新技術在國內建筑鋼結構焊接中的應用

周亞非

(黑龍江農業(yè)工程職業(yè)學院，黑龍江 哈爾濱 150088)

1 我國建筑鋼結構焊接產業(yè)發(fā)展現狀中突出的問題

1.1 國內建筑鋼結構焊接所應用技術的自動化程度低

在國內社會經濟發(fā)展的推動下，建筑工程的技術要求也在不斷提升，大型建筑結構對于焊接技術的應用程度在不斷加深，而且焊接技術被廣泛應用于重型建筑結構中。在這種發(fā)展趨勢下，以往的手工焊接技術已經無法滿足建筑工程的需求，不僅焊接效率低下而且焊接品質無保障，嚴重妨礙了建筑鋼結構焊接產業(yè)的發(fā)展與改革。但經過市場調研發(fā)現，國內大部分建筑企業(yè)仍然采用自動化程度相對較低的器械和技術，來完成鋼結構焊接任務，其焊接品質與手工焊接并無明顯差異，所以說國內建筑鋼結構焊接所應用技術的自動化程度低。社會的發(fā)展推動著科學技術的進步，對應的人才引進成本也在提升，所以建筑企業(yè)面臨著轉型與革新的抉擇，如果不能及時緊跟市場趨勢提升技術的自動化程度，其發(fā)展勢必會受到影響。

1.2 國內建筑鋼結構焊接裂紋處理技術落后

因為建筑鋼結構的焊接需要將溫度達到一定高度，而焊接工藝完成后鋼結構的溫度會逐漸恢復常態(tài)，這中間產生的巨大溫差很難被完全消除，所以建筑鋼結構在焊接過程中容易產生裂紋。這種由于熱度差異產生的鋼結構焊接裂紋又被叫做高溫裂紋，一般情況下裂紋只會在鋼結構的焊接縫隙內，但不排除其周邊受到熱度影響而導致裂紋范圍擴增。裂紋的呈現方式主要包括以下形態(tài)：縱向裂紋、橫向裂紋、根部裂紋、弧坑裂紋、熱影響區(qū)域裂紋。因為焊縫裂紋是沒辦法完全規(guī)避和消除的，而建筑企業(yè)沒有根據實際情況去引進新技術，就會無形中拉大與行業(yè)和市場的差距，久而久之就會限制企業(yè)的發(fā)展前景。

1.3 國內建筑鋼結構焊接技術對于厚板和長裂縫的處理能力不足

因為建筑鋼結構焊接工藝是涉及鋼結構建筑所必須應用的技術，那么基本的焊縫銜接技術不會有明顯差異，決定企業(yè)市場競爭力度的關鍵在于，其對厚板焊接的水準和對長裂縫焊接的水平，因為這會直接關系到鋼結構工程的最終品質以及鋼結構工程的成本控制。厚板之間的對接和T型焊縫的縫角熔融，相對普通形態(tài)的裂縫來說焊接工藝復雜程度呈疊加狀態(tài)，而國內建筑鋼結構焊接產業(yè)卻沒有針對相關問題及時引進新技術，致使工藝的不成熟與低效率，對于行業(yè)發(fā)展有極其不利的影響。

2 新技術在國內建筑鋼結構焊接方法中的具體應用

在社會經濟發(fā)展的推動下，國內建筑鋼結構焊接的工藝要求也在逐步提升，厚板結構和箱型結構的應用范圍在逐步擴增，其對應的焊接技術使用頻率也在急劇上升，所以對于新技術的應用表現出強烈的需求。就從當前國內建筑鋼結構焊接方法中的新技術應用現狀來說，利用CO2作為保護氣體進行焊接的技術已經逐漸取代以往的手工電弧焊接，利用CO2作為保護氣體進行焊接的新技術能夠在保障焊接品質的基礎上提高焊接效率，使得建筑鋼結構焊接工程的整體進度有序推進。利用CO2作為保護氣體進行焊接的新技術，其中有兩種必不可少的焊絲，一種是實體焊芯的焊絲，另一種是藥體焊芯的焊絲。以混合氣體作為保護氣的焊接方式，與以實體焊芯作為焊絲的焊接方式，二者之間存在不同程度的熔融過渡，具體包括以電路短路形式進行過渡、以熔滴方式進行過渡、以脈沖電流為中介進行過渡、以噴射狀態(tài)進行過渡等。對于這四種過渡方式來說，以噴射狀態(tài)進行過渡對焊接鋼結構的形變影響程度最低，而且其通過電流最小，但其焊接效率相對較低；以電路短路形式進行過渡對焊接鋼結構的形變影響程度最大，其通過的電流最大，但同樣的其焊接效率就會相應提升。

