新技術(shù)在國(guó)內(nèi)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接中的應(yīng)用

李輝

（菏澤城建工程發(fā)展集團(tuán)有限公司，山東 菏澤 274000）

引言：建筑結(jié)構(gòu)基本都會(huì)涉及鋼結(jié)構(gòu)，這是由于鋼結(jié)構(gòu)能夠在短時(shí)間內(nèi)快速構(gòu)建、鋼結(jié)構(gòu)較輕的重量不會(huì)對(duì)建筑造成負(fù)擔(dān)、鋼結(jié)構(gòu)后期維修護(hù)理相對(duì)方便、鋼結(jié)構(gòu)抵抗振動(dòng)的能力較強(qiáng)等。建筑工程是現(xiàn)代工程施工中非常重要的模塊，對(duì)于城市發(fā)展和建設(shè)具有非常積極的作用，而在實(shí)際施工過程中，傳統(tǒng)的混凝土建筑模塊已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代建筑工程的需求，相關(guān)專家提出應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)對(duì)建筑工程進(jìn)行施工，也能夠提升房屋建筑工程的整體穩(wěn)定性和抗震能力，也是目前建筑工程發(fā)展的新方向。但是，在實(shí)際使用過程中，依然存在很多管理方面的問題，比如施工管理制度落后、模式陳舊，監(jiān)管不到位，施工人員態(tài)度不認(rèn)真、行為不規(guī)范等問題，都會(huì)影響到鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量，所以，做好施工現(xiàn)場(chǎng)的有效把控，明確鋼結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生機(jī)理，才能對(duì)癥下藥，全面做好相應(yīng)控制工作。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)下，國(guó)內(nèi)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接的工藝要求也在逐步提升，厚板結(jié)構(gòu)和箱型結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍在逐步擴(kuò)增，其對(duì)應(yīng)的焊接技術(shù)使用頻率也在急劇上升，所以對(duì)于新技術(shù)的應(yīng)用表現(xiàn)出強(qiáng)烈的需求。

一、分析建筑鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

建筑工程中應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)是一種建筑流行趨勢(shì)，鋼結(jié)構(gòu)作為現(xiàn)如今建筑工程中的一種重要方式，鋼結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)比存在以下方面優(yōu)點(diǎn)：一是建筑鋼結(jié)構(gòu)的材質(zhì)比較輕和強(qiáng)度較高。鋼結(jié)構(gòu)是一種金屬結(jié)構(gòu)，其表面硬度比傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)要高，所以其自身強(qiáng)度也相對(duì)比較高。另外，純鋼結(jié)構(gòu)施工中，可以提前預(yù)制鋼材，并且運(yùn)輸方便。二是建筑鋼結(jié)構(gòu)的載荷能力相對(duì)比較高。在建筑工程施工中，建筑物的載荷能力非常關(guān)鍵，直接關(guān)系到建筑的整體穩(wěn)定性。而與傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)相比，建筑鋼結(jié)構(gòu)自身的密度更高，所以韌性更好，可以有效地提高建筑結(jié)構(gòu)整體的荷載能力和抗震能力。三是建筑鋼結(jié)構(gòu)制造更加簡(jiǎn)單，并且精度較高，鋼結(jié)構(gòu)在施工制造的過程中，可以應(yīng)用現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)備來進(jìn)行精密制造，進(jìn)而保證建筑鋼結(jié)構(gòu)的整體精度，同時(shí)和傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)對(duì)比，鋼結(jié)構(gòu)施工影響因素比較少，結(jié)構(gòu)是更加穩(wěn)定。

二、分析建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

（一）分析施工前的準(zhǔn)備工作

一是準(zhǔn)備施工技術(shù)資料和施工圖紙，在實(shí)際進(jìn)行施工的過程中，嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工，保證整個(gè)結(jié)構(gòu)滿足建筑需要，其中包括對(duì)鋼架的三維圖紙規(guī)劃等。二是準(zhǔn)備鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)交底和鋼結(jié)構(gòu)材料，比如在實(shí)際施工中根據(jù)工程抗震能力需求選擇符合工程需求的鋼材料，并做好材料采購(gòu)、材料驗(yàn)收以及材料應(yīng)用等相關(guān)工作，確保鋼結(jié)構(gòu)施工更加合理。三是做好施工組織安排工作，落實(shí)好施工相關(guān)政策，確保鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)應(yīng)用更加合理，最大程度上提升鋼結(jié)構(gòu)的施工應(yīng)用效果。

（二）建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)應(yīng)用注意事項(xiàng)

