探討建筑鋼結(jié)構(gòu)工程低溫焊接技術(shù)應(yīng)用

高偉善

【摘要】低溫焊接是建筑鋼結(jié)構(gòu)工程冬季施工中最受關(guān)注的熱點話題，尤其是針對北方建筑鋼結(jié)構(gòu)來說，冬季施工焊接質(zhì)量會受到溫度影響。基于此，本文對建筑鋼結(jié)構(gòu)工程低溫焊接可行性進(jìn)行分析，并對低溫焊接技術(shù)在建筑鋼結(jié)構(gòu)工程中具體應(yīng)用加以闡述，希望能為低溫條件下確保鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量提供有效建議。

【關(guān)鍵詞】建筑;鋼結(jié)構(gòu)工程;低溫焊接技術(shù)

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.15.115

在焊接施工過程中，一旦沒有編排好焊接順序及溫度控制，不僅難以保證焊接施工質(zhì)量，也為建筑鋼結(jié)構(gòu)工程后期施工埋下了安全隱患，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)工程特點，做好極低溫焊接施工措施，確保焊接施工質(zhì)量。建筑鋼結(jié)構(gòu)工程中如何正確應(yīng)用低溫焊接技術(shù)，是目前各相關(guān)人員需要考慮的主要問題。

1、建筑鋼結(jié)構(gòu)工程低溫焊接可行性分析

焊接裂紋及組織淬硬是建筑鋼結(jié)構(gòu)工程低溫焊接中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，簡單點說也就是焊縫金屬危害特征。焊縫冷卻速度受溫度環(huán)境影響，相較于常溫焊接，低溫環(huán)境條件下焊縫冷卻速度相對較快，對二次結(jié)晶有著一定影響，進(jìn)而導(dǎo)致鋼材料構(gòu)件出現(xiàn)組織淬硬及焊接裂紋，極大地提升了鋼結(jié)構(gòu)低溫焊接敏感性。低溫環(huán)境促使焊縫冷卻速度加快，極易使得二次焊縫結(jié)晶區(qū)域產(chǎn)生偏離，并在拉應(yīng)力作用下，會導(dǎo)致構(gòu)件焊縫中心結(jié)晶出現(xiàn)裂紋，同時也會增加冷裂紋延遲效應(yīng)，其主要原因構(gòu)件焊縫在冷卻時，由于低溫環(huán)境條件加快了冷卻速度，使得游離氫溶解速度變慢，導(dǎo)致殘留在構(gòu)件中氫含量過多，進(jìn)而增加了冷裂紋延遲效應(yīng)。低溫環(huán)境條件下焊接施工，極易發(fā)生脆斷問題，在拉應(yīng)力與焊接殘余應(yīng)力二者雙向作用下，鋼材料構(gòu)件靜荷載能力下降，發(fā)生脆斷現(xiàn)象[1]。

由上述可知，已明晰冬季鋼結(jié)構(gòu)工程焊接施工特點和規(guī)律，在實際焊接施工過程中，盡可能規(guī)避在拉應(yīng)力與焊接殘余應(yīng)力狀態(tài)下進(jìn)行焊接，以及對焊接環(huán)境和結(jié)構(gòu)構(gòu)件實際溫度進(jìn)行提升，才能最大限度確保焊接質(zhì)量，能夠有效避免上述問題出現(xiàn)。當(dāng)環(huán)境溫度在0度或零下5度時，鋼材焊接性能基本不會發(fā)生改變，則表示在焊接施工過程中，將零下5度作為低溫焊接界限，并沒有確切理論依據(jù)。因建筑鋼結(jié)構(gòu)工程焊接施工是一項全面性工程，涉及多個方面施工程序，若單純依靠某一因素來界限最低焊接溫度并不科學(xué)，應(yīng)從綜合性來考量。

通過調(diào)研與分析相關(guān)試驗數(shù)據(jù)，鋼結(jié)構(gòu)低溫焊接溫度界限為零下15-20度之間，在實際施工中若相應(yīng)措施完善，仍可在更低的溫度下進(jìn)行焊接，試驗表明，氣溫對焊接工藝并無太大影響，主要因素在于施工人員，氣溫會影響施工人員操作技術(shù)水平，難以保證焊縫形成質(zhì)量。在焊接時，營造良好施工環(huán)境，選擇合適預(yù)熱方式，確保焊接構(gòu)件溫度均勻受熱，可防止上述一系列焊接問題出現(xiàn)。

2、建筑鋼結(jié)構(gòu)工程中低溫焊接技術(shù)應(yīng)用方法

從目前建筑鋼結(jié)構(gòu)工程施工現(xiàn)狀來看，低溫焊接技術(shù)已經(jīng)逐漸成為鋼結(jié)構(gòu)施工中應(yīng)用較為頻繁一項技術(shù)，低溫環(huán)境條件下，對焊接工藝提出更高要求，不僅僅是焊接材料，施工人員也需要具備較高的技術(shù)水平。正確應(yīng)用低溫焊接技術(shù)，重視焊接設(shè)備防護(hù)和材料管理，了解鋼材料焊接特性，建立成套建筑鋼結(jié)構(gòu)低溫焊接施工體系，提升工程應(yīng)用實踐實效性，最大限度保證低溫環(huán)境鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量。

