淺論建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接關(guān)鍵技術(shù)

孫國慶 承德中天建設(shè)工程檢測試驗有限公司

在建筑工程的整個施工過程中，鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)屬于主要施工工序，占有重要地位。在實踐中，鋼結(jié)構(gòu)問題的成因呈現(xiàn)多樣化發(fā)展的特點，其中最常見的是響應(yīng)焊接問題，包括焊接工藝、焊接水平、焊接設(shè)備、環(huán)境控制等，所以，想要做好焊接工作的質(zhì)量和安全控制工作顯得尤為重要。但是，在實際使用過程中，依然存在很多管理方面的問題，影響到鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量，所以，做好施工現(xiàn)場的有效把控，明確鋼結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生機理，才能對癥下藥，全面做好相應(yīng)控制工作。

一、建筑工程鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)存在的問題

（一）焊接技術(shù)與原材料存在的問題

隨著國內(nèi)經(jīng)濟的快速發(fā)展，工業(yè)領(lǐng)域得到了很大的提升，鋼結(jié)構(gòu)建筑工程類別也在逐年增加，各種先進的鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)得到了發(fā)展。焊接技術(shù)的進步促進了建筑鋼結(jié)構(gòu)工程的健康發(fā)展。目前，我國的焊接技術(shù)雖然很多，但仍存在很多缺陷和不足。

（二）焊接過程中的局部變形現(xiàn)象

一般鋼結(jié)構(gòu)焊接施工過程中，施工原材料剛性不達標(biāo)或原材料紋理不對稱，導(dǎo)致焊接完成后鋼材局部收縮，會造成整個鋼結(jié)構(gòu)變形不對稱。另外，在焊接過程中，如果不加強焊縫處理，鋼材的收縮也會不對稱。其次，如果焊接工人沒有嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)操作，施工工人的誤操作會造成鋼結(jié)構(gòu)局部變形，導(dǎo)致應(yīng)力集中，對鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用會產(chǎn)生非常嚴(yán)重的影響。因此，工人們應(yīng)該迅速選擇有針對性的措施來應(yīng)對。要想有效控制局部變形，工人在設(shè)計焊縫時要保證焊縫能夠均勻分布，這樣可以有效緩解局部變形的發(fā)生。在不熟悉焊縫的過程中，要盡可能減少焊縫的交叉現(xiàn)象，焊縫的展開不宜過密，可有效避免局部變形的發(fā)生。在鋼筋焊接過程中，工人需要加強一次焊縫和二次焊縫的區(qū)分。焊接過程中，先焊關(guān)鍵焊縫，再焊二次焊縫。

（三）鋼結(jié)構(gòu)焊接縫成形較差

焊縫成型較差主要是指焊縫的不均勻性和一致性，焊縫的不良性，焊縫與母材，焊縫不均勻之間無平滑變化。焊接不良的主要原因如下：焊接參數(shù)不合適會導(dǎo)致電流過大或過小，鋼結(jié)構(gòu)的裝配面積不相等或成角度。焊接傾斜不當(dāng)中間棒的速度不合適會導(dǎo)致電極過度擺動，不正確的焊接角度會導(dǎo)致不良的焊接問題，為了避免施工中鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量差，焊接角度，鋼結(jié)構(gòu)斷裂和縫隙差的問題，應(yīng)嚴(yán)格按照施工圖進行鋼結(jié)構(gòu)的組裝。在進行焊接作業(yè)之前，應(yīng)擦洗和清潔焊接作業(yè)的凹槽，以去除灰塵和污垢。

（四）焊接出現(xiàn)變形

一是側(cè)彎扭曲，出現(xiàn)側(cè)彎的原因很多，實際上，主要原因是施工組在組裝過程中或部件的組裝之間沒有設(shè)置相應(yīng)的平臺。工藝流程提升點將引起橫向彎曲。變形是焊接的一種特征，主要原因是鋼接頭，接頭和間隙不足，而且對于某些鋼性較差的零件也是如此，當(dāng)加固不好扁平時就會引起變形。

