建筑工程钢结构焊接施工技术探讨

姜宇

[摘 要]随着近些年钢结构的应用越来越广泛，钢结构的施工工艺越来越重要。焊接作为钢结构的主要连接方式，钢结构焊接施工技术对建筑工程质量起着重要的作用。本文将就建筑工程钢结构的焊接工艺进行讨论，结合焊接参数，对焊接工艺进行评定，以保证焊接技术质量。

[关键词]建筑钢结构；钢结构焊接；焊接施工技术

中图分类号：TU758.11 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）17-0232-01

1 钢结构焊接技术的基本情况

普遍高层建筑都是出于城市的中心，城市中心的施工普遍施工场地范围比较小，对于高层建筑的钢结构焊接技术而言，钢结构构件吊装是非常重要的一个安全措施，在钢结构构件吊装之前务必做好全面的进场、验收和堆放的安全措施，务必确保吊装过程当中不会出现意外。以往工程的钢结构构件的数量比较多，场地范围又比较小，所以需要堆积存放，这种情况之下，如果不对场地的构件堆放进行顺序的编排，那么在吊装的时候可能会出现吊装的构件放在堆积的最底层，这就会导致构建的多次翻运，导致构件存放混乱，进而导致吊装工程延误整个工程的施工时间。

2 钢结构焊接的基本结构和难点

随着社会的发展，人民对建筑的美观度要求越来越高，对此，各种新颖的建筑创意层出不穷。其中结构大、层数高、外观雄伟的建筑越来越多，这类建筑对视觉的刺激非常有效，因此人们越来越喜欢这类大型建筑。在这些建筑满足人们审美要求的时候，也带来了许多的问题。这类大型建筑往往结构比较复杂，节点重叠率非常高，接头对接形式也比较多，对此钢材的钢结构焊接难度也就相对的非常高。在实际情况当中，例如水立方，水立方的结构就是典型的不对称，不规则，节点非常的混乱。再比如鸟巢，结构扭曲，节点重叠多。这些建筑往往能够给人们带来视觉的冲击感，但是施工难度也显而易见。

抗震的设计也是钢结构构件的主要质量标准。随着建筑的高度不断的增加，结构跨度不断的加大，框架梁、柱的连接都需要利用坡口熔透一级焊缝，100%的超声波探伤，对焊接质量的要求非常的苛刻。

3 建筑钢结构的基本结构形式及复杂节点

近年来我国的建筑对建筑结构、外观的要求越来越高，新奇的创意层出不穷，超高层、结构壮大、外观宏伟的大型建筑频频现世，强烈的视觉冲击效果使人们越来越青睐大型建筑。然而随之而来的问题也越来越多。大型建筑其钢结构较复杂，节点构造重叠，接头对接形式繁多，钢材的研发和现场施工中焊接技术难度越来越高。如国家游泳中心“水立方”的非对称、不规则球管节点；国家体育场“鸟巢”的空间弯扭构件多分支节点；广州歌剧院的树支状铸钢节点；广州电视塔耐候钢结构及深圳大运会超大型铸钢节点等。这些建筑在带来美轮美奂的视觉效果的同时，也以其施工的高难度著称。

随着建筑高度的增加、结构跨度的增大，抗震性能设计对主要钢结构焊接质量要求随之升高。框架梁与柱的连接焊缝、剪力板与柱的连接焊缝、梁腹板与柱的连接焊缝和柱的拼接焊缝等都是结构的主要部位，基本上都是坡口熔透一级焊缝，100%超声波探伤，对焊接质量要求非常高。

4 建筑工程钢结构焊接

4.1 钢结构焊接

钢材料焊接是指钢材通过加热或加压或两种并用，并且用或不用填充材料，形成熔融区域，熔池冷却凝固后形成材料间的结合的一种方法。焊接的能量主要来源有气体焰，电弧，激光，电子束等。

4.2 钢材料焊接参数

在焊接过程中，选择合适的焊接工艺参数，对提高焊接质量和提高生产效率来说非常重要。焊接工艺参数是指在焊接过程中，为了保证焊接质量而选定的诸多物理量。具体来说，主要有焊接电流，焊接电压（一般用电弧长表示），焊接速度，电源种类极性，坡口形式等等。当然，对于不同的焊接方法，焊接参数是不同的。

