建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)安裝焊接施工技術(shù)應(yīng)用探究

代程

摘 要：隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)形式不斷增多，呈現(xiàn)出多樣化發(fā)展趨勢，極大地滿足了當(dāng)代人們的建筑需求。其中鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用最為廣泛，所起到的作用也非常突出，不僅能夠增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的整體性能，同時(shí)還具有很好的環(huán)保效果。鋼結(jié)構(gòu)安裝焊接施工技術(shù)的應(yīng)用也存在著一些不足，需要持續(xù)加強(qiáng)研究力度，才能更好地展現(xiàn)出鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用優(yōu)勢?；诖耍狙芯繉@這一方向展開深入研究與分析，希望能為鋼結(jié)構(gòu)安裝焊接施工技術(shù)的發(fā)展提供幫助。

關(guān)鍵詞：建筑工程;鋼結(jié)構(gòu)安裝;焊接施工技術(shù)

中圖分類號：TU758 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號：1003-5168（2022）5-0077-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.05.017

Probe into the Application of Steel Structure Installation and Welding Construction Technology in Building Engineering Substitute Journey

DAI Cheng

（China Railway 22nd Bureau Group No. 2 Engineering Co.， Ltd.， Beijing 100041，China）

Absrtact： With the rapid development of the construction industry， the building structure forms are increasing， showing a diversified development trend， greatly meeting the building needs of contemporary people. Among them， steel structure is the most widely used and plays a very prominent role， not only to enhance the overall performance of the building structure， but also has a good environmental protection effect. However， the application of installation and welding technology of steel structure is facing some shortages， so it is necessary to strengthen the research on it continuously in order to show the advantages of steel structure. Based on this， this study will carry out in-depth research and analysis around this direction， hoping to provide help for the development of steel structure installation and welding construction technology.

Keywords： architecture and civil engineering ;steel installation ; welding construction technology

0 引言

城市發(fā)展與建筑工程是相互影響的，推動(dòng)城市發(fā)展，尤其應(yīng)注重建筑工程可持續(xù)發(fā)展理念。目前，鋼結(jié)構(gòu)安裝焊接施工技術(shù)在工程項(xiàng)目中的運(yùn)用還不夠充分，在可持續(xù)發(fā)展背景下，加強(qiáng)對該施工技術(shù)的相關(guān)研究十分必要。

1 鋼結(jié)構(gòu)的相關(guān)概述

1.1 定義分析

所謂鋼結(jié)構(gòu)，簡單來說就是建筑結(jié)構(gòu)中常見的一種用鋼制原料制作而成的結(jié)構(gòu)，相對普通建筑結(jié)構(gòu)材料來說，鋼結(jié)構(gòu)有著獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢，因此在當(dāng)前建筑工程中的應(yīng)用較為廣泛。鋼結(jié)構(gòu)的建筑與以往的建筑形式也有非常大的區(qū)別，通常其構(gòu)架都是由各種鋼結(jié)構(gòu)組合而成，比如型鋼、鋼梁以及鋼柱等。在當(dāng)前時(shí)代背景下，越來越多的建筑企業(yè)都將鋼結(jié)構(gòu)作為主要的施工材料，無論是廠房建設(shè)、橋梁制造，還是房屋建造，都能夠看到鋼結(jié)構(gòu)的身影。在具體的施工過程中，鋼結(jié)構(gòu)的形成需要經(jīng)歷多個(gè)工序，如先對鋼制原料進(jìn)行除銹防銹工藝，之后再根據(jù)工程實(shí)際訴求對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行安裝和焊接，確保其能夠具備一定的抗壓性和抗震性。

1.2 特征分析

通過相關(guān)調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，鋼結(jié)構(gòu)主要有以下3個(gè)方面的特征。

