論述鋼結(jié)構(gòu)施工中機(jī)械焊接工藝的應(yīng)用

張曉鵬

摘要：隨著鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展，由于鋼結(jié)構(gòu)焊接而引發(fā)的質(zhì)量事故與安全隱患時(shí)有發(fā)生。鋼材料的焊接技術(shù)是保證鋼結(jié)構(gòu)的必要條件，文章對鋼結(jié)構(gòu)施工中機(jī)械焊接工藝進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)施工；機(jī)械焊接；應(yīng)用

鋼結(jié)構(gòu)具有自重輕、建設(shè)周期短、適應(yīng)性強(qiáng)、外形豐富、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用范圍廣泛，隨著焊接技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展，目前在鋼結(jié)構(gòu)的建設(shè)中主要的焊接技術(shù)可謂種類繁多，工藝或簡單或復(fù)雜，但是都在不斷地追求焊接技術(shù)的進(jìn)步和焊接質(zhì)量的提高。

一、對機(jī)械焊接技術(shù)的分析

1、機(jī)械焊接技術(shù)綜合

鋼結(jié)構(gòu)具備自重輕、適應(yīng)性強(qiáng)、應(yīng)用便利的優(yōu)勢，從而使得焊接工藝的規(guī)模增大且被普遍利用，當(dāng)今社會焊接工藝的快速發(fā)展使得焊接工藝的種類也隨之增加，焊接工藝的發(fā)展過程，都是以追求焊接工藝質(zhì)量的不斷提升，在焊接的過程中特別要注意每一個(gè)步驟，詳細(xì)按照焊接的工序進(jìn)行施工，可以將焊接手藝分為氣保焊、壓力焊、釬焊和手工電弧焊。

2、鋼結(jié)構(gòu)焊接施工分析

1）焊接加工：依照施工圖放樣和號料時(shí)要預(yù)留焊接縮短量和加工余量，按照放樣作樣板，鋼材的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：鋼材下料前必須先對規(guī)定的鋼材進(jìn)行材料分析，改正后的偏差值不要超過標(biāo)準(zhǔn)的許可偏差值，從而保障了下料的質(zhì)量，熱加工的型鋼先進(jìn)行熱加工，待冷卻后再號孔，鋼板預(yù)埋件及其他零件切割鉆孔及噴防腐漆處置。

2）吊掛臂安置采取焊接：需要對焊接的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行認(rèn)真檢查，調(diào)整吊掛臂中的坡度值，在檢查精確無誤后再進(jìn)行焊接，靠邊一條吊掛臂精確無誤后，安置另一邊一條吊掛臂，就位精確后點(diǎn)焊，然后以此兩條吊掛臂為基準(zhǔn)拉出吊掛臂的最高、最底標(biāo)高線，并焊接無縫鋼管時(shí)，先焊接然后再進(jìn)行錯(cuò)誤部位的矯直，采取型鋼時(shí)為使論型鋼與鋼板預(yù)埋件緊貼，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行鏟去楞角，對接焊縫應(yīng)在焊縫的兩頭焊上引弧板，其材質(zhì)和波口型式與焊件要求一樣，焊接完成后再磨平處理。

3）質(zhì)量校準(zhǔn)：吊掛臂的設(shè)備裝置好后，應(yīng)對連接點(diǎn)周圍進(jìn)行質(zhì)量檢查，要求保障其達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量規(guī)定，吊掛臂要保證其掛臂豎向面的不垂直度，受壓對吊掛臂豎向面的側(cè)面下垂，吊掛臂坡度，包括對吊掛臂受力狀況及整個(gè)設(shè)備的質(zhì)量方面的質(zhì)量的校準(zhǔn)要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

4）防銹噴漆：應(yīng)及時(shí)清理焊接過程中產(chǎn)生的熔渣及飛濺物，不銹鋼件要求噴白漆防銹噴漆處置，涂料及漆膜厚度應(yīng)按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行處理，對于以肢型鋼內(nèi)側(cè)的油漆不得漏涂。

