建筑工程中钢结构安装焊接施工技术

2022-11-03王云玲

建材发展导向 2022年21期

王云玲

（山西六建集团有限公司，山西太原 030006）

随着我国城市化建设发展速度不断加快，建筑工程施工规模也在不断扩张，同时在建筑结构构成形式上也越来越多样化，是整个城市建设发展的重要基础保障。由于我国建筑产业的不断向前发展，在建筑结构构成形式上越来越多样化，传统形势下建筑工程主要是以现浇混凝土结构为主，但是随着人们日常生活和生产工作要求的不同，钢结构建筑工程受到了人们广泛关注和使用，钢结构相比于传统的混凝土结构，有着自身独有的使用优势，主要体现在钢结构工程施工效率更快、经济成本投入量更低，同时整个建筑体的结构稳定性也可以得到保证，可以实现良好的施工经济效益，同时可以满足人们一些特定的使用空间要求。在建筑工程钢结构施工过程中，钢材料的安装焊接施工是其中非常重要的施工技术环节，直接关系到整个钢结构建筑的质量和后续使用的安全性。因此，工程施工单位需要对建筑工程钢结构焊接施工技术，以及相关施工工艺流程进行全面了解，不断提高钢结构的焊接施工质量，保证人们的生活和生产工作安全。

1 钢结构建筑分析

1.1 钢结构的概念

钢结构具体而言，主要指的是使用一些特制高强度的钢材料作为建筑的主体结构，是我国建筑工程施工当中比较常见的类型之一，钢结构建筑相比于传统的建筑结构构成形式存在比较明显的不同，在对一些规定型号的钢板和钢材料加工完成之后，需要对不同钢构件进行焊接和加固处理，组成整个建筑主体结构。现阶段，随着我国建筑产业的不断向前发展，在各大房屋建筑工程施工、工业厂房桥梁工程施工当中，对于钢结构的使用非常普遍，在实际施工过程中要求工程施工单位，必须要不断提高施工人员的专业技能，特别是对钢结构安装焊接施工技术需要进行全面提升，要有效保证钢结构的安装焊接施工质量，并且配合使用铆钉等各种材料，对整个钢构件进行充分加固，以此来提高整个建筑钢结构的抗形变能力以及抗震效果。

1.2 钢结构建筑特征分析

相比于传统的建筑工程施工材料，比如混凝土和木材等，钢材料在建筑工程施工当中的应用优势表现非常明显，主要体现在钢材料的强度相对较大、质地较轻，并且材料的运输工作更加方便快捷。不但如此，因为钢结构在施工过程中具有更高的跨度和施工高度，因此在一些大跨度的工业厂房等建筑工程施工当中应用非常普遍。钢材料具有的塑性和韧性效果非常明显，在针对建筑体实施钢构件搭建工作之后，可以全面提高整个建筑主体结构的抗压能力以及抗震效果，同时钢材料还具有良好的密封效果。现阶段，在我国各大钢结构建筑工程施工当中所使用的焊接技术方法，已经可以实现完全密封钢结构，可以防止出现水体渗漏等情况。钢材料具有较高的生产效率，各种钢构件生产成品的精度相对较高，并且可以迅速对其进行拼装，可以最大程度上缩短工程施工周期，同时钢结构还具有一些特殊的使用性质，主要包含外钢部分具有良好的耐热性效果，同时钢材料的耐腐蚀性相对较差。钢材料属于一种可回收再利用的材料，因此在钢结构建筑工程施工当中，可以有效控制大量建筑垃圾的产生，如图1所示。

图1 钢结构建筑

1.3 钢结构建筑的性能分析

通过钢结构作为建筑的主体结构，可以实现良好的建筑保温以及节能化作用，相关施工人员通过将保温隔热材料直接加入到墙柱内部，并且将保温材料直接涂抹在外墙部分，以此可以保证整个墙体的传热效率降低，实现良好的室内保温效果。一些轻型的钢材料耐火等级相对较低，相关施工人员通过使用防火石膏板，将其直接粘贴在钢结构的墙壁或者是楼顶位置，同时建筑墙体当中需要使用隔热材料，可以有效起到良好的隔热和防护作用。为了实现将建筑体内部的噪音污染问题进行有效控制，工程施工单位在钢结构施工当中，可以使用一些玻璃棉材料填充在墙体内部，可以保证声音的传播程度得到有效控制，进而提高整个建筑体的隔音效果。

