建筑工程鋼結(jié)構(gòu)焊接施工技術(shù)探討

姜宇

[摘 要]隨著近些年鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，鋼結(jié)構(gòu)的施工工藝越來(lái)越重要。焊接作為鋼結(jié)構(gòu)的主要連接方式，鋼結(jié)構(gòu)焊接施工技術(shù)對(duì)建筑工程質(zhì)量起著重要的作用。本文將就建筑工程鋼結(jié)構(gòu)的焊接工藝進(jìn)行討論，結(jié)合焊接參數(shù)，對(duì)焊接工藝進(jìn)行評(píng)定，以保證焊接技術(shù)質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞]建筑鋼結(jié)構(gòu)；鋼結(jié)構(gòu)焊接；焊接施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：TU758.11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）17-0232-01

1 鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)的基本情況

普遍高層建筑都是出于城市的中心，城市中心的施工普遍施工場(chǎng)地范圍比較小，對(duì)于高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)而言，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件吊裝是非常重要的一個(gè)安全措施，在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件吊裝之前務(wù)必做好全面的進(jìn)場(chǎng)、驗(yàn)收和堆放的安全措施，務(wù)必確保吊裝過(guò)程當(dāng)中不會(huì)出現(xiàn)意外。以往工程的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的數(shù)量比較多，場(chǎng)地范圍又比較小，所以需要堆積存放，這種情況之下，如果不對(duì)場(chǎng)地的構(gòu)件堆放進(jìn)行順序的編排，那么在吊裝的時(shí)候可能會(huì)出現(xiàn)吊裝的構(gòu)件放在堆積的最底層，這就會(huì)導(dǎo)致構(gòu)建的多次翻運(yùn)，導(dǎo)致構(gòu)件存放混亂，進(jìn)而導(dǎo)致吊裝工程延誤整個(gè)工程的施工時(shí)間。

2 鋼結(jié)構(gòu)焊接的基本結(jié)構(gòu)和難點(diǎn)

隨著社會(huì)的發(fā)展，人民對(duì)建筑的美觀度要求越來(lái)越高，對(duì)此，各種新穎的建筑創(chuàng)意層出不窮。其中結(jié)構(gòu)大、層數(shù)高、外觀雄偉的建筑越來(lái)越多，這類建筑對(duì)視覺的刺激非常有效，因此人們?cè)絹?lái)越喜歡這類大型建筑。在這些建筑滿足人們審美要求的時(shí)候，也帶來(lái)了許多的問(wèn)題。這類大型建筑往往結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，節(jié)點(diǎn)重疊率非常高，接頭對(duì)接形式也比較多，對(duì)此鋼材的鋼結(jié)構(gòu)焊接難度也就相對(duì)的非常高。在實(shí)際情況當(dāng)中，例如水立方，水立方的結(jié)構(gòu)就是典型的不對(duì)稱，不規(guī)則，節(jié)點(diǎn)非常的混亂。再比如鳥巢，結(jié)構(gòu)扭曲，節(jié)點(diǎn)重疊多。這些建筑往往能夠給人們帶來(lái)視覺的沖擊感，但是施工難度也顯而易見。

抗震的設(shè)計(jì)也是鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的主要質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。隨著建筑的高度不斷的增加，結(jié)構(gòu)跨度不斷的加大，框架梁、柱的連接都需要利用坡口熔透一級(jí)焊縫，100%的超聲波探傷，對(duì)焊接質(zhì)量的要求非常的苛刻。

3 建筑鋼結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)形式及復(fù)雜節(jié)點(diǎn)

近年來(lái)我國(guó)的建筑對(duì)建筑結(jié)構(gòu)、外觀的要求越來(lái)越高，新奇的創(chuàng)意層出不窮，超高層、結(jié)構(gòu)壯大、外觀宏偉的大型建筑頻頻現(xiàn)世，強(qiáng)烈的視覺沖擊效果使人們?cè)絹?lái)越青睞大型建筑。然而隨之而來(lái)的問(wèn)題也越來(lái)越多。大型建筑其鋼結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造重疊，接頭對(duì)接形式繁多，鋼材的研發(fā)和現(xiàn)場(chǎng)施工中焊接技術(shù)難度越來(lái)越高。如國(guó)家游泳中心“水立方”的非對(duì)稱、不規(guī)則球管節(jié)點(diǎn)；國(guó)家體育場(chǎng)“鳥巢”的空間彎扭構(gòu)件多分支節(jié)點(diǎn)；廣州歌劇院的樹支狀鑄鋼節(jié)點(diǎn)；廣州電視塔耐候鋼結(jié)構(gòu)及深圳大運(yùn)會(huì)超大型鑄鋼節(jié)點(diǎn)等。這些建筑在帶來(lái)美輪美奐的視覺效果的同時(shí)，也以其施工的高難度著稱。

隨著建筑高度的增加、結(jié)構(gòu)跨度的增大，抗震性能設(shè)計(jì)對(duì)主要鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量要求隨之升高。框架梁與柱的連接焊縫、剪力板與柱的連接焊縫、梁腹板與柱的連接焊縫和柱的拼接焊縫等都是結(jié)構(gòu)的主要部位，基本上都是坡口熔透一級(jí)焊縫，100%超聲波探傷，對(duì)焊接質(zhì)量要求非常高。

4 建筑工程鋼結(jié)構(gòu)焊接

4.1 鋼結(jié)構(gòu)焊接

鋼材料焊接是指鋼材通過(guò)加熱或加壓或兩種并用，并且用或不用填充材料，形成熔融區(qū)域，熔池冷卻凝固后形成材料間的結(jié)合的一種方法。焊接的能量主要來(lái)源有氣體焰，電弧，激光，電子束等。

