浅论建筑钢结构焊接关键技术

孙国庆 承德中天建设工程检测试验有限公司

在建筑工程的整个施工过程中，钢结构施工技术属于主要施工工序，占有重要地位。在实践中，钢结构问题的成因呈现多样化发展的特点，其中最常见的是响应焊接问题，包括焊接工艺、焊接水平、焊接设备、环境控制等，所以，想要做好焊接工作的质量和安全控制工作显得尤为重要。但是，在实际使用过程中，依然存在很多管理方面的问题，影响到钢结构焊接质量，所以，做好施工现场的有效把控，明确钢结构裂缝产生机理，才能对症下药，全面做好相应控制工作。

一、建筑工程钢结构焊接技术存在的问题

（一）焊接技术与原材料存在的问题

随着国内经济的快速发展，工业领域得到了很大的提升，钢结构建筑工程类别也在逐年增加，各种先进的钢结构焊接技术得到了发展。焊接技术的进步促进了建筑钢结构工程的健康发展。目前，我国的焊接技术虽然很多，但仍存在很多缺陷和不足。

（二）焊接过程中的局部变形现象

一般钢结构焊接施工过程中，施工原材料刚性不达标或原材料纹理不对称，导致焊接完成后钢材局部收缩，会造成整个钢结构变形不对称。另外，在焊接过程中，如果不加强焊缝处理，钢材的收缩也会不对称。其次，如果焊接工人没有严格按照相关标准操作，施工工人的误操作会造成钢结构局部变形，导致应力集中，对钢结构的应用会产生非常严重的影响。因此，工人们应该迅速选择有针对性的措施来应对。要想有效控制局部变形，工人在设计焊缝时要保证焊缝能够均匀分布，这样可以有效缓解局部变形的发生。在不熟悉焊缝的过程中，要尽可能减少焊缝的交叉现象，焊缝的展开不宜过密，可有效避免局部变形的发生。在钢筋焊接过程中，工人需要加强一次焊缝和二次焊缝的区分。焊接过程中，先焊关键焊缝，再焊二次焊缝。

（三）钢结构焊接缝成形较差

焊缝成型较差主要是指焊缝的不均匀性和一致性，焊缝的不良性，焊缝与母材，焊缝不均匀之间无平滑变化。焊接不良的主要原因如下：焊接参数不合适会导致电流过大或过小，钢结构的装配面积不相等或成角度。焊接倾斜不当中间棒的速度不合适会导致电极过度摆动，不正确的焊接角度会导致不良的焊接问题，为了避免施工中钢结构焊接质量差，焊接角度，钢结构断裂和缝隙差的问题，应严格按照施工图进行钢结构的组装。在进行焊接作业之前，应擦洗和清洁焊接作业的凹槽，以去除灰尘和污垢。

（四）焊接出现变形

一是侧弯扭曲，出现侧弯的原因很多，实际上，主要原因是施工组在组装过程中或部件的组装之间没有设置相应的平台。工艺流程提升点将引起横向弯曲。变形是焊接的一种特征，主要原因是钢接头，接头和间隙不足，而且对于某些钢性较差的零件也是如此，当加固不好扁平时就会引起变形。

二是局部发生变形，发生局部变形首先是由其自身组件的问题引起的，例如，部分的强度太小并易于收缩，这也是在操作过程中发生的人为操作问题，最后处理中由于应力集中的分布和焊接位置不均匀而导致焊接过程中所出现的问题。

（五）焊接咬边问题

大多数钢结构的下部是指由于焊接过程中的异常焊接而使焊缝两侧的基础材料熔化的现象。钢结构焊接中咬扣的主要原因有很多：焊接电流太多，焊接零件太多，焊接之间的移动轴角度不合理，存放时间长和导轨过长。但是应力集中发生在切削位置但是，在明确调整焊接角度的同时，也降低了支撑钢结构的重量和疲劳强度的能力，应采用电弧焊的焊接方法，以免焊接太快。