2 建筑工程钢结构安装焊接施工技术要点

2.1 焊接施工前的准备工作

在建筑钢结构安装焊接施工正式开始之前，需要有效做好前期的各项准备工作，具体内容包含以下几个方面：第一，由于钢结构焊接在操作上难度相对较大，因此钢柱安装和焊接工作过程中，需要先为施工人员搭设相应的工作平台，保证焊接工作人员可以在工作平台内部自由活动，保证施工人员的安全性。第二，在正式开始焊接安装施工前，需要对所使用的各种焊接设备材料进行准备，同时需要对材料和设备质量进行严格控制，结合不同的材料焊接位置以及工作量大小不同，有效做好设备和材料的准备工作，如果焊接工作任务量相对较大，则可以通过采取二保焊处理工作方法来进行施工，同时需要对焊接安装施工中的相关辅助设备进行配备。第三，在工程施工准备工作过程中，不能忽略社会人员的安排工作。在钢结构建筑工程施工当中，每一个施工环节的施工要求需要保证符合建筑施工标准，对一些工作能力较强、工作认真负责的人员进行选拔，同时钢结构焊接人员要求身体素质和焊接专业能力更好，为后续的钢结构焊接和安装施工打下良好的基础。

2.2 钢结构焊接工作材料选择

选择合适的焊接工作材料，是保证钢结构焊接工作质量的重要基础，因此在具体的焊接工作当中，相关焊接工作人员需要遵循以下几个方面共同原则。

第一，在焊接材料的选择上，钢材料必须要具有更高的强度、韧性以及疲劳性，并且要保证钢结构的焊接性能优良，以此才可以充分保证钢结构的焊接工作效果，同时提高后续钢结构的整体稳定性。在焊接材料的选择工作中，必须要考虑到材料的强度大小、韧性大小以及成分构成等相关因素，所选用的焊接材料和被焊接材料的母材，需要具有相似的焊接性质，防止出现焊接材料和焊接钢材之间存在不相容的情况，造成整个焊接工作质量不符合标准。在焊接厚度较大的钢板过程中，由于焊接工作材料的冷却速率较快，在焊接工作中经常会出现焊接应力过大问题，会直接造成焊接材料表面产生不同程度的裂纹，为了有效防止这一问题的产生，在正式焊接工作之前需要做好相应的预热处理工作，同时在焊接工作完成之后需要进行常温冷却处理，有效改善焊接头的结构构成，并且提高焊接缝的整体工作性能，有效提高HAZ的整体工作效果。

第二，在针对钢结构形状比较复杂，或者钢体厚度较大的材料进行焊接过程中，必须要选择抗开裂能力更强的低轻型焊条材料。由于焊接金属在冷却工作中会形成较大的收缩性的问题，进而造成了焊接材料产生了不同程度的裂缝。因此，为了有效解决裂缝问题，对钢结构所产生的质量影响，必须要保证焊接缝所产生的收缩应力达到一种平衡性状态，同时在焊接工作中需要在对应的焊接工作位置，保证所产生的不同方向应力可以相互抵消，以此来保证钢结构的整体焊接稳定性。

第三，在针对一些低合金钢材料进行焊接工作中，如果低合金钢铁材料的强度大小不同，则需要依照实际的焊接工作状况，对焊接材料的性质进行有效的选择和控制，有效提高低合金钢焊接工作程度，以此来保证整个钢结构工程的焊接工作安全性。

2.3 钢结构节点和焊接缝的检测分析

在前期的各项准备工作结束之后，则可以进行后续的钢结构正式焊接作业，在实际焊接工作当中需要根据钢结构的施工设计工作要求，以及具体的安装施工内容，对钢结构的焊接方法进行合理选择，在焊接工作当中主要的工作目标，是对焊接结构当中的各个构件进行充分连接。比如，钢柱之间的焊接钢梁和钢柱之间的焊接，以及其他附属钢构件节点位置焊接处理等，在实际焊接安装施工当中，不但要求焊接钢结构的一些关键性位置，同时还需要有效借助使用一些高强度的螺栓，对钢梁和钢板等进行加固处理。由于钢材料都具有一定的厚度，因此在正式开始焊接工作之前，需要采用全熔透焊的焊接工作方法，有效保证钢材料焊接完成之后的稳定性。不但如此，相关施工技术人员需要全面检查焊接缝位置的质量情况，通过实验检测避免出现缺焊漏焊等问题，在进行实验检测分析工作过程中，如果发现其中存在一些缺陷和异常情况必须要及时进行修复，避免对后续整个钢结构的稳定性造成不良影响。针对焊接缝位置的检查工作，通常情况下会使用超声波探伤设备来进行操作，准确查明探伤的具体位置以及焊接工作过程中的一些缺陷问题，保证焊接缝和钢结构之间的对接符合施工要求和标准，如图2所示。