4.2 鋼材料焊接參數(shù)

在焊接過(guò)程中，選擇合適的焊接工藝參數(shù)，對(duì)提高焊接質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率來(lái)說(shuō)非常重要。焊接工藝參數(shù)是指在焊接過(guò)程中，為了保證焊接質(zhì)量而選定的諸多物理量。具體來(lái)說(shuō)，主要有焊接電流，焊接電壓（一般用電弧長(zhǎng)表示），焊接速度，電源種類極性，坡口形式等等。當(dāng)然，對(duì)于不同的焊接方法，焊接參數(shù)是不同的。

5 鋼結(jié)構(gòu)的焊接施工技術(shù)

5.1 焊接施工流程

施焊人員必須要熟悉圖紙，做好焊接工藝技術(shù)交底，確保施焊人員執(zhí)證上崗，明確焊工的焊接任務(wù)，然后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)電，預(yù)熱，后熱溫度試驗(yàn)確定等作業(yè)準(zhǔn)備。

然后選擇合適的焊接工藝以及合適的焊接參數(shù)，并通過(guò)焊接實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。焊接工作開始，對(duì)焊口進(jìn)行清理，檢查坡口等是否符合要求，檢查定位焊是否牢固，焊縫周圍是否有油污和銹污。對(duì)焊材進(jìn)行預(yù)熱和保溫，然后按照既定的焊接參數(shù)進(jìn)行焊接，焊接完成后，對(duì)焊縫周圍進(jìn)行清渣處理，做好焊后保溫工作，焊接完成。

5.2 焊材的選擇和與鋼材的匹配

與鋼材的規(guī)定最低標(biāo)準(zhǔn)相比，焊材的金屬?gòu)?qiáng)度，堅(jiān)韌性，可塑性都要明顯高于鋼材本身，而且，在焊接接頭的地方，各種基本性能指標(biāo)都要與鋼材規(guī)定的最低標(biāo)準(zhǔn)等同或比之更高；要保證焊縫的可塑性，鋼材較厚時(shí)，要根據(jù)厚度選擇合適的焊材；選擇合適韌性的焊材，韌性好的焊材可以提高焊縫和熱影響區(qū)的韌性，使之能夠滿足鋼結(jié)構(gòu)的受力要求。

5.3 焊接質(zhì)量控制

3.3.1 對(duì)輸入的熱和焊接冷卻速度進(jìn)行控制：通過(guò)控制焊接電壓，焊接電流，接速度以及熔融金屬的冷卻速度等來(lái)對(duì)焊接質(zhì)量進(jìn)行控制。

3.3.2 控制焊縫內(nèi)元素組成進(jìn)行控制：選擇高質(zhì)量的焊材，操作人員高超的操作手法和技巧，保證焊縫外觀質(zhì)量。

3.3.3 選擇能量密度高的，輸入熱量低的焊接方法，對(duì)焊接應(yīng)力與變形進(jìn)行控制。

3.3.4 從鋼材料的出發(fā)，考量各項(xiàng)技能的標(biāo)準(zhǔn)要求，選擇合適的焊材以及評(píng)估焊接質(zhì)量的試驗(yàn)方法，得出適合生產(chǎn)的焊接工藝，在焊接時(shí)，注意層間溫度的控制，防止出現(xiàn)焊接接頭弱化的現(xiàn)象。

3.3.5 焊工須持雙證上崗，即安全上崗證、焊工合格證。且具有相應(yīng)的施焊資歷。

6 低溫焊接的施工工藝

6.1 焊材的選擇

在低溫環(huán)境下進(jìn)行焊接操作時(shí)，盡量選用氫含量較低的焊材，為了保證焊接質(zhì)量，在進(jìn)行焊接之前，對(duì)焊材進(jìn)行烘干，采取保溫措施

6.2 焊前的保護(hù)措施

在焊接操作的地方建構(gòu)相應(yīng)的保護(hù)房，使之形成相對(duì)密閉的空間。如果條件有限，可以采取其他措施來(lái)防止熱量散失。在進(jìn)行氣體保護(hù)焊接時(shí)，對(duì)相應(yīng)的氣瓶也要采取一定保溫措施。

6.3 低溫條件下的焊接質(zhì)量的控制

低溫條件下的焊接預(yù)熱溫度高于常溫條件下的焊接預(yù)熱，并且預(yù)熱的區(qū)域范圍要大，一般情況下，焊接點(diǎn)的周圍的預(yù)熱范圍是鋼板厚度的二倍以上；另外，焊接層的溫度要高于預(yù)熱溫度，或者是不低于20攝氏度，兩者不一致時(shí)，選擇較高的溫度；選擇合適的焊接方法，使用窄擺幅，多層多道焊，對(duì)層間溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制；焊接完成后，要及時(shí)對(duì)焊接部位進(jìn)行保溫，要有利于氫氣的散出，并且防止冷卻速度過(guò)快而引起冷裂紋。

7 鋼板較厚時(shí)的焊接工藝

在大型的建筑鋼結(jié)構(gòu)工程中，鋼結(jié)構(gòu)一般選用中厚鋼板。厚鋼板在焊接時(shí)重點(diǎn)要對(duì)因焊接產(chǎn)生的裂紋和變形進(jìn)行控制。

8 總結(jié)

隨著現(xiàn)代社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展，建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)的焊接工藝與技術(shù)也在不斷地完善和推陳出新，新的焊接技術(shù)的創(chuàng)造和應(yīng)用，使得建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接施工越來(lái)越簡(jiǎn)單和快捷，使得鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在這種情況下，加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)施工及焊接技術(shù)的研究和優(yōu)化，是提高鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，保證整個(gè)工程質(zhì)量的重要措施

參考文獻(xiàn)

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