1.2.1 強(qiáng)度高、重量輕。相對于以往建筑中常用的木材、混凝土來說，利用鋼制原料制成的鋼結(jié)構(gòu)，不僅有更高的強(qiáng)度，而且其本身沒有添加多余的材料，因此重量也比較輕，方便運(yùn)輸，在一些跨度大的建筑中能夠發(fā)揮巨大作用。

1.2.2 塑性和韌性非常好。當(dāng)前建筑工程中之所以鋼結(jié)構(gòu)能夠被廣泛應(yīng)用，主要原因就在于其有著較好的可塑造性和韌性，因此更能夠保護(hù)建筑物不被破壞，有利于增強(qiáng)建筑的整體抗震性與抗壓性。

1.2.3 密封性好且耐熱性強(qiáng)。焊接技術(shù)與鋼結(jié)構(gòu)有效結(jié)合，兩者搭配能夠保證鋼結(jié)構(gòu)完全密封，并且具有良好的耐熱性。

1.3 性能分析

當(dāng)前，鋼結(jié)構(gòu)的運(yùn)用深受建筑行業(yè)的青睞，其在建筑工程中發(fā)揮的作用十分突出[1]。具體來說，要提高鋼結(jié)構(gòu)建筑的保溫及節(jié)能性能，只需要相關(guān)工作人員在墻柱間添加保溫隔熱材料即可，為進(jìn)一步減少溫度的流失，還可以在外墻涂抹保溫材料，在大大提升保溫效果的同時(shí)，也能起到一定的節(jié)能作用。此外，要提高鋼結(jié)構(gòu)建筑的防火性能，則可以在墻壁和樓頂貼上防火石膏板，有效改善輕型鋼耐火等級不高的問題。除此之外，想要減少鋼結(jié)構(gòu)建筑內(nèi)部的噪聲污染，則可以在墻體中嵌入玻璃棉以達(dá)到減少噪聲的目的。

2 鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝的主要技術(shù)

2.1 低溫焊接技術(shù)

就現(xiàn)階段實(shí)際情況而言，低溫焊接技術(shù)的使用最為廣泛，其主要是指在低溫狀態(tài)下進(jìn)行的一項(xiàng)焊接技術(shù)[2]。通常情況下來看，這項(xiàng)技術(shù)對施工人員的要求比較高，不僅要具備一定的專業(yè)技術(shù)能力，同時(shí)還要細(xì)致穩(wěn)重，才能更好地保障低溫焊接技術(shù)質(zhì)量，避免對工程造成其他不利影響。另外，該焊接技術(shù)對環(huán)境要求也比較大，需要對操作環(huán)境進(jìn)行封閉處理，以防止溫度過高導(dǎo)致焊接質(zhì)量下降，而要?jiǎng)?chuàng)建封閉環(huán)境，通常會(huì)采用物理封閉和氣體封閉兩種方式，前者是通過在周圍設(shè)立防護(hù)層來隔離焊接區(qū)，后者是借助氣瓶對溫度進(jìn)行控制，兩種溫度控制措施均可以保證低溫焊接工作的順利進(jìn)行。

2.2 高強(qiáng)度焊接技術(shù)

與低溫焊接技術(shù)有所不同，高強(qiáng)度焊接技術(shù)屬于中高端施工技術(shù)，雖然應(yīng)用范圍沒有低溫焊接技術(shù)廣泛，但也是目前我國鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝常見的施工技術(shù)。其最為突出的特征在于“強(qiáng)”，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：其一，對焊接材料的強(qiáng)度要求十分高，只有確保材料強(qiáng)度符合施工需求，才能使鋼結(jié)構(gòu)之間的融合度達(dá)到最高，從而更好地提升焊接質(zhì)量;其二，對焊接接頭各方面要求強(qiáng)度也非常高，如果接頭部分的強(qiáng)度不夠，就會(huì)導(dǎo)致焊接出現(xiàn)裂縫，進(jìn)而影響施工質(zhì)量，因此必須要嚴(yán)格篩選焊接接頭的各項(xiàng)性能強(qiáng)度，才能保障建筑工程的整體安全性與穩(wěn)定性。