一是鋼結(jié)構(gòu)制造施工環(huán)節(jié)。鋼結(jié)構(gòu)制作包括放樣和號(hào)料以及切割等等，高強(qiáng)度螺栓摩擦連接面的處理，抗滑移系數(shù)需要滿足設(shè)計(jì)要求，制作質(zhì)量檢驗(yàn)合格之后進(jìn)行除銹和涂裝工作，一般情況下安裝焊縫處留有三十毫米到五十毫米不進(jìn)行涂裝。二是鋼結(jié)構(gòu)施工的過程中，需要有效的控制鋼結(jié)構(gòu)的焊接工藝，確保施工更加合理。焊工必須經(jīng)考試合格并取得合格證書，且必須在其考試合格項(xiàng)目及其有效期內(nèi)施焊。焊縫施焊后須在工藝規(guī)定的焊縫附近及部位打上焊工鋼印。焊接材料與母材應(yīng)匹配，全焊透的一、二級(jí)焊縫應(yīng)采用超聲波探傷進(jìn)行內(nèi)部缺陷檢測(cè)，當(dāng)超聲波探傷不能對(duì)缺陷作出判斷時(shí)，應(yīng)采用射線探傷進(jìn)行復(fù)測(cè)。三是在鋼結(jié)構(gòu)施工過程中，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)運(yùn)輸進(jìn)行控制，根據(jù)鋼構(gòu)件的長(zhǎng)度和重量選用車輛。鋼構(gòu)件在車輛上的支點(diǎn)、兩端伸出的長(zhǎng)度及綁扎方法均應(yīng)保證構(gòu)件不產(chǎn)生變形以及不損傷涂層。四是對(duì)土木建筑工程進(jìn)行安裝施工管控，最大程度上提升鋼結(jié)構(gòu)的施工效果。鋼結(jié)構(gòu)安裝要按施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行，安裝程序須保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和永久不變形。在進(jìn)行柱安裝的過程中，每一節(jié)柱的定位軸線要從地面控制軸線直接的引上，鋼結(jié)構(gòu)的柱以及梁和屋架等主要構(gòu)件安裝完成后，要立即進(jìn)行校正和固定。五是在鋼結(jié)構(gòu)施工的時(shí)候，還需要做好鋼結(jié)構(gòu)材料的防火和防銹工作，保證鋼材料應(yīng)用更加合理，最大程度上實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的綜合應(yīng)用及控制，提高施工技術(shù)整體效果。

三、分析建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接產(chǎn)業(yè)發(fā)展的問題

（一）由于鋼結(jié)構(gòu)焊接所應(yīng)用技術(shù)的自動(dòng)化程度較低

當(dāng)今在我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的過程中，建筑工程技術(shù)要求也隨之提升，大型建筑結(jié)構(gòu)對(duì)焊接技術(shù)的應(yīng)用程度也隨之加深，然而焊接技術(shù)被廣泛的應(yīng)用到其中，在這種發(fā)展的驅(qū)動(dòng)下，傳統(tǒng)手動(dòng)焊接技術(shù)并不能夠滿足現(xiàn)如今建筑工程的實(shí)際需要，不僅焊接效率相對(duì)較低，同時(shí)焊接產(chǎn)品的質(zhì)量也無法得到保障，從而嚴(yán)重的影響建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及創(chuàng)新。但經(jīng)過市場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)大部分建筑企業(yè)仍然采用自動(dòng)化程度相對(duì)較低的器械和技術(shù)，來完成鋼結(jié)構(gòu)焊接任務(wù)，其焊接品質(zhì)與手工焊接并無明顯差異，所以說國(guó)內(nèi)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接所應(yīng)用技術(shù)的自動(dòng)化程度低。社會(huì)的發(fā)展推動(dòng)著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)應(yīng)的人才引進(jìn)成本也在提升，所以建筑企業(yè)面臨著轉(zhuǎn)型與革新的抉擇，如果不能及時(shí)緊跟市場(chǎng)趨勢(shì)提升技術(shù)的自動(dòng)化程度，其整體發(fā)展情況必然會(huì)受到直接影響。

（二）由于我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)裂紋處理技術(shù)存在落后

由于建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接過程中要將溫度達(dá)到一定的高度，而焊接工藝完成后鋼結(jié)構(gòu)溫度會(huì)逐漸的恢復(fù)常態(tài)，這中間所產(chǎn)生的巨大溫度差影響難以被完全消除，因此建筑鋼結(jié)構(gòu)在進(jìn)行焊接中容易出現(xiàn)裂紋，通常情況下裂紋只會(huì)在鋼結(jié)構(gòu)焊接縫隙內(nèi)部，但是不排除其周邊受到熱度影響而導(dǎo)致裂紋范圍擴(kuò)增。裂紋的呈現(xiàn)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?yàn)楹缚p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(jù)實(shí)際情況去引進(jìn)新技術(shù)，就會(huì)無形中拉大與行業(yè)和市場(chǎng)的差距，久而久之就會(huì)限制企業(yè)的發(fā)展前景。

