建筑钢结构焊接主要技术分析

建筑钢结构焊接主要技术分析

邓毅

关键词：建筑；钢结构；焊接技术

一、钢结构焊接的技术要点

（一）高强钢焊接技术

1、焊材的选择。（1）强匹配。强节点弱杆件：焊接材料熔敷金属的强度、塑性、冲击韧性高于母材标准规定的最低值。焊接接头各项性能全面要求达到母材标准规定的最低值。（2）兼顾焊缝塑性。厚板焊接时按厚度效应后的强度选配焊材，节点拘束度大时可在1/4板厚以下配用低强焊材。（3）满足冲击韧性要求。必需重点选择焊材的韧性，使焊缝及热影响区韧性达到钢材的规范要求。

2、高强钢焊接性评价方法。（1）碳当量计算评定法。（2）热影响区最高硬度试验评定法。（3）插销试验临界断裂应力评定法。最低预热温度确定方法：（1）裂纹试验控制。根据斜Y坡口试样抗裂试验确定最低预热温度。（2）硬度控制。根据一定碳当量的钢材，其不同板厚T形接头角焊缝热影响区硬度达到350HV对应的冷却速度查表确定焊接线能量。（3）根据裂纹敏感指数、板厚范围、拘束度等级、熔敷金属扩散氢含量确定最低预热温度。（4）根据接头热输入、冷却时间和钢材的特定曲线图确定最低预热温度。

3、焊接质量控制。（1）控制热输入与冷却速度。控制焊接电流、电压、焊接速度以及熔敷金属800℃～500℃区间的冷却时间。（2）控制焊缝中碳/硫/磷/氮/氢/氧的质量百分比。选用优质碱性低氢焊材，采用良好的操作手法充分维护熔池金属。（3）应力与变形控制。选用高能量密度、低热输入的焊接方法，如气体保护焊。用小线能量，多层多道焊接；减小焊接坡口的角度和间隙，减少熔敷金属填充量。采用对称坡口，对称、轮流施焊。长焊缝应分段退焊或多人同时施焊。用跳焊法防止变形和应力集中。

（二）低温焊接施工工艺

1、焊材的选择。低温环境中，应尽量选择低氢或超低氢焊材，对焊材严格执行烘焙和保温措施。焊前防护，焊接作业区域搭防护棚，使焊接区域形成相对封闭的空间，减少热量的损失，若无条件搭设防护棚，应该采取其他有效措施对焊接区域进行防护。气体保护焊时，焊接气瓶也应采取相应措施进行保温。

2、焊接质量控制。（1）预热与层间温度。低温环境下的预热温度应稍高于常温下的焊接预热温度，加热区域为构件焊接区各方向大于或等于二倍钢板厚度且不小于100mm范围内的母材，焊接层间温度不低于预热温度或标准。（2）加大定位焊时的热输入。适当加大定位焊的热输入，增大焊缝截面和长度，并采用与正式焊接相同的预热条件，不在坡口以外的母材上打弧，熄弧时弧坑一定要填满，可以有效减少由于定位焊接引起的收缩裂纹。（3）采用合理的焊接方法。尽量使用摆幅，多层多道焊，严格控制层间温度。（4）焊接后热及保温。焊接后及时对焊接接头进行后热保温处理，利于扩散氢气的逸出，防止因冷速过快而引起的冷裂纹，同时适当的后热温度还可以适当降低预热温度。

（三）厚钢板焊接技术

建筑钢结构中厚钢板得到大量的使用，如北京新保利大厦工程使用的轧制H型钢翼板厚度达到125mm，国家体育场工程用钢最大板厚达110mm，大量钢结构工程采用厚钢板，促进了厚钢板焊接技术的发展，同时也丰富了建筑用钢的范围。厚钢板焊接的关键是防止由于焊接而产生的裂纹和减少变形，应主要考虑：选用合理的坡口形式。如尽量选用双U或X坡口，如果只能单面焊接，应在保证焊透的前提下，采用小角度、窄间隙坡口，以减小焊接收缩量、提高工作效率、降低焊接剩余应力。