二是局部發(fā)生變形，發(fā)生局部變形首先是由其自身組件的問題引起的，例如，部分的強度太小并易于收縮，這也是在操作過程中發(fā)生的人為操作問題，最后處理中由于應(yīng)力集中的分布和焊接位置不均勻而導(dǎo)致焊接過程中所出現(xiàn)的問題。

（五）焊接咬邊問題

大多數(shù)鋼結(jié)構(gòu)的下部是指由于焊接過程中的異常焊接而使焊縫兩側(cè)的基礎(chǔ)材料熔化的現(xiàn)象。鋼結(jié)構(gòu)焊接中咬扣的主要原因有很多：焊接電流太多，焊接零件太多，焊接之間的移動軸角度不合理，存放時間長和導(dǎo)軌過長。但是應(yīng)力集中發(fā)生在切削位置但是，在明確調(diào)整焊接角度的同時，也降低了支撐鋼結(jié)構(gòu)的重量和疲勞強度的能力，應(yīng)采用電弧焊的焊接方法，以免焊接太快。

（六）焊接表面氣孔

焊接表面上的氣孔通常是指出現(xiàn)在焊管表面上的氣孔，因為焊池中的氣體在焊接過程中不會完全逸出。但是，在焊接面上形成氣孔的主要原因是熔池被凍結(jié)，在焊接過程中沒有采取防風(fēng)措施，導(dǎo)致熔池與氣體混合[1]。在焊接過程中沒有進行正確排空，或者沒有對焊絲進行清洗，使用氬弧焊時溫度沒有足夠，對氣流的控制不當(dāng)保護，會導(dǎo)致保護效果差從而避免不了鋼結(jié)構(gòu)焊接表面的氣孔，焊接前應(yīng)根據(jù)施工質(zhì)量要求和防風(fēng)措施，快速清洗金屬焊縫，并排空焊絲和焊條。對應(yīng)的在焊接過程中，應(yīng)注意控制焊接速度，了解電弧，起弧，移動鋼筋以及正確使用技術(shù)。對于表面上的多孔焊接缺陷，應(yīng)使用機械研磨來消除缺陷并修復(fù)焊縫。

（七）焊接夾渣

大多數(shù)夾渣整合是指在焊接項目建設(shè)過程中，將焊縫或其他雜質(zhì)固化后進入熔池的焊接現(xiàn)象。焊渣的問題主要歸因于以下原因：未清潔焊接零件或未清潔焊接層之間的涂層，這會導(dǎo)致碎屑進入熔池并在此過程中熔化。焊接角度結(jié)構(gòu)，焊接層厚度不當(dāng)，如焊接速度控制不當(dāng)，熔池中的熔融雜質(zhì)不會浮出熔池并及時結(jié)冰，這會引起爐渣整合的問題。為了避免焊接過程中熔渣整合的問題，需要在接縫周圍1到1.5 cm的范圍內(nèi)仔細壓碎鋼結(jié)構(gòu)。焊接之前，請檢查電極的質(zhì)量并烘烤。對于鋼結(jié)構(gòu)的焊接，應(yīng)使用最短的電弧焊，并嚴(yán)格控制電流參數(shù)和焊接速度。焊接工程對于規(guī)模較大的，可以采取挖補一些措施。

（八）焊接開裂

焊接完成后，大部分開裂的原因是熱應(yīng)力引起的，高于冷卻過程中材料的強度[2]。裂紋的焊接是嚴(yán)重的質(zhì)量缺陷，焊接的主要原因破損如下：電極材料的質(zhì)量不具有超出塑料成型標(biāo)準(zhǔn)的硫或磷的特性和含量。不足降低硬化后的塑性和強度，對于焊接裂紋的避免，在鋼結(jié)構(gòu)焊接過程中應(yīng)遵守嚴(yán)格的焊接要求，在施工應(yīng)嚴(yán)格控制和選擇焊接工藝參數(shù)。焊接電壓電流在選擇正常制造商生產(chǎn)的焊條時，應(yīng)選擇正規(guī)的焊條，以確保焊接材料中的雜質(zhì)少，在施工前應(yīng)清潔和固化。另外，使用低多層焊接目前能夠控制裂紋。