3 焊接質(zhì)量存在的問題以及預(yù)防措施

3.1 咬邊問題

在建筑工程中進(jìn)行焊接施工時(shí)，作業(yè)人員對金屬構(gòu)件進(jìn)行熔化處理的過程中，如果處理不到位，極有可能會(huì)出現(xiàn)沿焊趾的情況，進(jìn)而產(chǎn)生咬邊問題，這將大大影響整個(gè)工程項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量。咬邊問題通常是發(fā)生在焊縫邊緣的位置，結(jié)合工程實(shí)際情況可以是連續(xù)的，也可以是中斷的。要想有效解決這一問題，通常需要對各類設(shè)備進(jìn)行全面把控，掌握各自的優(yōu)勢與特征，之后再結(jié)合工程實(shí)際情況來選擇合適的設(shè)備進(jìn)行焊接，這樣才能夠有效提高建筑物的整體質(zhì)量，并保證項(xiàng)目的順利開展。除此之外，還需要對焊接速度及使用電流進(jìn)行合理管控，確保焊接工作整體質(zhì)量符合相關(guān)要求，同時(shí)還要對焊接方法及焊接角度進(jìn)行綜合考量，一般情況下，焊條和焊接前進(jìn)方向的角度應(yīng)當(dāng)盡可能地保持在65°～75°之間，如果是與焊接左右的夾角，則應(yīng)當(dāng)為45°。

3.2 氣孔問題

在焊接構(gòu)件過程中，由于焊接設(shè)備在使用的過程中會(huì)導(dǎo)致附近溫度急劇升高，因此有可能出現(xiàn)氣泡現(xiàn)象，需要及時(shí)進(jìn)行處理，如果在冷卻過程中未能將氣泡排出，就會(huì)導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)焊接出現(xiàn)氣孔現(xiàn)象，嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量。為了解決這一問題，需要注意兩個(gè)方面：其一，需要提高焊接人員的操作水平，確保他們能夠應(yīng)對焊接過程中的各種突發(fā)問題，從根源上減少氣孔問題的產(chǎn)生概率;其二，需要確保氣體的持續(xù)輸送，并將焊接部位的水分和污垢等去除，以防止外部因素造成的氣孔問題，保證鋼結(jié)構(gòu)焊接工作的有序進(jìn)行。

3.3 夾渣問題

夾渣主要是指熔渣，當(dāng)焊接工作結(jié)束后難免會(huì)產(chǎn)生這種雜質(zhì)，主要存在于焊縫部位（如圖1所示），其通常具有非常多的表現(xiàn)形式，如果焊接結(jié)束后不及時(shí)對這些夾渣進(jìn)行處理，也會(huì)影響建筑結(jié)構(gòu)的整體性能，導(dǎo)致工程項(xiàng)目的質(zhì)量受到影響。為了解決這一問題，則需要施工人員在焊接工作結(jié)束后就必須立即對這些熔渣進(jìn)行處理，在清除夾渣過程中，可以通過對焊接方式的合理選擇來盡可能地控制焊接坡的角度，并確保使用合格的焊接設(shè)備和焊條，以此來減少夾渣的產(chǎn)生。

3.4 局部變形問題

通過對鋼結(jié)構(gòu)焊接施工的進(jìn)一步研究可以發(fā)現(xiàn)，局部變形也是十分常見的問題，造成這一問題的主要原因包括：施工人員在運(yùn)用焊接技術(shù)的過程中出現(xiàn)失誤，或是進(jìn)行焊接操作之前對鋼結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，母材、焊接材料的質(zhì)量不達(dá)標(biāo)[3]。這些因素都會(huì)導(dǎo)致焊接出現(xiàn)局部變形的情況。而要解決這一問題，就必須要對其產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，并以此為依據(jù)來進(jìn)行有效預(yù)防。具體來說：首先需要對施工人員技術(shù)能力準(zhǔn)確評估，安排專業(yè)能力強(qiáng)的人員進(jìn)行焊接施工，以保證焊接工藝的可靠性與安全性;其次需要保證結(jié)構(gòu)框架設(shè)計(jì)工作的有效開展，要求設(shè)計(jì)人員采取科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以提高該環(huán)節(jié)的合理性;最后需要對母材、焊接材料進(jìn)行嚴(yán)格審查，一旦發(fā)現(xiàn)材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，必須立即停止使用，并對相關(guān)人員進(jìn)行懲處。

