā)展和進(jìn)步。20世紀(jì)40年代，焊條電弧焊引入建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接之中，50年代中期埋弧焊接技術(shù)又成為鋼結(jié)構(gòu)的主要焊接技術(shù)。20世紀(jì)70年代又出現(xiàn)了實芯焊絲和藥芯焊絲氣體保護(hù)焊、螺栓焊、熔嘴電渣焊等新的焊接技術(shù)。這些焊接技術(shù)的發(fā)展為現(xiàn)代建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接提供了技術(shù)支持，尤其是氣體保護(hù)焊在建筑鋼結(jié)構(gòu)中的使用，極大地提高焊接的生產(chǎn)效率，縮短了工期，創(chuàng)造了更好的經(jīng)濟(jì)效益。但是，建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接并不是只采用一種焊接技術(shù)來進(jìn)行，要根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)采用的鋼原料和焊接材料的不同采用不同的焊接技術(shù)和焊接工藝。在建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接過程中，選用的焊接材料和鋼原料在硬度和韌性方面要匹配，并根據(jù)不同的強度和韌性選擇不同的焊接技術(shù)。

（二）焊接技術(shù)工作者的培養(yǎng)。在我國建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展的今天，建筑鋼結(jié)構(gòu)所需要的焊接技術(shù)工作者也在與日俱增，也就難免會出現(xiàn)魚龍混雜的情況。建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接技術(shù)有很強的專業(yè)性和復(fù)雜性，要求焊接人員有很強的技術(shù)性。雖然我國的焊接工作者很多，相應(yīng)的焊接工作也能夠得以順利完成，但缺少真正優(yōu)秀的焊接技術(shù)人員。因為建筑行業(yè)在我國的發(fā)展時間有限，所以與其他發(fā)達(dá)國家比起來，我國的焊接技術(shù)人員的培養(yǎng)、考核、認(rèn)證制度還不夠完善，管理和認(rèn)證方式比較混亂，不能準(zhǔn)確保持焊接人員的技術(shù)水平，也就使鋼結(jié)構(gòu)焊接存在著安全隱患和質(zhì)量沒有保證，不利于我國建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接水平的整體提高。

（三）自動焊接技術(shù)的應(yīng)用。目前，世界工業(yè)發(fā)達(dá)國家已經(jīng)開始采用自動焊接技術(shù)來進(jìn)行建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接，大大提高了整個建筑鋼結(jié)構(gòu)的強度和質(zhì)量，并提高了建造效率，節(jié)省了工期。在我國，自動焊接技術(shù)而在不斷被我國建筑鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)企業(yè)所采用。建筑焊接結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)大型化、重型化和高精度方向發(fā)展。自動化焊接技術(shù)對于焊接技術(shù)人員的技術(shù)水平要求較低，并且具有焊接質(zhì)量高，焊縫美觀實用，焊接效率高等特點。因此，自動焊接技術(shù)在建筑鋼結(jié)構(gòu)中會普遍采用。

（四）焊接設(shè)備的生產(chǎn)和應(yīng)用。進(jìn)行建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接就不得不考慮焊接設(shè)備的選用。目前，在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)焊接時采用的設(shè)備都是外國生產(chǎn)制造的。國內(nèi)生產(chǎn)的大多數(shù)焊接電源設(shè)備無論在技術(shù)特性還是自動化程度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于外國。自80年代初鋼結(jié)構(gòu)制造企業(yè)引進(jìn)外國成套的鋼結(jié)構(gòu)制造設(shè)備以來，國內(nèi)很多企業(yè)都在積極研究生產(chǎn)屬于自己的鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)備，我國生產(chǎn)屬于自己的高科技的鋼結(jié)構(gòu)焊接設(shè)備指日可待。

（五）對各類從業(yè)人員的鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)要求不斷提升。作為建筑鋼結(jié)構(gòu)最重要的力量，各類制造、安裝、焊接人員的素質(zhì)與能力程度，直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的水平與形象。21世紀(jì)是一個知識的時代，21世紀(jì)的建筑是一個知識與數(shù)字建筑的時代，注重其整體的知識與數(shù)字型，也將是各類建筑人員的重要使命與責(zé)任。因此，應(yīng)對未來局勢，應(yīng)對未來建筑市場更廣發(fā)更深刻地挑戰(zhàn)，各類從業(yè)人員都要從過不同的途徑確實地提高自己的知識性與數(shù)字性，把知識與數(shù)字融入到自己的工作中，并全面地應(yīng)用到鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)中去。建筑行業(yè)作為第二產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)的支柱，做好其環(huán)境分析，把握好其現(xiàn)實情況，在深入調(diào)查不斷探索的情況下，不斷整合與重組各個建筑行業(yè)資源，尤其是對鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)在建筑行業(yè)基架構(gòu)成中的舉足輕重的角色與功能，從各個方面各個元素加速提升其焊接質(zhì)量，以未來戰(zhàn)在建筑市場制高點為方向和目標(biāo)，不斷分析預(yù)測，不斷地重新審視形勢，把握機(jī)遇，全面協(xié)調(diào)準(zhǔn)確判斷定位，為進(jìn)一步地提高國民經(jīng)濟(jì)水平打下堅實的基礎(chǔ)。

（六）焊接設(shè)備的創(chuàng)新發(fā)展。目前，建筑鋼結(jié)構(gòu)當(dāng)中所應(yīng)用到的焊接設(shè)備主要包括手工電焊機(jī)、電渣焊機(jī)、MIG和MAG焊機(jī)、埋弧焊機(jī)等，但是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步以及電子技術(shù)和微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，電焊機(jī)也變得越來越輕巧實用，正朝著高效、節(jié)能、優(yōu)質(zhì)、操控性強等方向發(fā)展。特別是逆變電源的發(fā)展給焊接設(shè)備的發(fā)展提供了新的契機(jī)，逆變電源焊機(jī)的體積僅為傳統(tǒng)電源焊機(jī)重量的1/3，重量下降到1/5，而且它的可空性比傳統(tǒng)電源焊機(jī)好的多。如果逆變電源焊機(jī)能夠采用微處理器來進(jìn)行控制，那么它就能夠?qū)崿F(xiàn)一臺機(jī)子有多種焊接方法的功能，微處理器的安裝操作也很簡單，只需要變更一下軟件或者改變面板的操作功能指示即可。現(xiàn)在有一種新的控制技術(shù)為雙零開關(guān)諧振電路控制技術(shù)，這種技術(shù)正開始應(yīng)用于逆變電源焊機(jī)上，經(jīng)過實驗表明這種新技術(shù)的應(yīng)用在高效、節(jié)能、環(huán)保等方面更具優(yōu)勢。

結(jié)束語：

建筑行業(yè)是一個朝陽的產(chǎn)業(yè)，作為第二產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)的支柱，做好其環(huán)境分析，把握好其現(xiàn)實情況，在深入調(diào)查不斷探索的情況下，不斷整合與重組各個建筑行業(yè)資源，尤其是對鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)在建筑行業(yè)基架構(gòu)成中的舉足輕重的角色與功能，從各個方面各個元素加速提升其焊接質(zhì)量，以未來戰(zhàn)在建筑市場制高點為方向和目標(biāo)，不斷分析預(yù)測，不斷地重新審視形勢，把握機(jī)遇，全面協(xié)調(diào)準(zhǔn)確判斷定位，為進(jìn)一步地提高國民經(jīng)濟(jì)水平打下堅實的基礎(chǔ)。

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