钢结构建筑焊接工艺技术探析

李海玉 郭怀兵

【摘 要】伴随着我国经济的迅速发展及建筑行业的飞速前进，钢结构建筑可以说在建筑行业中起着举足轻重的作用。而影响钢结构建筑的质量及安全性的因素主要涉及到钢结构建筑的焊接工艺技术。本文就钢结构建筑焊接工艺的特点及其变形防治等方面进行了深入细致的探讨与分析。

【关键词】新时期；钢结构；焊接工艺技术；防治

焊接作为一项制作和连接钢结构的重要技术，目前已经广泛地应用于钢结构建筑相关工程中。尽管焊接技术运用于钢结构建筑中具有相当多的优势，但焊接中的变形问题却始终是焊接工艺中的美中不足。焊接过程中出现的变形等问题不仅会在一定程度上影响到钢结构建筑的美观，还有可能造成焊接物体的报废，进而给企业或者个人带来一定的经济损失。为此，我们必须进一步认识焊接工艺的类型及其发生变形的原因，进而做好相关的防治工作。

1 焊接工艺技术的简介

1.1 焊接材料

钢结构焊接工艺技术中运用的主要工具有电焊条和引弧板。选择焊接条时，其型号一定要严格按照设计要求进行，之后按照相关说明书将焊接条进行烘焙后，放入保温桶内以供之后取用。另外，在钢结构建筑焊接过程中，严禁使用焊芯生锈的一些焊条，同时酸碱性焊条不得混合在一起使用。最后，在焊接钢结构建筑的重要部位时适合选用碱性焊条。在焊接钢结构建筑部件需要采用坡口连接时，需要使用引弧板，而引弧板材质的选择一定要和所焊接部件的材质相同。

1.2 主要工具

钢结构建筑工程中使用焊接工艺技术时所需要的机具主要有焊钳、焊条保温桶、烘箱和电焊机等。

1.3 焊接条件及要求

温度较低时进行焊接会造成热量迅速散失，为此，当钢材厚度达到一定程度时，可以适当采用多层焊接工艺技术。另外，为防止温度的迅速降低，在进行某条缝隙焊接时，一定要一次性完成，避免发生焊接中断的现象。若发生中断，应进行正确恰当地处理。最后，在风雪天气环境下，应尽可能避免焊接，若确实需要焊接，应搭建帐篷等，之后在室内进行钢结构建筑的焊接。同时，焊接过程中要保证风速在恰当的局限范围之内。焊接结束后，要运用适当材料使得焊接物体进行缓慢的降温。

2 焊接变形的原因探讨

2.1 焊接变形的主要类型

焊接变形主要是指钢结构在焊接中因高温引起的变形和焊接结束后在钢结构构件中出现的残余变形问题。在以上两种焊接变形中，最影响焊接质量莫过于焊接残余变形。焊接残余变形对钢结构建筑的影响具体可分为整体和局部变形，而依据变形的形状特点又可分为角变形、波浪变形和扭曲变形等，局部变形又包括角变形和波浪变形，整体变形又包括扭曲变形等。在钢结构焊接过程中，最易发生变形类型是整体变形。

2.2 焊接变形的缘由

钢结构的刚度无疑是影响焊接变形的主要因素之一，钢结构的刚度主要是针对结构体对弯曲及拉伸等变形的抵抗力而言的，而钢结构的刚度强弱则主要取决于钢结构尺寸的大小及其截面形状。另外，焊接连接缝的所在位置和数量也在一定程度上影响着焊接变形的程度及状况。在钢结构刚度不能达到一定的标准时，应将钢结构体的对称位置作为焊接的连接缝，这时若焊接顺序合理的话，结构体就只能产生线性变形，而不可能产生弯曲变形。最后，焊接工艺也在某种程度上影响着焊接变形的程度。例如，在焊接电流较大、焊接速度较慢时，就会导致更加严重的焊接变形。为此，在钢结构焊接过程中，一定要定制科学合理的焊接工艺措施和方法。

3 钢结构焊接工艺造成的变形防治工作

3.1 焊接节点的构造控制

为进一步避免和改善焊接变形的状况，在进行钢结构焊接节点构造设计时，要注意以下几个方面：a.首先，应对焊缝的数量及大小进行一定的控制。当钢结构在焊接过程中存在焊缝数量多、尺寸大的问题时，就会给焊接变形提供更多的可能。为此，在进行钢结构焊接节点构造设计时，应尽可能在一定程度上控制焊缝的数量和大小，进而改善焊接变形的状况；b.其次，要尽可能选择适当的焊缝坡口大小及形状。对焊缝坡口的大小和形状进行合理科学的选择，不仅可以在一定程度上保证钢结构的承载能力，同时还可以在某种程度上减少截面积，进而对焊接变形数量起到一定的控制作用；c.此外，在钢结构焊接过程中，应尽可能使焊接节点的位置处于物体截面的对称处。而对于中性轴焊接节点的选择，应尽可能使焊接节点

靠近中性轴，同时避免处于或接近高应力区。d.最后，节点形式的选择，应尽可能选择刚性较小一些的节点形式。同时，节点不应设置在多向交叉位置，只有这样才能避免因焊缝高温集中和应力集中而造成的焊接变形。

3.2 钢结构建筑焊接工艺的改进

钢结构焊接工艺的改进对焊接变形的改善有着至关重要的作用，其具体操作主要集中于以下几个不同的方面：a.首先是钢结构的组装和焊接过程中所选择的焊接顺序。对钢结构的组装及制作，相关人员应严格依照有关规定和要求在标准的层面上进行操作。只有这样，才能在一定程度上确保相应的自重压力承受情况，进而更好地满足于构件组装的要求和标准。在钢结构焊接过程中，對焊接小型构件的焊接，可一次性完成，之后再选择合适的焊接顺序进行

组装。而对于一些相对较大的钢结构焊接与组装，应首先将小构件焊接完成，之后再进行相应的组装和焊接工作。为防止部件组装过程中产生变形的状况，零部件型号的选择一定要符合相关的规定和要求，此外，组装时应尽可能避免过度的外力强制性拼接。最后，在构件焊接和组装过程中，应尽可能保持焊接接头的热量均匀性和温度适当性，防止因热量不均造成的焊接变形。b.其次，要做好相应的反变形工作。钢结构的焊接工艺过程中，由于冷却后的收缩原理，焊缝会发生一定的收缩反应，这也就在一定程度上减少了构件原有的尺寸大小。为此，在焊接过程中人们常常采用反变形的方式来进一步弥补因热胀冷缩而出现的变形问题。反变形方法就是在进行焊接工作前期首先人为使构件发生一定的变形，其变形方向与后来的焊接变形方向相反，变形程度与后来的变形程度相同。c.最后，要具备相应的焊接夹具。对于一些较大型构件的焊接而言，要想更好地固定其构件不仅仅需要具备相应的焊接平台，同时还应准备相应的焊接夹具。

参考文献：

[1]杨华平.钢结构建筑焊接工艺技术及其应用探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2012（6）.

[2]赵小慧，赵明华.浅析防治钢结构建筑焊接变形的施工工艺[J].价值工程，2010（4）.

[3]王国波，谢伟平，于艳丽.高速列车荷载作用下铸钢焊接节点的疲劳分析[J].振动与冲击，2011（9）.

作者简介：

李海玉、男、1970年7月、助理工程师、工作于河南锦达建设有限公司

郭怀兵、男、1977年10月、助理工程师、工作于河南锦达建设有限公司