幕墙用不锈钢材料的选型分析与焊接工艺

于金卓 王亚微

浙江亚厦幕墙有限公司沈阳分公司 辽宁 沈阳 110000

引言

不锈钢作为幕墙的面板材料，主要利用了不锈钢的耐腐蚀、高强度、金属质感、长寿命、低维护成本以及可循环使用等特点。

1 幕墙用不锈钢材料的选型分析

作为幕墙结构中使用的不锈钢材料，最主要的性能是耐腐蚀性和力学性能。

在耐腐蚀性方面，按照GB/T 34472—2017给出的耐点蚀当量计算公式（详见该规范的附录A），可计算用于建筑幕墙的相关不锈钢材料的耐点蚀当量。

在力学性能方面，根据JGJ 102—2003《玻璃幕墙工程技术规范》的5.2.4条，拉杆和拉索的不锈钢锚固件、连接件的抗拉、抗压强度设计值fs应按其屈服强度标准值σ0.2除以系数1.15采用，抗剪强度设计值可按其抗拉强度设计值的0.58倍采用。因此，选型时对强度值的比较应以σ0.2为基准[1]。

2 幕墙用不锈钢材料焊接工艺

2.1 焊接工艺

（1）焊接标准。任何焊接操作都必须有一套相应的技术标准和焊接规范支持，焊接各种不锈钢零件也是如此。通常，在不锈钢连接件的焊接过程中，我们需要控制许多相关的参数，如焊接电流和焊接电压等。而这些控制参数的正确设置取决于相应的国家标准、技术规范和焊接工艺规程的制定。一旦没有按照相关标准设置焊接参数，将直接导致不锈钢产品在焊接过程中出现焊接变形、未熔合或裂纹等缺陷，严重影响整个产品的焊接质量和使用性能。

（2）焊接方法。在目前的电焊行业中，各种不锈钢零件焊接过程中使用的焊接方法主要有氩弧焊、电弧焊、气体保护电弧焊等。这些焊接方法对各种不锈钢构件的耐热变形有不同的影响，但主要的变形原因基本上是由于焊接时产生的热输入，很可能导致不锈钢金属构件焊接引起的热变形。为了完全避免构件的不合理焊接方法造成的严重变形，需要根据不同构件的使用功能选择合适的焊接方法，快速完成构件的焊接加工。选择最合理的构件焊接方法，可以有效避免这种变形问题的频繁发生。在焊接过程中，整个构件的焊接应力系数可能会发生很大的变化，这种应力变化也可能直接导致构件的变形，依靠上述两种方法可以有效避免。

（3）焊接参数。焊接工艺参数主要是指焊接时选定的物理量，包括：焊接电流、电弧电压、焊接速度等。焊接电流、焊接电压和焊接速度的变化，将直接导致热输入的高低变化，它将直接对各种不锈钢产生焊接高温变形。在实际焊接操作过程中，应严格按照焊接工艺规程设置焊接参数，控制焊接热输入的大小，焊接参数的变化将直接影响整个焊接零件的质量，一旦焊接参数控制不当，很容易发生不锈钢的焊接变形。

（4）焊接顺序。在不锈钢焊接过程中，焊工需要合理控制焊接顺序。一旦焊接顺序出现问题，就会导致不锈钢部件承受的应力出现问题。如果应力过大，不锈钢结构会严重变形，影响最终质量。因此，为了有效避免变形问题的发生，焊接施工人员必须严格按照标准化的流程和顺序进行操作。同时，由于不同不锈钢构件的焊接顺序不同，在实际焊接过程中，焊接施工人员应做好充分的准备，将不锈钢焊接变形问题的发生概率控制在最低限度，以保证后续操作的顺利进行，有效保证焊接产品的质量水平。

（5）构件定位与固定焊。在焊接过程中，构件的定位和固定焊也会对其变形产生很大影响。

在构件焊接中，正确的定位可以说是非常重要的，其次是固定焊。如果两个焊接步骤偏差较大，没有按照焊接工艺标准完成，很有可能是导致被焊接部件各部分焊接应力不均匀，导致二次焊接时部件有轻微变形。而且如果这两个操作步骤之间有巨大的误差，那么一个组件的正常使用也可能对其产生非常严重的不利影响。根据目前我国焊接行业发展的分析，由这一技术原因导致的大规模焊接结构变形占据了绝大部分。

2.2 焊接变形控制

（1）焊接前的控制。根据不同种类的不锈钢焊接构件的焊接功能和使用要求，在一些有针对性的焊接操作中，我们需要仔细分析各种不锈钢焊接构件的具体焊接功能和要求，选择最有利的焊接施工工艺，然后考虑焊接操作中可能容易出现的一些问题，从而正确制定有效的预防构件焊接变形顺序。而对于这种良好的焊接变形预防措施，需要能够随时处理焊接应变，这是根据实际施工焊接各种不锈钢构件之前的准备工作。此外，可能需要一些小的具体措施来解决各种不锈钢板焊接构件的变形问题。根据不锈钢焊接构件的不同，焊接可以固定安装，所有焊接可能导致焊接变形的地方都可以严格控制。

（2）焊接过程的控制。在这个焊接过程中，它是焊接过程中唯一能使不锈钢完全变形的主要控制因素。该因素在焊接前得到充分控制后，可以有效降低不锈钢焊接过程中变形的可能性。然而，在不锈钢的实际焊接过程中，及时进行严格的质量控制是非常必要的。不锈钢的焊接过程可以结合高温加热前后的随机跟踪激冷、随机点焊和两侧轧制进行，可以有效控制焊接不锈钢板在焊接过程中的变形，找出与实际焊接不锈钢一致的变形，必须及时补救，以保证不锈钢焊接过程的有序正常运行。

（3）焊接后的矫正。整改对于某些不锈钢工件，焊接完成后，如果施工人员发现焊接后某些部位有严重的焊接热变形或焊接时效变形，则必须立即进行焊接整改后的工作。对于焊接零件中一些容易因高温而变形的焊接区域，可以直接使用具有可压缩性、不易变形的焊接工装，快速抵消焊接变形的严重现象[2]。

3 结束语

综上，在幕墙面板的选材上，要结合不锈钢材料的耐腐蚀性与力学性能，综合选择不锈钢的类型，在焊接工艺上，结合质量要求，对焊接参数进行合理控制，并对焊接变形进行合理控制。