賀繼華

中建二局第二建筑工程有限公司廣東省518052

談鋼結(jié)構(gòu)施工安裝過(guò)程中的焊接技術(shù)

賀繼華

中建二局第二建筑工程有限公司廣東省518052

隨著我國(guó)建筑業(yè)的高速發(fā)展，人們漸漸地不再局限于使用普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)作為建筑的結(jié)構(gòu)也越來(lái)越受到重視。在鋼結(jié)構(gòu)中，焊接技術(shù)是十分關(guān)鍵的施工技術(shù)，本文主要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)中的焊接技術(shù)的發(fā)展歷程、工程應(yīng)用現(xiàn)狀、施工過(guò)程中對(duì)焊接技術(shù)的具體技術(shù)控制要點(diǎn)以及焊接技術(shù)在建筑鋼結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用等方面進(jìn)行了詳細(xì)探究和分析，為焊接技術(shù)在建筑鋼結(jié)構(gòu)中的運(yùn)用提供了一定的理論基礎(chǔ)。

建筑鋼結(jié)構(gòu)；施工；焊接技術(shù)；技術(shù)控制；應(yīng)用

1 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，對(duì)于建筑施工技術(shù)的要求也越來(lái)越高，采用焊接技術(shù)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行合并以及整合，從而構(gòu)成一個(gè)完整的建筑鋼結(jié)構(gòu)。這種施工技術(shù)是目前建筑施工的發(fā)展趨勢(shì)，越來(lái)越多的結(jié)構(gòu)均采用焊接鋼結(jié)構(gòu)的方式作為建筑的結(jié)構(gòu)。

2 我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)施工焊接技術(shù)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀

在我國(guó)，鋼結(jié)構(gòu)工程的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，如著名的鳥(niǎo)巢、水立方和廣州歌劇院和沈陽(yáng)國(guó)際金融中心等建筑均采用了鋼結(jié)構(gòu)，在鋼結(jié)構(gòu)的施工中，由于其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，施工節(jié)點(diǎn)較多，因此對(duì)結(jié)構(gòu)的焊接技術(shù)要求也非常高。通過(guò)這些建筑的成功建造，可以看出我國(guó)在鋼結(jié)構(gòu)的焊接工藝及技術(shù)水平上已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

目前，在鋼結(jié)構(gòu)的焊接施工中，在電弧焊接技術(shù)、埋弧焊接技術(shù)、氣體保護(hù)焊接技術(shù)、螺旋焊接技術(shù)的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展演變到了現(xiàn)代的焊接技術(shù)，不僅顯著地縮短了結(jié)構(gòu)施工的工期，更重要的是提高了施工效率和節(jié)約了施工成本。

現(xiàn)代焊接技術(shù)中，主要包括：高強(qiáng)鋼焊接技術(shù)、低溫焊接技術(shù)以及厚鋼板焊接技術(shù)等，如在高強(qiáng)鋼焊接技術(shù)中，首先應(yīng)當(dāng)按照母材的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)強(qiáng)節(jié)點(diǎn)焊接的各項(xiàng)性能必須高于母材標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；其次應(yīng)當(dāng)盡量保證焊接時(shí)焊縫的塑性要按照厚度效應(yīng)、厚度強(qiáng)度以及節(jié)點(diǎn)拘束大等原則，選擇低強(qiáng)焊材；再次重點(diǎn)保證焊材的韌性強(qiáng)度，從而滿(mǎn)足焊接的抗沖擊韌性。在高強(qiáng)焊材的性能評(píng)價(jià)體系中，主要的評(píng)價(jià)方法有碳當(dāng)量計(jì)算、熱影響熱溫度確定以及插銷(xiāo)實(shí)驗(yàn)臨界斷裂應(yīng)力等。

3 鋼結(jié)構(gòu)施工工程中焊接技術(shù)的技術(shù)控制要點(diǎn)分析

3.1 控制和解決焊接變形問(wèn)題的技術(shù)措施

在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)焊接施工時(shí)，其中非常關(guān)鍵的工序是控制焊接的變形，這種變形是由于焊接過(guò)程中的溫度變化非線(xiàn)性而形成的剛性變形或者塑性變形，焊接變形會(huì)嚴(yán)重影響焊接頭的抗疲勞強(qiáng)度和韌性，使其抗腐蝕的性能降低。為了盡量避免焊接變形，應(yīng)當(dāng)采取以下措施：1）對(duì)焊接的坡口進(jìn)行合理布置，從而減少焊接變形；2）對(duì)焊接的工序進(jìn)行合理安排，盡量避免出現(xiàn)應(yīng)力集中；3）在進(jìn)行角焊縫焊接時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的反變形措施，如針對(duì)對(duì)稱(chēng)構(gòu)件，采用同步對(duì)稱(chēng)焊接技術(shù)；4）選取合適的焊接材料、采取合適的焊接工藝，從而減小焊接應(yīng)力。