二、鋼結(jié)構(gòu)施工中機(jī)械焊接

1、焊接的質(zhì)量

由于焊接工藝關(guān)系到全部鋼結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，尤其是大型的鋼結(jié)構(gòu)焊接中，焊接工藝的質(zhì)量方面有著較高的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，要對焊接工藝方面的質(zhì)量和焊接部位的焊接點(diǎn)的質(zhì)量進(jìn)行分析，要求達(dá)到規(guī)定的值才可以進(jìn)行下一步施工，尤其是兩種焊接材料之間的焊接，實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于兩種金屬物質(zhì)的新的融合的程序。焊接點(diǎn)是影響焊接質(zhì)量的首要部位，因此在焊接時(shí)應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)加強(qiáng)對焊接點(diǎn)的質(zhì)量控制中要保證焊接工藝的規(guī)范性，采用合理有效的措施加強(qiáng)對焊接結(jié)果的檢測，務(wù)必消除焊接中的質(zhì)量隱患，可以有效地進(jìn)步焊接質(zhì)量，加強(qiáng)對鋼構(gòu)件的安全性，在焊接時(shí)要控制好焊接工藝操作的規(guī)范性，取得高效的焊接結(jié)果。

2、焊接的反變形

實(shí)際生活中因?yàn)楹附拥墓に嚨念}和鋼構(gòu)件的利用環(huán)境所形成，會導(dǎo)致焊接點(diǎn)周圍出現(xiàn)變形的現(xiàn)象，這類環(huán)境影響了焊接工藝領(lǐng)域內(nèi)的焊接的發(fā)展?fàn)顩r，對此要加強(qiáng)對焊接反變形工藝的研發(fā)工作?，F(xiàn)實(shí)焊接工藝中的利用情況由完善焊接轉(zhuǎn)向至各個(gè)環(huán)節(jié)的步驟，以加強(qiáng)焊接質(zhì)量的方式減少變形的工藝。當(dāng)前使用的反變形工藝中的新的操控中的殘余角變形的方式，其中的規(guī)范是在焊接開始時(shí)對焊接的材料方面進(jìn)行合理的布置，施加彈性的反向變形，操控?zé)釓椝苄杂邢拊▉砑僭O(shè)焊接工藝的進(jìn)程，加強(qiáng)對焊接布局的彈性反變形，焊接前應(yīng)施加彈性反變形在焊接后角變形趨于零。

3、低溫焊接

焊接鋼構(gòu)件有時(shí)會導(dǎo)致焊接點(diǎn)的斷裂情況出現(xiàn)，原因是低溫現(xiàn)象導(dǎo)致的，尤其是當(dāng)鋼構(gòu)件中存在缺口時(shí)，斷裂產(chǎn)生的幾率更大，科學(xué)研究焊結(jié)構(gòu)件斷裂的問題產(chǎn)生，結(jié)果表明低溫焊接可以有效地削減斷裂現(xiàn)象的產(chǎn)生。由于低溫焊接時(shí)要對焊接點(diǎn)的預(yù)熱分析，所以對此要加強(qiáng)重視，在預(yù)熱時(shí)要按照四周的環(huán)境溫度合理的進(jìn)行焊接的預(yù)熱與后熱，同時(shí)也可以在預(yù)熱的過程中加強(qiáng)對調(diào)劑焊縫金屬的微合金化的控制，同焊接工藝配合，使焊縫金屬中的針狀鐵素體可以取得較好的焊縫強(qiáng)韌性，從而使得焊接工藝的水平可以隨之提高進(jìn)而保障了工程的實(shí)體質(zhì)量。

4、鋼結(jié)構(gòu)焊接的變形

焊接變形是指在焊接鋼結(jié)構(gòu)的過程當(dāng)中因?yàn)槭┖鸽娀〉母邷匾l(fā)的構(gòu)件的變形，導(dǎo)致了焊接完成后存在的殘存變形情況，在這兩類變形中影響焊接質(zhì)量的重要問題是焊接殘存變形，它也是破壞性最強(qiáng)的變形焊接，要按照它對建筑結(jié)構(gòu)的影響、變形情況和團(tuán)體變形進(jìn)行分析。這種焊接情況中的波浪變形和焊接角變形都是局部變形，對于別的變形情況則是整體變形，整體變形是屬于高層建筑中的鋼結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生較多的類型，所以在焊接施工時(shí)要加強(qiáng)對變形的合理控制以及對焊接的防止變形措施。

