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鋼結構，簡單來說，是由鋼制材料組合而成的結構，也是建筑結構類型的重要組成部分。結構主要是由鋼板制成的鋼梁及鋼柱等構件組成，每個部件或者構件之間使用焊接連接方法或者螺栓連接方法。由于其自重較輕，施工簡單方便，所以普遍應用于大型的場館等領域。本文從不同角度分析建筑鋼結構的焊接工藝及其性能，以供大家參考。

1 建筑用高性能鋼的特征

建筑用鋼結構本身必須要具備良好的力學性能和加工性，衡量鋼材性能的重要指標是強度、斷面收縮率及可焊性等等。因此，為了提高建筑結構的可靠性和安全性，在選用材料時，應該進行綜合考慮。從鋼結構焊接標準規(guī)范能夠看出，隨著碳當量的逐漸增加，鋼材強度也會不斷上升，該現(xiàn)象的出現(xiàn)，會在很大程度上加大焊接的難度，鋼結構工程焊接的難度級別如表1所示。

表1 鋼結構工程焊接難度級別

2 焊合在建筑鋼結構的重要性

一般來說，焊合在建筑鋼結構的重要性主要體現(xiàn)在以下幾個方面：在鋼結構建筑施工中，選用的連接方法是以焊接工藝為主，有效的應用焊接工藝，既可以確保建筑整體質量，又能夠提高工作效率。在該過程中，若焊接工作實施缺乏和倫理性，或者焊接沒有發(fā)揮出實質性的作用，這樣勢必會不利于整項工程的實施，造成大量的工程隱患出現(xiàn)。其二，現(xiàn)如今，鋼結構的連接方法是以焊接為主，在鋼結構中焊接具有良好的性能，靈活性較高。對于施工人員來說，能夠拓寬本身的想象力，在此基礎上制定有關的方案。其三，焊接在建筑鋼結構中起到非常重要的作用。焊接要求具備較強的實踐性和理論性，而且在選擇焊接類型時，由于操作人員是不同的，所以最終獲得效果存在較大的差異性。在具體工作中，一般建筑連接工作都是處在復雜環(huán)境的區(qū)域內，這就要求各個連接點都要具備較好的連接性能和抗震性能，在降低消耗量的前提下實現(xiàn)最佳的視覺效果。綜合以上所述，想要確保焊接在建筑鋼結構中的質量，必須要建立完善的質量管理體系，科學合理的使用焊接技術是十分重要的。

3 建筑鋼結構的焊接工藝要求

3.1 基本的選用原則

建筑用鋼結構必須要結合實際應用需求，有效的選配鋼材，根據(jù)《鋼結構焊接規(guī)范》2011，必須要經(jīng)過專家認真審議后，才可以在工程中應用這種鋼材料，并且需要使用良好的焊接工藝，對焊接接頭進行高效的處理。涉及到高性能鋼材的應用行業(yè)，應該將有關的焊接性能技術材料整理后，主要包括兩種類型的鋼材，分別是屈服強度低于170MPa和屈服強度高于460MPa的鋼材。

鋼材焊接性能技術資料可以采用試驗的方法或者廠家來獲取，廠家對鋼材的各方面性能有一定的了解，可以不通過其他的渠道直接向廠家索要。并且可以委托具有專業(yè)檢測資質的第三方機構完成鋼材性能試驗的驗證?？偠灾瑧摣@取完整的系統(tǒng)化技術資料，主要包括鋼材碳當量檢測、焊接材料性能檢驗、焊接工藝評定資料、鋼板熱切割熱矯正實驗資料以及坡口焊接紋實驗等等。

