浅谈钢结构焊接施工工艺

裴喜军 武静静 武进伟

摘要：近年来在建筑工程施工中，钢结构在建筑工程结构中应用较为广泛。在钢结构施工过程中，对其施工工艺具有较高要求，特别是钢结构焊接施工过程中，需要掌握焊接工艺的要点，严格对焊接环节质量进行控制，确保钢结构性能更好的发挥出来。

关键词：建筑施工；钢结构；焊接工艺；操作技术；质量检验

引言

随着社会的进步和科学技术不断创新，不论是在物理、化学、冶金，还是在电子、计算机等领域，新技术、新设备、新材料不断被发现和使用，作为主要的钢结构连接技术—焊接技术，在我国的建筑钢结构建设过程中发挥着不可替代的作用。根据相关的资料显示，在建筑领域一半以上的钢结构在使用前都需要进行必要的焊接处理加工，由此可见，为了实现钢结构技术在建筑领域的快速发展，以及钢结构在建筑方面的质量保证，不断提高钢结构的焊接水平就显得尤为重要。本文主要结合实际操作过程，对钢结构焊接工艺进行详细的论述。

一、建筑钢结构焊接施工工艺的特点

（一）钢结构特点

建筑结构造造型的变化，促使钢结构类型也变得多种多样，例如，当前存在大量的由较为复杂的大跨度组成的结构，逐渐以管状结构为基础，并逐渐成为一种趋势。现阶段的钢结构自身的结构逐渐复杂，并加大其钢板自身的厚度，促使其全面发展，在优化过程中，从传统的低碳钢等发展为新型的材料。

（二）焊接施工难点

除了上述的钢结构以外，焊接施工中还存有以下几个难点：（1）成品返修困难、工作量大；（2）施工环境危险系数大；（3）施工中天气因素影响大；（4）施工中辅助工作任务量较大；（5）焊接过程中工件容易发声变形；（6）施工空间限制施工进行；（7）在实际的焊接过程中，可能出现焊接撕裂情况，并引发更严的情况。

二、建筑钢结构主要焊接施工工艺的应用

（一）高强钢焊接技术

在选择焊材时需要强度相互匹配，即焊接材料熔敷金属的强度、塑性和冲击韧性需要保持在母材标准规定的最低值之上，同时焊接接头各项性能也要求要达到母材标准规定的最低值。在针对厚板进行焊接时，焊材选配时要根据厚度效应后的强度来进行匹配，对于节点拘束度较大的情况，则可以配用低强焊材。所选择的焊材要具有较好的韧性，特别是对于焊缝及热影响区部位，焊材的韧性要求达到钢材规范的要求。

在具体焊接开始之前，需要对最低预热温度进行确定，通会会采用裂纹试验来对最低预热温度进行确定，利用硬度控制来确定焊接线能量。在最低预热温度确定时还要需要根据裂纹敏感指数、板厚范围、拘束度等级、溶敷金属摭展氢含量、接头热输入和冷却时间、钢材特定曲线图等相关参数的情况做为参考。在具体焊接过程中，可以通过对焊接电流、电压、焊接速度和熔敷金属的冷却时间来控制热输入和冷却速度。对焊缝中各化学元素的质量百分比进行控制，选择优质碱性低氢焊材，并利用有效的操作方法来对溶池金属进行维护。具体焊接时要选用高能量密度和低热输入的焊接方法，以此来对应力和变形进行有效控制，尽可能的减小焊接坡口的角度和间隙，有效的减少熔敷金属填充量，利用对称和轮流方法进行施焊，当焊缝较长时，可以分段或是多人同时施焊。具体焊接过程中为了防止变形和应力集中情况发生，可以采用跳焊法进行焊接。

在焊接高强钢时，需要充分的考虑钢材自身的强化机理和供货状态，并对其性能要求进行综合考虑，从而合理选择焊接材料和试验方法，利用合理的焊接工艺来进行具体的焊接作业。在具体高强钢焊接过程中，需要采取有效措施来降低其发生冷裂的倾向，严格对层间温度和焊接线能量进行控制，尽可能的避免发生接头弱化的情况。

（二）低温焊接技术

1.焊接材料的选取

由于是在低温环境中进行焊接作业，所以为了更好的完成焊接任务，应该尽量选取氢含量较低的焊接材料，并且对焊接材料进行必要的烘焙以及保温措施。

2.焊接前的防护措施

为了达到尽量减少热量的损失，可以在进行焊接作业的地方构建相应的保护房，从而形成相对密闭的空间。如果条件不允许构建防护房，也可以采取其他一些措施来起到防护热量损失的作用。在进行一些气体保护焊接操作时，气瓶也要进行必要的保温措施。

3.对焊接质量的控制

（1）预热和层间温度。相比较于常温条件下的焊接预热，低温焊接时的预热温度要稍高，并且需要预热的区域范围较大，通常情况下是焊接点周围大于等于两倍钢厚度的范围，并且这一范围不小于100mm。焊接层的温度通常要高于预热温度，或者是不低于相应规定中的最低温度20℃，二者之间取较高温度者；（2）采用合理的焊接方法。尽量使用窄摆幅，多层多道焊，严格控制层间温度；（3）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、钢结构焊接变形的预防方法

（一）焊材选配原则

（1）强匹配。强节点弱杆件：焊接资料熔敷金属的强度、塑性、冲击韧性高于母材标准规定的最低值。焊接接头（焊缝及热影响区）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。

（二）电渣焊焊接时的注意事项

實际上，当前的电渣焊属于一种自动焊，主要被应用在当前的高强度结构钢上，满足实际的需求。在实际的操作过程中，工作人员应结合实际情况，对相关的电压、电流、熔缝以及熔宽进行合理的选择，并保证其符合实际的比例，例如，在实际的焊接过程中，起弧段的电压较高，因此，工作人员应结合实际，在以焊接透彻的基础上，进行合理的调整，将该电压进行降低，并结合实际，随时进行调整，并保证焊接的速度符合实际的要求，通常情况下，其送丝速度最佳为200～300m/h，造渣过程则选择为200m/h，以满足实际的需求。

结语

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。

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