4 建筑工程鋼結(jié)構(gòu)安裝焊接施工技術(shù)

4.1 做好焊接施工各項(xiàng)準(zhǔn)備工作

任何工程項(xiàng)目在進(jìn)行之前，都要注重準(zhǔn)備工作的開展，以便為后續(xù)整個(gè)工程項(xiàng)目的運(yùn)行奠定基礎(chǔ)，確保工程項(xiàng)目高效完工。在焊接施工過程中也需要做好完善的準(zhǔn)備工作，一是進(jìn)行焊接工藝的評定，并檢查焊機(jī)設(shè)備是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)、管焊條孔是否堵塞等，以確保焊接整體質(zhì)量;二是需要做好焊前準(zhǔn)備工作，包括在引弧結(jié)晶器內(nèi)倒入引弧劑，將焊劑從上孔倒入并輕輕敲打，確保其分布均勻，提前設(shè)置好引弧電流等工作。除此之外，還需要注意焊接時(shí)的電流控制工作，應(yīng)當(dāng)在此之前就對相關(guān)的數(shù)據(jù)加以明確，比如焊接電流應(yīng)以10%～15%為標(biāo)準(zhǔn)，并控制好板的厚度，確保其在標(biāo)準(zhǔn)厚度6 mm以下。

4.2 做好鋼結(jié)構(gòu)的安裝準(zhǔn)備工作

在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)安裝的過程中，其準(zhǔn)備工作也非常重要，主要包括以下4個(gè)方面。

4.2.1 鋼構(gòu)件的準(zhǔn)備。對鋼柱和鋼梁進(jìn)行合理堆放，避免現(xiàn)場二次倒運(yùn)困難，堆垛高度應(yīng)控制在2 m左右，在構(gòu)件堆放之前應(yīng)當(dāng)將枕木墊平，防止構(gòu)件受到損傷，在鋼結(jié)構(gòu)安裝前須對這些構(gòu)件的數(shù)量、品種、質(zhì)量等進(jìn)行全方位的檢查。

4.2.2 高強(qiáng)度螺栓的準(zhǔn)備。結(jié)合圖紙要求來合理配置螺栓，并對其出廠合格證、檢驗(yàn)報(bào)告等資料進(jìn)行審核，并對高強(qiáng)度螺栓的各項(xiàng)參數(shù)信息進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，確保其質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。

4.2.3 焊接材料及機(jī)具的準(zhǔn)備。詳細(xì)檢驗(yàn)焊接材料的品種、規(guī)格及性能，尤其是對重要鋼結(jié)構(gòu)采用的焊接材料，更應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)重視。對于機(jī)具的選擇應(yīng)當(dāng)結(jié)合工程實(shí)際情況，如輕型單層鋼結(jié)構(gòu)安裝工程可以配置汽車式起重機(jī)，重型鋼結(jié)構(gòu)則應(yīng)當(dāng)配置履帶式起重機(jī)。

4.2.4 測量準(zhǔn)備，主要是對鋼柱的檢查，包括柱間距是否符合標(biāo)準(zhǔn)、鋼柱垂直度是否符合標(biāo)準(zhǔn)等，在進(jìn)行鋼柱測量的過程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循相關(guān)的程序圖進(jìn)行（如圖2所示），以保證鋼結(jié)構(gòu)安裝工作的順利開展。