三、焊接技術(shù)新工藝的發(fā)展

1、研發(fā)新的焊接反變形技術(shù)

由于通常所采用的焊接技術(shù)不是高溫就是高壓，因此在焊接過程焊接母件在高溫、高壓的作用下在焊接處會發(fā)生變形，這種變形一般稱之為母件應(yīng)力熱應(yīng)力變形。這種情況限制了焊接領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)的發(fā)展和焊接業(yè)務(wù)的擴(kuò)大；對關(guān)乎千萬人生命的建筑安全產(chǎn)生了極大危害。母件的應(yīng)力變形主要可以分為：縱向變形、橫向收縮變形、彎曲變形、角變形和波浪變形等五種變形。在實(shí)際焊接工作對主要是通過完善焊接工作的各個(gè)環(huán)節(jié)以提高焊質(zhì)量的方法達(dá)到反變形的目的。而對于新的反變形技術(shù)，雖然也有研究，但是成果并不豐富。目前反變形技術(shù)的一個(gè)創(chuàng)新是利用殘余角變形的方法，主要的技術(shù)規(guī)范是在焊接開始前對焊接材料進(jìn)行技術(shù)處理，施加彈性的反向變形，利用熱彈塑性有限元法來模擬結(jié)構(gòu)的焊接過程，確定焊接結(jié)構(gòu)的彈性反變形規(guī)律：焊接前施加彈性反變形的結(jié)構(gòu)在焊接后角變形趨于零，效果十分理想。

2、低溫焊接

由于焊接的過程中產(chǎn)生的高溫、高壓會在某種程度上影響母件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，因此在實(shí)際的焊接操作過程中時(shí)常會出現(xiàn)母件斷裂的問題。一是由于母件的質(zhì)量存在問題，二是由于母件內(nèi)的低溫與母件外焊接產(chǎn)生的高溫形成極強(qiáng)的溫差使母件外臌內(nèi)縮導(dǎo)致斷裂。尤其是當(dāng)母件本身即存在缺口的情況下更是常見。解決母件斷裂的最有效的手段就是在焊接過程中不產(chǎn)生溫差。那么就需要在焊接過程中使用低溫焊接。因?yàn)榈蜏睾附颖容^重視焊接時(shí)對焊件的預(yù)熱，并根據(jù)周圍的環(huán)境溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)預(yù)熱與后熱。也可以通過調(diào)整焊縫金屬的微合金化的程度，同焊接規(guī)范相配合，使焊縫金屬產(chǎn)生針狀鐵素體而獲得理想的焊縫強(qiáng)韌性，從而取得焊接工藝評定試驗(yàn)的成功，確保工程實(shí)體質(zhì)量。焊接工藝參數(shù)設(shè)定：冷卻條件的改變影響相變，熱影響區(qū)的組織取決于鋼材的化學(xué)成分和焊接的冷卻條件，同時(shí)也影響擴(kuò)散氫的逸出和焊接應(yīng)力的改變。焊接熱影響區(qū)的冷裂紋大多數(shù)在馬氏體內(nèi)部產(chǎn)生，焊接區(qū)冷卻速度過大易產(chǎn)生馬氏體組織。在工程中應(yīng)注意以下幾條原則：盡量減少焊接殘余應(yīng)力。限制結(jié)構(gòu)拘束度。焊縫所處的工況完全不同，焊縫中心產(chǎn)生偏析，低溫焊接防治冷裂紋的同時(shí)，還須防范由于結(jié)構(gòu)拘束度大，照搬工藝試驗(yàn)的結(jié)果很可能適得其反，甚至造成嚴(yán)重后果。盡量選用電加熱。只要母件受熱均勻就不會出現(xiàn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的問題，應(yīng)盡可能的選擇電加熱這種加熱方式。

結(jié)語

隨著人們對鋼結(jié)構(gòu)的焊接施工質(zhì)量問題的關(guān)注，所以相關(guān)的施工人員在對鋼焊接的施工中要掌握先進(jìn)的焊接工藝方法，加強(qiáng)對焊接施工技術(shù)的學(xué)習(xí)和研究，在焊接施工中要控制鋼結(jié)構(gòu)的精度，對施工工序嚴(yán)格把關(guān)。