3 新技術在國內鋼結構焊接設備中的具體應用

在鋼結構的焊接過程中，以新技術為支撐的焊接方法必須通過對應的焊接設備才能得以應用，所以焊接設備涉及的技術必須隨著焊接方法的革新與改進而更替。根據長期調查研究得知，國內建筑鋼結構焊接產業(yè)中的加工設備性能普遍優(yōu)于國外同類型設備，尤其是電焊機的新技術含量是無法比擬的。另外，電渣焊機、埋弧焊機、MAG焊機、MIG焊機等常用焊接設備，對于現代化科學技術和電子信息技術的應用程度都在逐漸加深、應用層面在逐漸拓寬、應用范圍在逐漸擴大。國內建筑鋼結構焊接產業(yè)的未來發(fā)展目標是更加方便控制、更加節(jié)約能源、更加高品質高效率?？偟膩碚f國內市場的電焊機可操作空間逐漸加大，設備的質量在降低可效率在提升，尤其是在逆變電源逐漸推廣到建筑行業(yè)的基礎上，為焊接設備的新技術應用提供了更加寬廣的途徑。就從新技術在國內鋼結構焊接設備中的具體應用現狀來分析，可以順向進行或逆向進行的雙向諧振電路已經作為新技術被應用到焊接設備中，一旦電流達到臨界值或者電壓達到臨界值，就能夠自動切換焊接設備的開關，防止電力資源的額外損耗，同時還能夠確保焊接設備使用的安全高效。

4 新技術在國內鋼結構焊接技術中的具體應用

4.1 新技術在低溫焊接技術中的應用

因為國內建筑鋼結構焊接工藝一直存在冬季低溫狀態(tài)下施工困難的問題，而普通的技術改進也無法完全規(guī)避低溫環(huán)境的影響，所以在低溫焊接技術中應用新技術顯得尤其重要。具體應用過程為：首先，要選擇合適的焊接材料，一般來說氫元素含量較低的材料更適合用于鋼結構的焊縫銜接，當然需要對焊接材料進行有效的保溫和烘焙維持其特性；其次，在進行焊接前必須進行有效的預處理，避免材料在焊接過程由于熱量過度丟失而降低性能，還可以搭建防護空間提升預處理的效果；再者，需要在確定焊接位置時輸入一定量的熱量，對焊接部位進行提前預熱，適當延長焊縫的長度和適當拓寬焊縫的寬度，預熱技術可以有效避免縮裂紋的大范圍出現，并且有效提升鋼結構的硬度;最后，鋼結構完成焊接還需要進行一段時間的保溫，防止鋼結構縫隙溫度在環(huán)境的影響下急劇降低而產生裂紋，同時給予焊接材料中氫元素更有利的條件進行逸散。

4.2 新技術在厚鋼板結構焊接技術中的應用

隨著國內建筑水準的穩(wěn)步提升，鋼結構建筑所使用的鋼板厚度也在不斷加大，所以厚鋼板焊接技術的水平將會關系到建筑工程的整體品質。厚鋼板的使用不僅拓寬了鋼結構的應用范圍，還帶動了厚鋼板焊接技術的發(fā)展。厚鋼板焊接技術的具體應用過程為：首先，設定合適的坡口形態(tài)，便于厚鋼板之間的焊接或者厚鋼板與其他結構的焊接，一般情況下可以選擇X型坡口或雙U型的坡口，如果只是單面的焊接可以降低坡口的坡度，達到有效控制焊接殘余應力的效果;第二，應該合理控制不同層面厚鋼板之間的間距，維持其預熱溫度的持續(xù)性作用;第三，厚鋼板焊接結束后同樣需要應用新技術進行保溫處理。

5 新技術在國內鋼結構焊接檢測技術中的具體應用

檢測鋼結構焊接品質的技術形式多樣，比較常用的是鋼結構焊接無損檢測技術、鋼結構焊接外觀檢測技術、鋼結構焊接破壞性檢測技術等。其中無損檢測技術的效果相對顯著，并且?guī)缀醪粫茐匿摻Y構的焊接結果，其對新技術的應用程度相對較深?？梢酝ㄟ^利用電磁波、超聲波、磁粉、射線等對鋼結構焊接結果進行品質檢測。

6 結 語

綜上所述，我國建筑鋼結構焊接產業(yè)發(fā)展現狀中存在一些突出問題，表現為：鋼結構焊接所應用技術的自動化程度低、鋼結構焊接裂紋處理技術的落后、鋼結構焊接技術對于厚板和長裂縫的處理能力不足等。經過不斷的發(fā)展與改革，新技術在國內建筑鋼結構焊接方法、焊接設備、焊接技術、焊接檢測技術中的具體應用都得到長足發(fā)展，有效推動國內建筑鋼結構焊接產業(yè)的發(fā)展。