图2 结构节点和焊接缝的检测

2.4 钢结构焊接施工顺序和施工工艺分析

在钢结构安装施工过程中，对于焊接施工作业必须要遵守特定的操作流程和施工顺序，需要有效结合建筑工程施工过程中的不同形式以及不同的施工特征，对整个工程施工流程进行合理编排。不但如此，在进行焊接施工作业过程中，需要对钢构件焊接的对称效果进行有效控制，结合这一施工目标有效保证钢构件的焊接工作质量。对于钢结构的焊接工作内容，需要对整个焊接工作顺序进行严格控制，并且需要配合使用高强度螺栓，对各种钢构件进行充分加固。在完成焊接处理工作之后，需要将加固的高强度螺栓进行充分拧紧，以此来满足钢结构的整体稳定性要求。在钢结构焊接工作过程中，整个焊接工作顺序需要遵循由上到下，需要先进行建筑结构的上层梁位置，依次对柱脚板、下层梁托架以及中层梁等位置进行焊接处理，最后需要检测焊接工的质量。在实际焊接工作过程中，可以先对钢柱之间的连接位置进行检查，然后通过上下中等三个不同的位置对其实施焊接处理，在焊接工作过程中，可以使用同时焊接的方法，提高焊接工作效率，但是对于同一个钢梁当中两端实施焊接不能同步进行。在焊接横梁钢构件过程中，通常使用的是由下边缘到上边缘的焊接顺序方法依次逆时针进行，梁体位置焊接处理、焊接工作形式和焊接顺序多样化，需要结合不同的焊接工作部位，提出针对性的焊接处理工作要求，有效保证整个钢构件的施工工艺的科学性与合理性。

3 钢结构现场焊接质量控制工作策略

3.1 加强焊接工作人员的专项技能培训工作

在钢结构现场焊接工作过程中，材料焊接工作质量和相关操作人员的专业技能水平，直接影响到整个钢材料的焊接效果和稳定性，因为每个工程项目施工原材料和材料的结构构成特性各有不同。在正式开始施工之前，即使是持有有效的焊工证件的工作人员，也必须要事先展开具有针对性的专业焊接技能培训工作，保证工作人员可以充分了解作业现场的环境条件以及焊接材料的特性。

3.2 原材料质量控制

钢结构构件的原材料质量，直接关系到后续的焊接质量和成型效果，同时也是保证钢结构厚钢板现场焊接效果的重要基础，因为厚板现场焊接工作当中，普遍存在应力偏大的特点，在现场焊接工作之前，工程施工单位需要对焊缝坡口位置两侧区域100mm范围之内展开超声波探伤处理工作，有效保证焊接缝的整体处理质量和效果，如图3所示。

图3 焊接缝处理

3.3 提高焊接施工作业的环境质量

由于项目工程施工现场的厚板焊接填充量相对较大，通常情况下需要对焊接缝的数量进行有效控制，尽可能保证一条焊接缝完成整个焊接工作，防止中途产生焊接中断问题。因此，在现场焊接工作当中，需要设立起专用的焊接工作平台，同时需要搭设其专用的防护棚，要求在工程施工现场的焊接位置，使用特制型号的钢架结构和脚手架结构展开钢管搭设施工，同时平台的底部位置需要铺设跳板。在焊接工作过程中需要在周围踢脚板位置进行清理工作，防止一些小部件物体的脱落。在焊接平台的周围和顶部区域，需要通过使用防火材料来搭设防护棚，并且需要保证防护棚的顶部不透风，周围不存在漏水情况，可以承受外部较大的荷载作用力。

3.4 对焊接顺序进行有效控制

在建筑工程钢结构焊接工的现场，因为厚板焊接工作当中的热输入量相对较大，同时焊接收缩量也相对较大，对于其中一些独立的结构构架。比如，钢柱结构可以通过使用双向对称焊接方法保证焊接工作质量，有效防止钢柱焊接工作完成之后，垂直程度超出预先设定的规范要求和标准，对于比较复杂的横架现场焊接工作而言，需要保证横架整体拼装工作完成之后，再进行后续的焊接工作，整个焊接工作顺序需要从中间位置向四周展开，同时尽可能防止周边位置形成较大的约束作用力和影响。

3.5 全面加强焊接工作过程中的变形监测工作

在钢结构的焊接工作过程中经常会出现变形问题，做好钢结构的变形监测工作非常关键。在现场焊接工作开始之前，相关工作人员需要事先了解钢构件的安装误差情况，合理运用焊接变形量，有效消除部分钢结构安装误差问题。对于其中比较重要的钢结构构件而言，为了有效防止焊接工作完成之后的变形量过大，在焊接作业工作当中需要对焊接结构展开变形监测工作，如果发现焊接构件变形量超标，需要及时调整焊接工作顺序，或者对焊接工作速度进行有效控制，以此来有效保证最终的钢结构焊接工作质量和稳定性。