二、建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接關(guān)鍵技術(shù)措施

（一）合理控制焊接材料的質(zhì)量

隨著新技術(shù)、新材料的不斷涌現(xiàn)，氣體保護焊等技術(shù)受到廣泛歡迎，至此，焊接技術(shù)進入了另一個發(fā)展階段。在提高焊接效率、保證焊接質(zhì)量的同時，還有效縮短了工期，節(jié)約了施工成本，實現(xiàn)了經(jīng)濟效益和社會效益的統(tǒng)一。由于建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接作業(yè)的技術(shù)類型很多，在應(yīng)用不同的焊接技術(shù)時，所需的材料有很大的差異。此時，要求我們相關(guān)工作人員從實際出發(fā)，根據(jù)結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場的具體焊接情況，選擇合理的焊接材料，實現(xiàn)焊接工藝的整體優(yōu)化和布局，滿足建筑結(jié)構(gòu)整體性和安全性的發(fā)展點，不斷提高施工效率，達到預(yù)期效果。需要注意的是，在焊接過程中，要有效選擇與鋼結(jié)構(gòu)相匹配的焊接材料，在強度和韌性方面做全面的測試和檢驗，不斷提高施工效果。

（二）有效提升焊接的質(zhì)量

在鋼結(jié)構(gòu)的焊接過程中，焊接裂紋現(xiàn)在比較常見。為了減少這種情況的發(fā)生，有必要以實踐為基礎(chǔ)，逐步提升焊接質(zhì)量，實現(xiàn)焊接工作的優(yōu)化更新。因此，在焊接過程中，為了降低裂紋現(xiàn)象的發(fā)生概率，必須要對裂紋狀況有一個大致的了解，并且根據(jù)實際情況著重找出其中存在的問題重點，由此來實現(xiàn)對于焊接工作的改良。這樣一來也就加大了工作人員的工作壓力，在工作過程中需要其按照標(biāo)準(zhǔn)來實現(xiàn)焊接工作的優(yōu)化，減少裂紋現(xiàn)象的出現(xiàn)。

（三）焊接變形控制要點

鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量應(yīng)以控制焊接變形為重點，采用先進工藝，嚴(yán)格控制焊接順序。在交叉接頭、t型接頭和對接接頭的應(yīng)用中，對于較易翻轉(zhuǎn)或具備有利放置條件的構(gòu)件，可開展雙面對稱焊接，對于屬于對稱截面的構(gòu)件，焊接可圍繞對稱于構(gòu)件中性軸開展。如存在對稱于連接桿件的構(gòu)件節(jié)點，對稱焊接可圍繞節(jié)點軸線對稱軸開展。焊接施工需嚴(yán)格按照一定順序開展。對于較長的鋼結(jié)構(gòu)焊縫，應(yīng)優(yōu)先采用多人對稱焊接法、跳焊法、分段退焊法等焊接方法。在構(gòu)件焊接過程中，為實現(xiàn)收縮和變形的有效控制，還可以采用預(yù)置反變形法或開展預(yù)留焊，反變形量和收縮余量可基于針對性的試驗或計算確定。在裝配焊接構(gòu)件的過程中，焊接依照有大到小的順序有條不紊的開展，接頭拘束可得到有效控制。在進行材料測試時，有必要檢查數(shù)據(jù)，及時 記錄數(shù)據(jù)并記錄測試結(jié)果，以免出現(xiàn)偷工減料的現(xiàn)象。根據(jù)建筑材料的具體型號，特性和位置，選擇相應(yīng)的焊接工藝[3]。焊接結(jié)束后，在焊接現(xiàn)場檢查焊釘?shù)膹澢?度，檢查焊縫是否屬于同一類型，如果有縫隙，則必須進行焊接維修。同時，施工人員需要建立一套標(biāo)準(zhǔn)體系，以限制和檢查鋼結(jié)構(gòu)的焊接，及時發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，以在最大程度上保證鋼結(jié)構(gòu)焊接的質(zhì)量是符合響應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)的。