3.2 焊接工藝的要點

3.2.1 選用適合的焊接方式

對于建筑鋼結構的焊接性能而言，焊接方式是非常重要的，必須要結合實際需求和結構特征進行高效的選用。按照《鋼結構焊接規(guī)范》的有關規(guī)定，在民用或者工業(yè)鋼結構工程中，在動荷載和靜荷載同時作用下的超出3mm后的鋼結構焊接，可以選擇焊絲自保護焊、埋弧焊以及電渣焊等組織形式。但是針對結構性能要求高的鋼結構焊接，必須要保證較低的焊接熱輸入量。這種類型焊接方法可以選擇氣體保護焊、氣電立焊以及焊條電弧焊等等。同時，許多實驗表明，高強鋼的焊接熱輸入量低于50kj/cm。因此，面對極端的情況時，氣電立焊、埋弧焊等最大熱輸入量可以超出50kj/cm，所以不能選用。對于性能高的鋼材來說，為了可以獲取水準高的焊縫金屬性能，必須要嚴格控制焊接熱輸入量。尤其是E類鋼材，以避免高的焊接熱輸入導致焊縫接頭韌性的減少。當前，對于焊接熱輸入量的控制方法是指嚴格控制單道焊縫寬度，不同的焊接方法，單道焊縫寬度的寬度也是不同的。比如：焊條電弧焊的寬度要小于5倍的焊條直徑，氣保焊的寬度要小于20mm，而且盡可能不要使用雙絲焊型的埋弧焊。

3.2.2 對于焊接質量的有效控制

在最低預熱溫度控制中，應該從以下幾點入手：首先，實施裂紋實驗，結合實際情況確定板厚約束度、裂紋指數(shù)等等，對這個時間段進行全面控制。想要從根本上實現(xiàn)焊接質量的正確控制，應該采用控制冷卻液速度、變形材料等方法。然后，在低溫焊接中，需要選擇氫含量低的焊接材料，而且要做好低溫處理工作，在焊接過程給中防止出現(xiàn)熱損失的情況。對于厚板塊來說，必須要選用適當?shù)钠驴诜N類及城建溫度，這樣可以避免出現(xiàn)焊接變形的問題，最后，焊接高強鋼時，應該考慮鋼材質的強化機理，而且在遵循相關指標要求的前提下，選擇合適的鋼材及先進的焊接工藝，以此確保焊接全過程的質量。

3.2.3 選擇合適的焊接材料

相對于常規(guī)的鋼結構焊接，高性能剛接材料的選用方面具有一定的特殊性，具體表現(xiàn)在以下幾點：其一，等強匹配性。因為母材的韌性與焊接材料是不同的，需要根據(jù)母材的性能，對焊接材料的性能對合理的匹配，確保焊接金屬性能不會小于母材的性能下限，比如：熱影響區(qū)、焊縫等焊接接頭性能。其二，綜合考慮焊縫的塑性，因為實際生產(chǎn)過程中鋼材存在厚度效應，在選用焊縫材料上要進行全方面的考慮，并且在厚度效應的前提下選擇焊接材料。如果節(jié)點約束度相對較大，應該選擇強度低的焊接材料。其三，必須要考慮到?jīng)_擊韌性要求，在鋼材焊接材料中沖擊韌性是關鍵性能，為了可以使焊接韌性與鋼結構設計準則相符合，必須要精準控制焊接材料的氧、硫等元素，比如：對于無裂紋鋼材的焊接，可以選擇低氫類焊料；超過零度，鋼板厚度低于50mm的時候，可以直接省略掉預熱環(huán)節(jié)，并且獲得優(yōu)異的沖擊性能。

4 實驗測量和結果論述

在日常的實驗工作，最常用的實驗材料是鋼結構板材厚度為13mm的405/q235r復合板，碳、硫元素在405鋼化學成分中分別占據(jù)0.07和0.021。而屈服強度和抗拉強度主要是315Mpa和400Mpa。

焊接工藝采用E5015型焊絲的焊條電弧焊，焊材分別采用ER309L和A302來對比其焊接質量之間的差異性，接頭的拉伸力學性能采用CMT5105型電子萬能拉伸機實施測試工作，以此獲得程度不同的屈服強度、斷后伸長率數(shù)值等等，利用電子顯微鏡和照相機對焊接的宏觀形貌進行觀察。

5 結語

在實際應用中，鋼結構容易受到不同條件的影響，比如：沉降、溫度以及荷載等等。因此，鋼結構應該具備良好的加工性能和加工性能，包括焊接性能、強度性能等等。同時，應該認真做好鋼結構部件之間的焊接，以確保鋼結構建筑的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。