建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

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：當(dāng)前，在建筑施工項(xiàng)目中，鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)得以廣泛應(yīng)用，主要是因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)有硬度大、抗震效果好等方面的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。在建筑施工中，鋼結(jié)構(gòu)施工是極為關(guān)鍵的施工環(huán)節(jié)，會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的提升起到積極作用。超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)有硬度強(qiáng)以及高度高的特點(diǎn)，其自重較小。施工中,多方面因素均可能對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工程焊接質(zhì)量造成影響,很多問題也可能隨之出現(xiàn),如焊接變形控制、焊接接頭質(zhì)量、焊后應(yīng)力消除等方面。為盡可能提升鋼結(jié)構(gòu)工程焊接質(zhì)量,當(dāng)前，建筑鋼結(jié)構(gòu)更為多樣化，整體建筑呈現(xiàn)傾斜及扭曲的特征，會(huì)使鋼結(jié)構(gòu)施工難度加劇，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的要求大幅提高。在實(shí)際鋼結(jié)構(gòu)施工時(shí)，施工單位需合理運(yùn)用鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，避免出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形、漏焊等問題，促進(jìn)建筑鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以及安全性的提高。因此本文主要是對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)做出了相應(yīng)的分析，進(jìn)而提出以下方面的內(nèi)容。

一、分析建筑工程鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

（一）分析焊接材料

最近幾年來，很多工作人員都已經(jīng)認(rèn)識(shí)到鋼結(jié)構(gòu)實(shí)際優(yōu)點(diǎn)，使其在廠房和橋梁以及建筑中得到了十分廣泛的應(yīng)用，因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)存在較強(qiáng)的穩(wěn)定性和使用期限長等方面特點(diǎn)，現(xiàn)如今受到了較為廣泛的關(guān)注，自從二十世紀(jì)四十年代開始，焊條電弧焊便是在建筑鋼結(jié)構(gòu)中得到了十分廣泛的應(yīng)用，隨著科學(xué)技術(shù)快速的發(fā)展和進(jìn)步，氣體保護(hù)焊接技術(shù)不斷的發(fā)展，使其焊接技術(shù)越來越成熟，不僅提高了焊接生產(chǎn)效率，也促進(jìn)整個(gè)行業(yè)快速的發(fā)展和進(jìn)步，對(duì)整個(gè)項(xiàng)目工期進(jìn)行縮短，為企業(yè)帶來了較大的經(jīng)濟(jì)效益。但是建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接并不是只采用一種焊接的技術(shù)，需要不同的焊接材料和焊接技術(shù)進(jìn)行完成，這樣便需要工作人員結(jié)合實(shí)際情況合理的選擇焊接材料，保證其能夠提高焊接整體工藝，一方面提高建筑工程整體質(zhì)量，保證建筑結(jié)構(gòu)安全性。另外一方面要不斷加強(qiáng)工作人員自身工作效率，使其能夠達(dá)到預(yù)期要求。在此之外，建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接施工的過程中，工作人員要選擇和建筑鋼結(jié)構(gòu)相互匹配的焊接材料，保證焊接材料在強(qiáng)度和韌性等方面都能達(dá)到實(shí)際的要求，對(duì)建筑整體效果進(jìn)行提升。

（二）分析焊接設(shè)備

由于受到了科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的影響，現(xiàn)如今日本已經(jīng)是在鋼結(jié)構(gòu)焊接中實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化以及智能化的發(fā)展，將其中厚板焊接機(jī)器人有效地應(yīng)用到了鋼結(jié)構(gòu)焊接之中，通過對(duì)這種工作人員平臺(tái)進(jìn)行應(yīng)用，存在較強(qiáng)的整體性，其中包括機(jī)器手以及移動(dòng)平臺(tái)和構(gòu)件變位機(jī)等等，在這之中，機(jī)器手可以快速地更換不同型號(hào)的焊槍以及焊頭，通過對(duì)機(jī)器人進(jìn)行應(yīng)用，使其能夠全面的提高焊接的穩(wěn)定性和焊接質(zhì)量。

（三）分析焊接人員

目前隨著建筑鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)快速地進(jìn)行發(fā)展，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)焊接人才的需求也隨之增加，由于建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接具有一定的專業(yè)性，對(duì)于焊接人員存在較高的要求，不僅需要焊接人員自身具有一定的專業(yè)知識(shí)，也要保證其自身專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，這樣才能更好地滿足企業(yè)實(shí)際發(fā)展的需要，為企業(yè)的發(fā)展帶來更多效益?，F(xiàn)如今我國的高素質(zhì)焊接人才比較緊缺，焊接人員整體素質(zhì)比較低，多數(shù)的焊接人員沒有接受過專業(yè)的培訓(xùn)，一些焊接人員是剛剛畢業(yè)的學(xué)生，還有一部分是半路出家，從其他行業(yè)轉(zhuǎn)型到焊接工作中，導(dǎo)致其焊接人員素質(zhì)參差不齊，如果讓這些人員進(jìn)行實(shí)際操作，那么不僅會(huì)擾亂建筑市場(chǎng)，也會(huì)對(duì)我國整體焊接水平帶來不同的影響。