4.3 焊接施工順序以及施工工藝

要保證鋼結(jié)構(gòu)安裝焊接施工技術(shù)發(fā)揮更大的優(yōu)勢，還需要嚴(yán)格遵循相關(guān)的焊接施工順序以及施工工藝，這樣才能提高安裝焊接施工的效率，并保證整個(gè)工程項(xiàng)目的順利完工[5]。為此，在具體的實(shí)施過程中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合建筑項(xiàng)目特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)形式來科學(xué)制定施工流程，并充分考慮構(gòu)件焊接的對稱性。在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的焊接工作過程中，想要滿足施工相關(guān)要求，還應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照從上到下的順序進(jìn)行焊接，主要包括上層梁、下層梁、托架、中層梁等，也可以按柱與柱之間的位置進(jìn)行焊接。

4.4 注重節(jié)點(diǎn)形式與焊縫的檢測

在建筑工程項(xiàng)目中，為確保鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及焊接質(zhì)量，還必須在焊接結(jié)束后進(jìn)行焊接質(zhì)量檢測，而檢測的方式主要是觀察焊縫等級[4]。具體來說，應(yīng)當(dāng)從以下兩點(diǎn)出發(fā)：其一，節(jié)點(diǎn)形式和焊縫檢測是最為重要的內(nèi)容，須在焊接作業(yè)完成之后立即進(jìn)行，主要檢測鋼結(jié)構(gòu)不同部位之間的連接情況，并根據(jù)實(shí)際檢測結(jié)果出具相關(guān)報(bào)告，以確保鋼結(jié)構(gòu)整體焊接質(zhì)量符合工程要求，通常焊縫焊腳的重量在0.25 t左右，特殊情況時(shí)可以達(dá)到0.5 t，整體允許偏差值為0～4 mm;其二，還應(yīng)當(dāng)注重對焊接的全過程質(zhì)量檢查工作，規(guī)范焊接人員的操作行為，并對焊接材料的質(zhì)量情況及應(yīng)用情況進(jìn)行詳細(xì)的整理與記錄，防止焊接過程中出現(xiàn)問題。

4.5 加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)焊接以增強(qiáng)應(yīng)力

鋼結(jié)構(gòu)連接也是焊接工作中非常重要的一項(xiàng)內(nèi)容，螺栓連接、鉚接、焊接是其主要形式，為了確保鋼結(jié)構(gòu)整體應(yīng)力滿足施工要求，須對鋼結(jié)構(gòu)的連接提出如下建議：其一，重點(diǎn)區(qū)分鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用位置，常見的包括建筑的梁和柱、焊接球節(jié)點(diǎn)等，在不同部位鋼結(jié)構(gòu)的焊接過程中，相關(guān)工作人員應(yīng)重點(diǎn)區(qū)分梁和柱等節(jié)點(diǎn)的形式，并按照不同的結(jié)構(gòu)選擇不同的連接方式;其二，做好連接測試工作，為了更好地提升鋼結(jié)構(gòu)連接質(zhì)量，必須要借助試驗(yàn)來明確焊接所需的相關(guān)材料，以防止出現(xiàn)材料與施工需求不相符的情況，切實(shí)提高鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

5 結(jié)語

總而言之，在社會(huì)不斷發(fā)展的背景下，鋼結(jié)構(gòu)安裝焊接施工技術(shù)是建筑行業(yè)未來發(fā)展的必然趨勢，想要充分發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢，更好地為建筑工程奠定基礎(chǔ)，就必須對其進(jìn)行深入的研究。相關(guān)工作人員不僅要對鋼結(jié)構(gòu)安裝焊接施工技術(shù)給予足夠重視，還要不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)的理論與技能，完善自身的專業(yè)水平，以保證鋼結(jié)構(gòu)安裝焊接工作的高效完成，更好地提升建筑工程整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與可靠性，提高建筑物的質(zhì)量，更好地滿足當(dāng)代社會(huì)群眾的需求。

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