5 钢结构的焊接施工技术

5.1 焊接施工流程

施焊人员必须要熟悉图纸，做好焊接工艺技术交底，确保施焊人员执证上岗，明确焊工的焊接任务，然后进行现场验电，预热，后热温度试验确定等作业准备。

然后选择合适的焊接工艺以及合适的焊接参数，并通过焊接实验验证。焊接工作开始，对焊口进行清理，检查坡口等是否符合要求，检查定位焊是否牢固，焊缝周围是否有油污和锈污。对焊材进行预热和保温，然后按照既定的焊接参数进行焊接，焊接完成后，对焊缝周圍进行清渣处理，做好焊后保温工作，焊接完成。

5.2 焊材的选择和与钢材的匹配

与钢材的规定最低标准相比，焊材的金属强度，坚韧性，可塑性都要明显高于钢材本身，而且，在焊接接头的地方，各种基本性能指标都要与钢材规定的最低标准等同或比之更高；要保证焊缝的可塑性，钢材较厚时，要根据厚度选择合适的焊材；选择合适韧性的焊材，韧性好的焊材可以提高焊缝和热影响区的韧性，使之能够满足钢结构的受力要求。

5.3 焊接质量控制

3.3.1 对输入的热和焊接冷却速度进行控制：通过控制焊接电压，焊接电流，接速度以及熔融金属的冷却速度等来对焊接质量进行控制。

3.3.2 控制焊缝内元素组成进行控制：选择高质量的焊材，操作人员高超的操作手法和技巧，保证焊缝外观质量。

3.3.3 选择能量密度高的，输入热量低的焊接方法，对焊接应力与变形进行控制。

3.3.4 从钢材料的出发，考量各项技能的标准要求，选择合适的焊材以及评估焊接质量的试验方法，得出适合生产的焊接工艺，在焊接时，注意层间温度的控制，防止出现焊接接头弱化的现象。

3.3.5 焊工须持双证上岗，即安全上岗证、焊工合格证。且具有相应的施焊资历。

6 低温焊接的施工工艺

6.1 焊材的选择

在低温环境下进行焊接操作时，尽量选用氢含量较低的焊材，为了保证焊接质量，在进行焊接之前，对焊材进行烘干，采取保温措施

6.2 焊前的保护措施

在焊接操作的地方建构相应的保护房，使之形成相对密闭的空间。如果条件有限，可以采取其他措施来防止热量散失。在进行气体保护焊接时，对相应的气瓶也要采取一定保温措施。

6.3 低温条件下的焊接质量的控制

低温条件下的焊接预热温度高于常温条件下的焊接预热，并且预热的区域范围要大，一般情况下，焊接点的周围的预热范围是钢板厚度的二倍以上；另外，焊接层的温度要高于预热温度，或者是不低于20摄氏度，两者不一致时，选择较高的温度；选择合适的焊接方法，使用窄摆幅，多层多道焊，对层间温度进行严格控制；焊接完成后，要及时对焊接部位进行保温，要有利于氢气的散出，并且防止冷却速度过快而引起冷裂纹。

7 钢板较厚时的焊接工艺

在大型的建筑钢结构工程中，钢结构一般选用中厚钢板。厚钢板在焊接时重点要对因焊接产生的裂纹和变形进行控制。

8 总结

随着现代社会的进步和科学技术的不断创新发展，建筑工程中钢结构的焊接工艺与技术也在不断地完善和推陈出新，新的焊接技术的创造和应用，使得建筑钢结构焊接施工越来越简单和快捷，使得钢结构在建筑工程中的应用越来越广泛。在这种情况下，加强钢结构施工及焊接技术的研究和优化，是提高钢结构施工质量，保证整个工程质量的重要措施

参考文献

[1] 李荣，叶全胜，黄红万.焊接残余应力变形与矫正法[J].水利电力机械，2014，10（5）：10-12.

[2] 陈璐.深圳世贸中心大厦高层建筑钢结构施工技术[J].水利电力机械，2013，1（4）：1-2.