二、分析建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

（一）分析焊接變形控制要點(diǎn)的發(fā)展趨勢(shì)

建筑鋼結(jié)構(gòu)工程中，焊接質(zhì)量重點(diǎn)關(guān)注焊接變形的控制，并且還要采取能夠減少構(gòu)件變形和收縮最小的焊接工藝方式，嚴(yán)格的對(duì)焊接順序進(jìn)行控制，在對(duì)十字接頭和T 形接頭以及對(duì)接接頭進(jìn)行應(yīng)用的過程中，對(duì)于較易翻轉(zhuǎn)或具備有利放置條件的構(gòu)件,可開展雙面對(duì)稱焊接,對(duì)于屬于對(duì)稱截面的構(gòu)件,焊接可圍繞對(duì)稱于構(gòu)件中性軸開展。如存在對(duì)稱于連接桿件的構(gòu)件節(jié)點(diǎn),對(duì)稱焊接可圍繞節(jié)點(diǎn)軸線對(duì)稱軸開展。對(duì)于非對(duì)稱雙面坡口焊縫,焊接施工需嚴(yán)格按照一定順序開展,如板材的厚度較厚,輪流對(duì)稱焊接需循環(huán)多次。對(duì)于較長的鋼結(jié)構(gòu)焊縫,應(yīng)優(yōu)先采用多人對(duì)稱焊接法、跳焊法、分段退焊法等焊接方法。此外在對(duì)構(gòu)件進(jìn)行焊接的過程中，為了能夠?qū)崿F(xiàn)收縮和變形的合理控制，通過采用預(yù)制反變形發(fā)或者是開展預(yù)留焊等方式，反變形量以及收縮余量可基于針對(duì)性試驗(yàn)或者計(jì)算進(jìn)行確定，在裝配焊接構(gòu)件的過程中,焊接應(yīng)按照從大到小的接頭收縮量順序開展,接頭拘束可得到有效控制。

（二）分析焊后應(yīng)力消除發(fā)展趨勢(shì)

建筑鋼結(jié)構(gòu)工程焊接質(zhì)量進(jìn)行控制的過程中，離不開高水平焊接后應(yīng)力消除工藝的支持，如果存在較為明確的施工要求，需要進(jìn)行焊接后應(yīng)力消除，那么接頭承受拉力部分受限需要進(jìn)行確定，同時(shí)還要關(guān)注焊縫較密集的構(gòu)件或節(jié)點(diǎn),一般采用疲勞驗(yàn)算方法,應(yīng)力消除基于整體退火或局部退火的工藝實(shí)現(xiàn),如基于加熱爐進(jìn)行整體退火,采用電加熱器進(jìn)行局部退火。如存在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定尺寸,可采用振動(dòng)法消除應(yīng)力。在基于局部退火的應(yīng)力消除實(shí)踐中,需嚴(yán)格遵循相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),如采用配備溫度自動(dòng)控制儀的加熱設(shè)備,并保證加熱設(shè)備滿足使用要求的控溫、測(cè)溫、加熱性能。還需要控制每道焊縫側(cè)面的加熱板寬度,其寬度至少為二百毫米，并且至少為三倍的鋼板厚度，如果構(gòu)件開展加熱處理，保溫措施針對(duì)性選擇還需要引起重視，如果消除焊后應(yīng)力采取了振動(dòng)的方法，結(jié)合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)控制的工藝參數(shù)和技術(shù)應(yīng)用，鋼結(jié)構(gòu)工程多數(shù)情況下都是采用錘擊法消除中間焊層應(yīng)力,使用小型振動(dòng)工具或圓頭小錘進(jìn)行錘擊,需避開焊縫坡口邊緣的母材、蓋面焊縫、根部焊縫等部位。

（三）分析焊接接頭質(zhì)量控制發(fā)展趨勢(shì)