（六）焊接表面气孔

焊接表面上的气孔通常是指出现在焊管表面上的气孔，因为焊池中的气体在焊接过程中不会完全逸出。但是，在焊接面上形成气孔的主要原因是熔池被冻结，在焊接过程中没有采取防风措施，导致熔池与气体混合[1]。在焊接过程中没有进行正确排空，或者没有对焊丝进行清洗，使用氩弧焊时温度没有足够，对气流的控制不当保护，会导致保护效果差从而避免不了钢结构焊接表面的气孔，焊接前应根据施工质量要求和防风措施，快速清洗金属焊缝，并排空焊丝和焊条。对应的在焊接过程中，应注意控制焊接速度，了解电弧，起弧，移动钢筋以及正确使用技术。对于表面上的多孔焊接缺陷，应使用机械研磨来消除缺陷并修复焊缝。

（七）焊接夹渣

大多数夹渣整合是指在焊接项目建设过程中，将焊缝或其他杂质固化后进入熔池的焊接现象。焊渣的问题主要归因于以下原因：未清洁焊接零件或未清洁焊接层之间的涂层，这会导致碎屑进入熔池并在此过程中熔化。焊接角度结构，焊接层厚度不当，如焊接速度控制不当，熔池中的熔融杂质不会浮出熔池并及时结冰，这会引起炉渣整合的问题。为了避免焊接过程中熔渣整合的问题，需要在接缝周围1到1.5 cm的范围内仔细压碎钢结构。焊接之前，请检查电极的质量并烘烤。对于钢结构的焊接，应使用最短的电弧焊，并严格控制电流参数和焊接速度。焊接工程对于规模较大的，可以采取挖补一些措施。

（八）焊接开裂

焊接完成后，大部分开裂的原因是热应力引起的，高于冷却过程中材料的强度[2]。裂纹的焊接是严重的质量缺陷，焊接的主要原因破损如下：电极材料的质量不具有超出塑料成型标准的硫或磷的特性和含量。不足降低硬化后的塑性和强度，对于焊接裂纹的避免，在钢结构焊接过程中应遵守严格的焊接要求，在施工应严格控制和选择焊接工艺参数。焊接电压电流在选择正常制造商生产的焊条时，应选择正规的焊条，以确保焊接材料中的杂质少，在施工前应清洁和固化。另外，使用低多层焊接目前能够控制裂纹。

二、建筑钢结构焊接关键技术措施

（一）合理控制焊接材料的质量

随着新技术、新材料的不断涌现，气体保护焊等技术受到广泛欢迎，至此，焊接技术进入了另一个发展阶段。在提高焊接效率、保证焊接质量的同时，还有效缩短了工期，节约了施工成本，实现了经济效益和社会效益的统一。由于建筑钢结构焊接作业的技术类型很多，在应用不同的焊接技术时，所需的材料有很大的差异。此时，要求我们相关工作人员从实际出发，根据结构施工现场的具体焊接情况，选择合理的焊接材料，实现焊接工艺的整体优化和布局，满足建筑结构整体性和安全性的发展点，不断提高施工效率，达到预期效果。需要注意的是，在焊接过程中，要有效选择与钢结构相匹配的焊接材料，在强度和韧性方面做全面的测试和检验，不断提高施工效果。

（二）有效提升焊接的质量

在钢结构的焊接过程中，焊接裂纹现在比较常见。为了减少这种情况的发生，有必要以实践为基础，逐步提升焊接质量，实现焊接工作的优化更新。因此，在焊接过程中，为了降低裂纹现象的发生概率，必须要对裂纹状况有一个大致的了解，并且根据实际情况着重找出其中存在的问题重点，由此来实现对于焊接工作的改良。这样一来也就加大了工作人员的工作压力，在工作过程中需要其按照标准来实现焊接工作的优化，减少裂纹现象的出现。