（三）由于建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)對(duì)于厚板和長(zhǎng)焊縫處理能力不足

由于建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝是涉及鋼結(jié)構(gòu)建筑所必須要應(yīng)用的一種技術(shù)，那么基本焊縫銜接技術(shù)并不會(huì)存在明顯的差異，決定企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力度關(guān)鍵便在于對(duì)其厚板焊接水準(zhǔn)和長(zhǎng)焊縫的焊接水平，由于這將會(huì)直接關(guān)系到鋼結(jié)構(gòu)工程最終品質(zhì)和鋼結(jié)構(gòu)工程成本的控制。厚板之間的對(duì)接和T 型焊縫的縫角熔融，相對(duì)普通形態(tài)裂縫來說焊接工藝復(fù)雜程度呈疊加狀態(tài)，而國(guó)內(nèi)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接產(chǎn)業(yè)卻沒有針對(duì)相關(guān)問題及時(shí)引進(jìn)新技術(shù)，致使工藝的不成熟與低效率，對(duì)于行業(yè)發(fā)展有極其不利的影響。

四、分析新技術(shù)在國(guó)內(nèi)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接中的應(yīng)用

（一）分析新技術(shù)在我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接方法中的應(yīng)用

結(jié)合現(xiàn)如今我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接方法中的新技術(shù)應(yīng)用情況來進(jìn)行分析，通過合理的應(yīng)用二氧化碳作為保護(hù)氣體進(jìn)行焊接的技術(shù)已經(jīng)是逐漸取代了傳統(tǒng)手工電弧焊焊接，通過合理的應(yīng)用二氧化碳作為保護(hù)氣體進(jìn)行焊接的新技術(shù)，可以在保證焊接品質(zhì)的基礎(chǔ)上提高焊接的效率，使其建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接工程的整體進(jìn)度得到有序的進(jìn)行，通過應(yīng)用二氧化碳作為保護(hù)氣體進(jìn)行焊接的新技術(shù)，其中有兩種必不可少的焊絲，一種是實(shí)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(hù)氣的焊接方式，與以實(shí)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(jìn)行過渡、以熔滴方式進(jìn)行過渡、以脈沖電流為中介進(jìn)行過渡、以噴射狀態(tài)進(jìn)行過渡等。對(duì)于這四種過渡方式來說，以噴射狀態(tài)進(jìn)行過渡對(duì)焊接鋼結(jié)構(gòu)的形變影響程度最低，而且其通過電流最小，但是其焊接效率相對(duì)來說比較低，根據(jù)電路短路的方式進(jìn)行過度對(duì)焊接鋼結(jié)構(gòu)變形的影響程度比較大，其中通過的電流最大，但是同樣的焊接效率將會(huì)得到相應(yīng)的提升。

（二）分析新技術(shù)在我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)焊接設(shè)備中的應(yīng)用

在實(shí)際進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)焊接中，根據(jù)新技術(shù)作為支撐的焊接方法是需要通過專業(yè)的設(shè)備才可以進(jìn)行應(yīng)用，因此焊接設(shè)備所涉及的技術(shù)需要隨著焊接方法的創(chuàng)新進(jìn)行更新，結(jié)合相關(guān)調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接產(chǎn)業(yè)中加工設(shè)備性能普遍要好于國(guó)外相同類型的設(shè)備，特別是電焊機(jī)新技術(shù)的含量是無法比擬的。同時(shí)埋弧焊機(jī)、MAG 焊機(jī)以及MIG 焊機(jī)等常用的焊接設(shè)備，對(duì)于現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)和電子信息技術(shù)應(yīng)用程度都在加深。國(guó)內(nèi)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展目標(biāo)是更加方便控制、更加節(jié)約能源、更加高品質(zhì)高效率。總的來說國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的電焊機(jī)可操作空間逐漸加大，設(shè)備的質(zhì)量在提升，尤其是在逆變電源逐漸推廣到建筑行業(yè)的基礎(chǔ)上，為焊接設(shè)備新技術(shù)應(yīng)用提供更加寬廣的途徑。從新技術(shù)在國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)焊接設(shè)備中的具體應(yīng)用現(xiàn)狀來分析，可以順向進(jìn)行或逆向進(jìn)行的雙向諧振電路已經(jīng)作為新技術(shù)被應(yīng)用到焊接設(shè)備中，如果電流達(dá)到了臨界值或者是電壓達(dá)到了臨界值的情況下，那么將會(huì)自動(dòng)切換焊接設(shè)備開關(guān)，避免電力資源出現(xiàn)消耗，并且也能夠保證焊接設(shè)備應(yīng)用的更加安全可靠。