2.1應(yīng)用注意事項

建筑鋼結(jié)構(gòu)工程應(yīng)用低溫焊接技術(shù)時應(yīng)注意以下幾點：第一，明確焊接順序。施工人員在進(jìn)行焊接時，需要根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)特點，明確并合理編排焊接順序，在一定程度上能有效降低焊接作業(yè)殘余應(yīng)力;第二，符合焊縫綜合指標(biāo)。鋼結(jié)構(gòu)在低溫環(huán)境條件下焊接時，需要備好各種不同預(yù)熱方式，以此來提升焊縫區(qū)域環(huán)境溫度;第三，選擇合適預(yù)熱方式。施工人員應(yīng)用低溫焊接技術(shù)規(guī)程中，應(yīng)嚴(yán)格按照預(yù)熱溫度與預(yù)熱規(guī)范來進(jìn)行操作，結(jié)合結(jié)構(gòu)特點，選擇合適預(yù)熱方式，既能區(qū)別預(yù)熱區(qū)域受熱均勻，也能避免因局部過于受熱而增加焊接應(yīng)力，合理控制溫度，防止受熱不均而導(dǎo)致焊接構(gòu)件變形等問題發(fā)生，厚板焊接是現(xiàn)階段低溫環(huán)境下最為優(yōu)點考慮的預(yù)熱方式;第四，防止焊接裂紋。焊接裂紋是建筑鋼結(jié)構(gòu)工程低溫環(huán)境施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，為防止焊接裂紋出現(xiàn)，施工人員應(yīng)對熱輸入加以控制，靈活運用多層焊接技術(shù)，以此來達(dá)到避免組織淬硬等現(xiàn)象出現(xiàn)。

在建筑鋼結(jié)構(gòu)工程實際施工過程中，需要對焊接材料周圍區(qū)域環(huán)境保持溫度，因鋼結(jié)構(gòu)低溫焊接施工工藝極易受到環(huán)境影響，形成封閉空間，有利于減少熱量消耗。在不污染周圍環(huán)境前提下，根據(jù)整體工程特點，選擇可控制焊接工藝，嚴(yán)格把控溫度界限標(biāo)準(zhǔn)，銜接好各個焊接工序，縮小焊接溫度與實際溫度差，延緩低溫環(huán)境下焊縫冷卻程度，確保構(gòu)件局部應(yīng)力均勻，明晰鋼結(jié)構(gòu)焊接特性，確保最終焊接質(zhì)量。

2.2低溫焊接適應(yīng)性訓(xùn)練

為保證低溫環(huán)境條件下鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量，進(jìn)行低溫焊接之前，施工人員需要提前做好相對應(yīng)的低溫焊接適應(yīng)性訓(xùn)練，并熟悉與掌握低溫焊接基礎(chǔ)理論，做好個人安全防護(hù)措施，比如防寒服，提升施工人員抗寒能力，最大程度上避免氣溫影響施工人員焊接操作[2]。在實際焊接施工過程中，需要配備專項技術(shù)人員，對焊接工藝質(zhì)量進(jìn)行把控，盡可能避免誤操作等情況出現(xiàn)。此外，對焊接設(shè)備進(jìn)行防護(hù)，提供良好施工環(huán)境是確保焊接設(shè)備在正常氣溫下工作的關(guān)鍵要素，需要對鋼結(jié)構(gòu)焊接中所涉及到的焊接設(shè)備進(jìn)行防護(hù)，并確認(rèn)加熱裝置是否處于正常工作狀態(tài)，做好針對性加熱保溫措施，減少環(huán)境對鋼結(jié)構(gòu)低溫焊接影響，以及降低熱量消耗。

結(jié)語：

綜上所述，低溫焊接技術(shù)主要應(yīng)用于冬季建筑鋼結(jié)構(gòu)工程施工，低溫環(huán)境對焊接接頭綜合性能有著一定影響，在實際應(yīng)用過程中，應(yīng)根據(jù)實際工程情況，做好相對應(yīng)防范措施，合理安排焊接順序，減小焊接剩余應(yīng)力，確保焊縫達(dá)到綜合指標(biāo)要求同時，也能實現(xiàn)低溫焊接技術(shù)應(yīng)用有效性。

參考文獻(xiàn)：

[1]呂鑫，謝偉江.低溫條件下的鋼箱梁焊接技術(shù)[J].中國公路，2020（12）：104-105.

[2]李靜.淺析低溫鋼焊接技術(shù)[J].科技資訊，2018，16（34）：121+123.