二、建筑钢结构焊接技术的发展

（一）我国钢结构的使用量将持续增加

从建筑行业来看，最近几年，人们对居住条件的要求也越来越多，不但要求量，更重视质。导致这种现象首先是因为人民群众需求增加了，毕竟众口难调，另外，建筑行业自身也是将满足居民要求为己任在不断努力，加强水平。因此从这两方面来看，钢对我国建筑行业而言的重要性不容忽视。由于国家生活水平提高，步入小康生活速度加快，建筑行业在未来一段时间内有良好的契机往上发展，当然挑战也是前所未有的艰巨，这也注定了我国未来几年对钢的质与量会有更高的考量，而需求数目恐怕会达到膨胀的地步。

（二）钢结构用钢的强度和品质将出现质的提升

在经济高速发展的今天，人们生活水平不断提升，对建筑质量提出了更高的要求。建筑行业，尤其要关注自身建筑钢结构问题，确保使用高质量的钢材，增强钢材强度、塑性、韧性，全面提升其承受力，提升风险预防能力，保障居住安全。近几年，科学技术逐渐成熟起来，为建筑钢材发展创造了新的条件，在先进科学的生产力的作用下，建筑行业整体都得到了提升。从钢结构到建筑设计，到实际施工，每一个环节都有所提升，安全质量问题得到一定的改善。

（三）我国钢结构焊接技术将不断提高

1、高效焊接材料持续推广与应用

科学技术的发展创造了新的生产力，也为材料及能源使用注入了新的活力。钢结构的焊接材料在焊接技术中发挥着关键作用，长期以来，也一直限制着钢结构品质的提升。高科技出现后，焊接材料无论是品种还是质量，都有了很大的提升，为焊接技术的施展提供了条件。焊接材料品质及技术的提升，是促进钢结构稳固的基础和根本，并发挥着决定性的作用。

2、高效焊接和切割工艺将持续创新并得到推广

焊接是钢结构的必需技术，这一技术直接影响着钢结构的稳定和安全。好的焊接技术，能够创造更加高效、高质量、高安全性能的钢结构。与此同时，切割技术也是钢结构焊接技术中必不可少的一项。促进高效焊接和切割工艺的全面提升，强化整体水平，无论是当下还是未来，对钢结构应用而言，都具有实际意义。随着科学技术的不断提升，焊接工艺整体得到发展，与此同时，其影响力也在不断扩大。除了专注焊接工艺技术研究之外，我国建筑行业也着力于高强度合金钢、高强度耐热钢等工艺的研究和提升，开创了建筑行业技术发展的新面貌。

（四）对从业人员的钢结构焊接技术提出更高的要求

技术人员是建筑钢结构决定性力量，他们在实施制造、安装、焊接等项目中所展现的技术水准、能力状况，对钢结构稳定性起着决定作用。21世纪以来，建筑行业融入了新的因素，知识与技术的发展促进了建筑知识化数字化发展，也对行业人员专业及技术水平提出了更高的要求。为了更好地适应时代需求，我国建筑行业从业人员应当主动地提升技术和素质，通过各种途径来充实自己，将自己打造成知识型技术型人才，用自己的才能更好地服务建筑行业，投入焊接技术生产中去。建筑行业要从材料、技术、工艺等各个层面入手，借助其他领域优势实行资源优化，掌握发展状况，及时调整战略，促进技术更好的发展，进而为人民生活提供更安全的住房保障，为经济发展创造更稳定的根基。

结语

总而言之，在大多数的情况下，通过采取正确的钢结构焊接技术，可以有效地控制钢结构的焊接变形，以达到确保工程质量的目的。但由于材料、结构以及焊接施工现场环境等因素的复杂多变，还应该在实践中不断总结和积累焊接经验，提高控制焊接应力和焊接变形技术水平。

参考文献

[1]赵叶朋.建筑钢结构焊接主要技术分析[J].装饰装修天地，2016（12）.

[2]邹广云，林春波.浅谈建筑工程钢结构焊接施工技术[J].城市建设理论研究（电子版），2013（18）.

[3]郭占新.浅谈建筑工程钢结构焊接施工技术[J].建筑工程技术与设计，2017（17）