使用低溫焊接技術(shù)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接時(shí)，由于預(yù)熱溫度不同，導(dǎo)致不同部位的焊接強(qiáng)度也不相同，尤其是在進(jìn)行厚板的焊接時(shí)，較低的溫度會(huì)極大地影響鋼板的各項(xiàng)強(qiáng)度指標(biāo)，這是因?yàn)殇摬脑诘蜏貤l件下，其硬度很低，極容易產(chǎn)生脆化。從微觀上來(lái)說(shuō)，由于低溫會(huì)加快焊縫的冷卻速度，從而在焊縫和熱影響區(qū)之間產(chǎn)生一種叫馬氏體的脆性組織。因此，在采用低溫焊接時(shí)，應(yīng)當(dāng)尤其注意環(huán)境溫度對(duì)焊接的影響。

3.2 選擇正確的焊接工藝形式、材料和工序

在焊接接頭坡口形式的選擇上，為了使電弧能夠充分深入焊透至焊縫的根部，需要在接頭上開(kāi)一個(gè)坡口，在選擇坡口的形狀時(shí)，應(yīng)選擇易加工的坡口形式，并且保證焊縫能被完全焊透，從而達(dá)到降低焊接成本和減少焊后變形可能性的效果。

在選擇焊接用材料時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分考慮到母材的具體化學(xué)成分、物理力學(xué)性能、接頭的形式等因素。如果沒(méi)有正確選用焊接用材料，就會(huì)很容易使焊縫的過(guò)渡區(qū)產(chǎn)生脆裂現(xiàn)象。因此，進(jìn)行超低溫焊接時(shí)，應(yīng)在保證設(shè)計(jì)強(qiáng)度的前提下，盡量選用低氫堿性或者鈦鈣型的焊條，因?yàn)槠淝?qiáng)度比較低、沖擊韌性比較好；同時(shí)對(duì)焊條進(jìn)行預(yù)加熱，從而提升焊條的抗疲勞強(qiáng)度。

4 鋼結(jié)構(gòu)施工的焊接技術(shù)的運(yùn)用

4.1 開(kāi)發(fā)和應(yīng)用優(yōu)質(zhì)的焊接材料

在焊接材料的選取上，應(yīng)當(dāng)結(jié)合我國(guó)目前的建筑鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展現(xiàn)狀，采用優(yōu)質(zhì)、合適的焊接材料，從而提升建筑用鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、耐火性和抗震性等性能。隨著建筑鋼結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展和規(guī)模化推廣，具有較高性能的鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)質(zhì)焊接材料也會(huì)得到大規(guī)模的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，其中實(shí)芯的CO2焊絲、藥芯CO2的焊絲以及特種電渣焊材料等焊接材料會(huì)得到逐步地開(kāi)發(fā)與運(yùn)用。

4.2 預(yù)防鋼結(jié)構(gòu)的厚板焊接施工過(guò)程中“層狀撕裂”的現(xiàn)象

在一些高性能、大跨度和超高強(qiáng)度的復(fù)雜建筑鋼結(jié)構(gòu)體系中，由于接頭多而繁雜，再加上鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工和焊接技術(shù)人員的施工水平參差不齊等原因，就會(huì)產(chǎn)生“層狀撕裂”現(xiàn)象。針對(duì)這一現(xiàn)象，施工單位應(yīng)當(dāng)逐步積累施工經(jīng)驗(yàn)，不斷提升焊接技術(shù)，同時(shí)考慮采用具備更好抗層狀撕裂性能的焊接材料，從而降低層狀撕裂對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的負(fù)面影響。

4.3 推廣應(yīng)用厚鋼板的焊接技術(shù)

在許多大型建筑鋼結(jié)構(gòu)中，存在較多的厚鋼板，如鳥(niǎo)巢中鋼板的最大厚度甚至達(dá)到110mm，為了進(jìn)一步提升厚鋼板焊接技術(shù)，應(yīng)當(dāng)選擇合理焊接坡口的形式，通過(guò)采取小角度焊接、減小坡口的間隙等方法，從而較少焊接的收縮量，有效地降低了焊接過(guò)程總的各種集中應(yīng)力。

4.4 推廣應(yīng)用先進(jìn)的焊接設(shè)備

在建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接過(guò)程中，先進(jìn)的焊接設(shè)備會(huì)起到事半功倍的效果，因此應(yīng)當(dāng)積極探索和研發(fā)具備高技術(shù)含量的各種焊接專(zhuān)用設(shè)備，從而從硬件上提升我國(guó)的建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，目前我國(guó)的建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)取得了較大進(jìn)步，但還存在一些問(wèn)題，如焊接技術(shù)更新?lián)Q代慢、焊接技術(shù)人員的水平參差不齊等。因此，應(yīng)選擇開(kāi)好應(yīng)用優(yōu)質(zhì)的焊接材料，大力推廣各種先進(jìn)的焊接技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)焊接施工技術(shù)人員的培訓(xùn)，同時(shí)對(duì)加大對(duì)先進(jìn)焊接設(shè)備研發(fā)和應(yīng)用的推廣力度，從而為我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。

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10.16767/j.cnki.10-1213/tu.2017.11.123