在基于角接接頭和十字街頭以及T 形接頭燈類型接頭的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件焊接施工的過程中，為了能夠焊接接頭質(zhì)量進(jìn)行控制，則是需要采取全熔透對(duì)接和角接組合焊縫的方式，對(duì)于采用加強(qiáng)角焊縫的焊腳而言，尺寸不小于δ ∕4。如吊車梁等構(gòu)件有疲勞驗(yàn)算要求,位于上翼與腹板的焊腳尺寸需滿足δ ∕2,且焊接尺寸不應(yīng)超過十毫米,同時(shí)有零到四毫米焊腳尺寸偏差。對(duì)于全熔透雙面坡口焊縫,可存在不等厚的坡口深度,但需要保證四分之一接頭厚度≤較淺的坡口深度部分。對(duì)于部分熔透的焊接形式,需基于設(shè)計(jì)文件要求控制有效焊縫厚度,對(duì)于屬于角接接頭和T 形接頭的接頭形式,需嚴(yán)格控制組合焊縫的加強(qiáng)角焊縫焊腳尺寸在十毫米之內(nèi)，并且為四分之一的接頭中最薄板厚度。

（四）分析焊接施工技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

在鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接施工的過程中，施工人員可以通過采用焊接方式對(duì)其各個(gè)構(gòu)件進(jìn)行連接，在焊接的過程中要對(duì)以下方面內(nèi)容引起重視：一是在實(shí)際進(jìn)行焊接施工的過程中，施工單位要結(jié)合焊接技術(shù)的實(shí)際需要，選擇性能高和安全性高的焊接設(shè)備，并采取符合實(shí)際情況的焊接施工技術(shù)?，F(xiàn)階段，二氧化碳保護(hù)焊接施工技術(shù)可應(yīng)用在鋼結(jié)構(gòu)焊接作業(yè)中，只需投入較低的成本費(fèi)用，可獲得良好的焊縫質(zhì)量。二是焊接施工方式將直接影響整體焊接質(zhì)量。在對(duì)平面內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接時(shí)，施工人員應(yīng)先對(duì)中心部分鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接，再向四周擴(kuò)散，完成焊接施工作業(yè)。在焊接豎向立體鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，焊接人員應(yīng)先對(duì)上層框架梁進(jìn)行焊接，對(duì)壓型鋼板支托和下層框架梁實(shí)施焊接操作，再焊接壓型鋼板支托，完成焊接后，還需要對(duì)各個(gè)部分的焊接情況進(jìn)行檢驗(yàn)，如果焊接鋼結(jié)構(gòu)柱以及柱的時(shí)候，施工單位需要同時(shí)安排兩個(gè)工作人員進(jìn)行配合施工，將其焊縫內(nèi)的雜物能夠及時(shí)地清理干凈，避免對(duì)焊接質(zhì)量帶來影響。三是在實(shí)際進(jìn)行焊接作業(yè)的過程中，將會(huì)出現(xiàn)大量熱能，如果控制焊接冷卻的速度相對(duì)較慢，將增大鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形的概率。為有效解決焊接過程中的變形問題，施工單位應(yīng)結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)焊接要求選擇適合的焊接方法，加強(qiáng)對(duì)焊接施工的管控，將約束焊接變形的作用有效發(fā)揮出來。焊接箱型桿件和工型桿件時(shí)，施工人員可選用埋弧自動(dòng)焊工藝進(jìn)行焊接施工，促進(jìn)焊接效率提高。四是在實(shí)際焊接過程中，為避免發(fā)生焊瘤以及裂紋情況，施工人員應(yīng)在施工前檢查焊條，對(duì)焊接咬邊質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控，有效減少出現(xiàn)漏焊的概率。在檢查焊接質(zhì)量時(shí)，此時(shí)施工人員通過合理的應(yīng)用超聲波對(duì)其焊接位置進(jìn)行檢測(cè)，保證其不會(huì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)焊接點(diǎn)進(jìn)行損害。

總結(jié)：綜上，在建筑發(fā)展新形勢(shì)下，建筑中會(huì)使用更多鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)直接關(guān)系到整體施工質(zhì)量。在建筑鋼結(jié)構(gòu)實(shí)際施工中，施工單位需綜合考慮施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，合理運(yùn)用預(yù)變形施工技術(shù)、焊接施工技術(shù)等，促進(jìn)建筑整體建設(shè)質(zhì)量的提高。至于建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)作為建筑工程的重要架構(gòu)，相關(guān)單位就必須要對(duì)其予以足夠的重視，當(dāng)然這也是現(xiàn)代建筑工程的主要需求所在。此外鋼結(jié)構(gòu)工程焊接質(zhì)量控制需關(guān)注多方面因素影響。在此基礎(chǔ)上,文中涉及的焊接變形控制要點(diǎn)、焊后應(yīng)力消除要點(diǎn)、焊接接頭質(zhì)量控制要點(diǎn)等內(nèi)容,則提供了可行性較高的鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量控制路徑。為更好保證鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量,材料、技術(shù)、設(shè)備的優(yōu)選必須引起相關(guān)從業(yè)人員重視。