（四）鋼結(jié)構(gòu)焊接過程管理現(xiàn)代化、智能化

鋼結(jié)構(gòu)焊接施工中先進的焊接技術(shù)離焊接項目質(zhì)量保證也差得遠。焊接的質(zhì)量保證取決于整個焊接過程的科學(xué)管理。此外還要推進鋼結(jié)構(gòu)焊接過程管理智能化，根據(jù)報告顯示，歐美的一些發(fā)達國家的大多數(shù)焊接技術(shù)已被人們所理解，許多工程建設(shè)中都引入了智能焊接設(shè)備，智能焊接設(shè)備具有很多優(yōu)勢。不僅焊接但是自動化程 度很高大量節(jié)省了人力和物力，并帶來了顯著的經(jīng)濟效益。大多數(shù)中國行業(yè)仍采用傳統(tǒng)的手工焊接技術(shù)，只有少數(shù)幾個獲得主要的工程鏈接，智能，低焊接效率和人員素質(zhì)差異會導(dǎo)致工程質(zhì)量差異很大。隨著項目質(zhì)量要求的不斷提高，有必要將高精度和高質(zhì)量的焊接技術(shù)應(yīng)用于實際的焊接項目，因此在中國使用智能焊接技術(shù)是一項工作。

（五）焊接工藝創(chuàng)新化

鋼結(jié)構(gòu)具有識別傳統(tǒng)材料所不具備的大型建筑項目的功能，因此可以在建筑行業(yè)中廣泛使用。要意識到這一特殊功能，就需要先進技術(shù)以及先進的焊接和切割技術(shù)的支持。傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)不斷創(chuàng)新，將極大地提高各種產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)率，尤其值得注意的是，一些發(fā)達國家的建筑業(yè)在切割焊接材料方面取得了成功。機器人使用施工效率大大提高。

（六）提高焊接技術(shù)人員的綜合素質(zhì)

世界上每個國家都非常重視焊工的培訓(xùn)。例如：德國制定了DIN8560“焊工評估標(biāo)準(zhǔn)”日本制定了JISZ3801“R手工焊接方法評估方法和評估標(biāo)準(zhǔn)”歐洲發(fā)布了EN278-1“焊接機測試”美國焊接。建立了ANSI/AWSD11，“鋼結(jié)構(gòu)焊接要求”。中國也非常重視對該部門前焊工的培訓(xùn)和考試。筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接技術(shù)人員上崗前都要經(jīng)過培訓(xùn)和考核，持證上崗。

三、結(jié)語

在社會的不斷發(fā)展變化下，建筑行業(yè)本身迎來了更好的發(fā)展機遇，而在這種環(huán)境下，對建筑行業(yè)提出了更高的要求，因為只有做得更好，才能被時代所接受。至于建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)作為建筑工程的重要架構(gòu)，相關(guān)單位就必須要對其予以足夠的重視，當(dāng)然這也是現(xiàn)代建筑工程的主要需求所在。故此，本文也對此做出了相應(yīng)探究，重點分析了當(dāng)期階段鋼結(jié)構(gòu)焊接過程中存在的問題，并且提出了相應(yīng)的防治方案，以此來實現(xiàn)焊接技術(shù)的優(yōu)化，通過不斷優(yōu)化施工理念，降低安全事故，提升鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量，進而滿足現(xiàn)代建筑行業(yè)的需求。