（三）分析新技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)中的應(yīng)用

1.分析新技術(shù)在低溫焊接技術(shù)中應(yīng)用。

由于我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝一直都是存在冬季低溫狀態(tài)下難以進(jìn)行施工的問題，然而普通的技術(shù)改進(jìn)也是無法完全避免低溫環(huán)境帶來的影響，因此在低溫焊接技術(shù)中應(yīng)用新技術(shù)十分重要。首先是需要選擇合適的焊接材料，通常情況下氫元素的含量較低材料更加適合鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)銜接，但是還需要對(duì)其焊接材料進(jìn)行有效的保溫。其次在進(jìn)行焊接前必須進(jìn)行有效的預(yù)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(hù)空間提升預(yù)處理的效果。再次需要在確定焊接位置時(shí)輸入一定量的熱量，對(duì)焊接部位進(jìn)行提前預(yù)熱，適當(dāng)延長(zhǎng)焊縫的長(zhǎng)度和適當(dāng)拓寬焊縫的寬度，預(yù)熱技術(shù)可以有效避免縮裂紋的出現(xiàn)，尤其是在厚度較大和較高強(qiáng)度的材料焊接過程中。最后鋼結(jié)構(gòu)完成焊接還需要一定時(shí)間的保溫，避免鋼結(jié)構(gòu)焊縫出現(xiàn)較大的過冷度，進(jìn)而產(chǎn)生裂紋，同時(shí)還需要給予焊接材料中氫元素更加有利的條件進(jìn)行逸散。

2.分析新技術(shù)在厚鋼板結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)中應(yīng)用。

伴隨著我國(guó)建筑水平的不斷提高，鋼結(jié)構(gòu)建筑所使用的鋼板厚度也是隨之增大，因此厚鋼板焊接技術(shù)的水平也會(huì)關(guān)系到建筑的整體品質(zhì)，厚鋼板使用不僅可以拓寬鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用范圍，也可以帶動(dòng)厚鋼板焊接技術(shù)快速發(fā)展。首先是需要設(shè)定合適的坡口形態(tài)，方便厚鋼板之間焊接或厚鋼板和其他結(jié)構(gòu)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能夠降低坡口的坡度，達(dá)到有效控制焊接殘余應(yīng)力的效果。其次應(yīng)該合理控制不同層面厚鋼板之間的間距，維持其預(yù)熱溫度的持續(xù)性作用。最后厚鋼板焊接結(jié)束后依然要采取新技術(shù)進(jìn)行保溫處理。

（四）分析新技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)焊接檢測(cè)中應(yīng)用

在檢測(cè)鋼結(jié)構(gòu)品質(zhì)過程中，其技術(shù)形式是多樣的，較為常用的是鋼結(jié)構(gòu)焊接無損檢測(cè)技術(shù)、鋼結(jié)構(gòu)焊接外觀檢測(cè)技術(shù)以及鋼結(jié)構(gòu)焊接破壞性檢測(cè)技術(shù)等，其中無損檢測(cè)技術(shù)的效果相對(duì)顯著，并且?guī)缀醪粫?huì)破壞鋼結(jié)構(gòu)的焊接結(jié)果，其對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用程度相對(duì)較深。主要是通過應(yīng)用電磁波和超聲波等對(duì)鋼結(jié)構(gòu)焊接的品質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)。

總結(jié)：綜上所述，建筑工程結(jié)構(gòu)施工技術(shù)非常關(guān)鍵，一定程度上關(guān)系到施工效果。在實(shí)際鋼結(jié)構(gòu)施工過程中，要把控各項(xiàng)施工要點(diǎn)內(nèi)容，提升建筑工程鋼結(jié)構(gòu)的施工效果。同時(shí)在建筑工程施工技術(shù)中，鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)比較常見，應(yīng)用范圍相對(duì)廣泛，因?yàn)槠渥陨韼в休^高的經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性和高效性等優(yōu)點(diǎn)，受到整個(gè)行業(yè)的關(guān)注和青睞，將其應(yīng)用到建筑工程中。但是我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀中存在一些突出問題，表現(xiàn)為鋼結(jié)構(gòu)焊接所應(yīng)用技術(shù)的自動(dòng)化程度低、鋼結(jié)構(gòu)焊接裂紋處理技術(shù)的落后、鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)對(duì)于厚板和長(zhǎng)裂縫的處理能力不足等。經(jīng)過不斷的發(fā)展與改革，新技術(shù)在國(guó)內(nèi)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接方法、焊接設(shè)備、焊接技術(shù)、焊接檢測(cè)技術(shù)中的具體應(yīng)用都得到長(zhǎng)足發(fā)展，有效推動(dòng)國(guó)內(nèi)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。與此同時(shí)也能夠不斷強(qiáng)化各個(gè)施工節(jié)點(diǎn)的連接性能，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度和安全性，從而保證建筑工程整體施工質(zhì)量，促進(jìn)行業(yè)施工技術(shù)得到有效升級(jí)與發(fā)展。