（三）焊接变形控制要点

钢结构的焊接质量应以控制焊接变形为重点，采用先进工艺，严格控制焊接顺序。在交叉接头、t型接头和对接接头的应用中，对于较易翻转或具备有利放置条件的构件，可开展双面对称焊接，对于属于对称截面的构件，焊接可围绕对称于构件中性轴开展。如存在对称于连接杆件的构件节点，对称焊接可围绕节点轴线对称轴开展。焊接施工需严格按照一定顺序开展。对于较长的钢结构焊缝，应优先采用多人对称焊接法、跳焊法、分段退焊法等焊接方法。在构件焊接过程中，为实现收缩和变形的有效控制，还可以采用预置反变形法或开展预留焊，反变形量和收缩余量可基于针对性的试验或计算确定。在装配焊接构件的过程中，焊接依照有大到小的顺序有条不紊的开展，接头拘束可得到有效控制。在进行材料测试时，有必要检查数据，及时 记录数据并记录测试结果，以免出现偷工减料的现象。根据建筑材料的具体型号，特性和位置，选择相应的焊接工艺[3]。焊接结束后，在焊接现场检查焊钉的弯曲程 度，检查焊缝是否属于同一类型，如果有缝隙，则必须进行焊接维修。同时，施工人员需要建立一套标准体系，以限制和检查钢结构的焊接，及时发现问题并解决问题，以在最大程度上保证钢结构焊接的质量是符合响应的国家标准的。

（四）钢结构焊接过程管理现代化、智能化

钢结构焊接施工中先进的焊接技术离焊接项目质量保证也差得远。焊接的质量保证取决于整个焊接过程的科学管理。此外还要推进钢结构焊接过程管理智能化，根据报告显示，欧美的一些发达国家的大多数焊接技术已被人们所理解，许多工程建设中都引入了智能焊接设备，智能焊接设备具有很多优势。不仅焊接但是自动化程 度很高大量节省了人力和物力，并带来了显著的经济效益。大多数中国行业仍采用传统的手工焊接技术，只有少数几个获得主要的工程链接，智能，低焊接效率和人员素质差异会导致工程质量差异很大。随着项目质量要求的不断提高，有必要将高精度和高质量的焊接技术应用于实际的焊接项目，因此在中国使用智能焊接技术是一项工作。

（五）焊接工艺创新化

钢结构具有识别传统材料所不具备的大型建筑项目的功能，因此可以在建筑行业中广泛使用。要意识到这一特殊功能，就需要先进技术以及先进的焊接和切割技术的支持。传统产业不断创新，将极大地提高各种产业的生产率，尤其值得注意的是，一些发达国家的建筑业在切割焊接材料方面取得了成功。机器人使用施工效率大大提高。

（六）提高焊接技术人员的综合素质

世界上每个国家都非常重视焊工的培训。例如：德国制定了DIN8560“焊工评估标准”日本制定了JISZ3801“R手工焊接方法评估方法和评估标准”欧洲发布了EN278-1“焊接机测试”美国焊接。建立了ANSI/AWSD11，“钢结构焊接要求”。中国也非常重视对该部门前焊工的培训和考试。筑钢结构的焊接技术人员上岗前都要经过培训和考核，持证上岗。

三、结语

在社会的不断发展变化下，建筑行业本身迎来了更好的发展机遇，而在这种环境下，对建筑行业提出了更高的要求，因为只有做得更好，才能被时代所接受。至于建筑钢结构焊接技术作为建筑工程的重要架构，相关单位就必须要对其予以足够的重视，当然这也是现代建筑工程的主要需求所在。故此，本文也对此做出了相应探究，重点分析了当期阶段钢结构焊接过程中存在的问题，并且提出了相应的防治方案，以此来实现焊接技术的优化，通过不断优化施工理念，降低安全事故，提升钢结构焊接质量，进而满足现代建筑行业的需求。