淺談鋼結構施工中焊接技術的應用

摘要：

本文主要從鋼結構焊接施工前的準備、鋼結構焊接的要點、鋼結構焊接過程中的常見問題及其原因探討、焊接技術新工藝的發展等方面進行分析和說明。

前言

由于鋼結構具有綜合力學性能高、焊接密封性能好、便于拆裝、重量輕、生產周期短等優點，因此在造船、航空、機械、運輸、水電、石油化工等行業得到廣泛的應用，焊接技術在鋼結構施工中發揮著巨大的作用，同時也存在著很多問題，研究鋼結構施工中焊接技術的應用是非常必要的。

1.鋼結構焊接施工前的準備

1.1焊接從業人員的要求

1.1.1進入施工現場前，焊工的合格證必須報監理審核，再由甲方發放統一的焊工上崗證。

1.1.2所有進入施工現場的焊工，應持有《特種設備焊接操作人員考核細則》中相關合格項目的焊工證，并在有效期內，無證焊工以及證件在有效期外的焊工不能進場。

1.1.3焊工焊接過程的控制執行公司企業標準一壓力容器安裝作業指導書《焊工資格控制程序》。

1.1.4所有特種作業人員包括焊接技術人員，質量檢測人員及無損檢測人員均應有國家專業機構考核頒發的證書。

2.焊接工藝

2.1焊接工藝評定

施工單位首次采用的鋼材、焊接材料、焊接方法、接頭形式、焊接位置、焊后熱處理等各種參數及參數的組合，應在鋼結構制作及安裝前進行焊接工藝評定試驗且試驗合格。采用合格的焊接工藝評定制定焊接工藝指導書。

2.2焊接作業條件

焊接時，作業區環境溫度、相對濕度和風速等應符合下列規定。當超出本條規定焊接時，應編制專項方案：

2.2.1作業環境溫度不低于-10℃；

2.2.2焊接作業區相對濕度不應大于90%；

2.2.3當手工焊和自保護藥芯焊絲電弧焊，焊接作業區最大風速不應超過8m/s；當氣體保護電弧焊時，焊接作業區最大風速不應超過2m/s。

3.鋼結構焊接的要點

3.1鋼結構的連接

在鋼結構中，柱子截面一般多為箱形截面或者寬翼緣“工”字形，另外還有“十”字形截面等等，梁多數是焊接或者軋制的“H”型鋼梁，如果要求特殊也可以符合截面，在安裝前要對主要的焊接接頭做焊接工藝的試驗，定出焊接的材料和各項參數。

3.2焊接方法的選擇

選擇焊接方法應根據產品的結構、尺寸、形狀、材料成分、接頭形式以及對焊接接頭的質量要求，加之現場的生產條件、技術水平等，選擇最經濟、最方便高效并且能保證焊接質量的焊接方法。為了正確的選擇焊接方法，必須要了解各種焊接方法的生產特點及適用范圍（如焊件厚度、焊縫空間位置、焊縫長度和形狀等）。同時，考慮各種焊接方法對裝配工作的要求，如工件坡口和所需生產工藝裝備等，焊接質量及其穩定程度，經濟性如勞動生產率、焊縫成本、設備復雜程度以及工人勞動條件等。選擇了焊接方法以后就可以根據焊接方法的工藝特點來確定焊接材料。

3.3鋼結構焊接工藝審查

對鋼結構進行工藝性審查的目的是使設計的鋼結構在滿足技術要求、使用功能的前提下，符合一定的工藝性指標。在進行焊接結構的工藝審查時，主要審查以下幾個方面：1.是否有利于減少焊接應力與變形2.是否有利于減少生產勞動量3.是否有利于施工方便和改善工人的勞動條件4.必須有利于減少應力集中5.是否有利于節約材料和合理使用材料。

4.鋼結構焊接過程中的常見問題及其原因探討焊接過程中的缺陷

4.1焊接縫隙尺寸不合要求

導致焊接縫隙不合尺寸的主要原因有焊接的電流過小或者是過大，或者是運條的角度和速度不當，以及構件的焊條邊緣切割不平等，這些都是產生焊接縫隙尺寸不合要求的主要原因。

4.2氣孔

氣孔也是焊接缺陷的重要表現，導致發生氣孔的原因有焊接部位沒有清潔干凈，焊條沒有依據規定進行烘干，另外在進行氣保焊的使用過程中氣流不合適也是十分重要的原因。

4.3裂紋

導致裂紋除了焊條自身質量存在嚴重問題之外，還有定位點的準確選擇，如果構件上的定位點的設置比較少或者是測量過程中零件本身就存在著一些比較大的誤差，則會在組裝時發生難以組裝的狀況。另外對于那些本身厚度比較大的構件，如果沒有進行預熱的情況下再進行焊接也很容易發生開裂的情況。

4.4夾渣

夾渣主要是焊接的過程中冶金反應的產物，導致夾渣的原因主要有焊層形狀不良、對坡口角度的設計方面不當。在電流比較小的情況下，焊速過快也很有可能會造成焊渣難以浮起。

5.焊接技術新工藝的發展

5.1研發新的焊接反變形技術

實際生活中，由于焊接技術的限制和鋼構件的使用環境所致，經常會出現焊接處變形的情況。這種情況限制了領域內技術的發展和業務的擴大。從實際情況來看，變形主要分為縱向、橫向收縮變形、彎曲變形、角變形和波浪變形等，因此有必要研發焊接反變形技術。目前反變形技術的一個創新是利用殘余角變形的方法，主要的技術規范是在焊接開始前對焊接材料進行技術處理，施加彈性的反向變形，利用熱彈塑性有限元法來模擬結構的焊接過程，確定焊接結構的彈性反變形規律：焊接前施加彈性反變形的結構在焊接后角變形趨于零，效果十分理想。

5.2低溫焊接

焊接鋼構件有時候也會出現斷裂的問題，主要是由于低溫造成的，尤其是當鋼構件中存在缺口的時候，斷裂發生的概率更大。科學研究焊結構件斷裂的原因，結果表明低溫焊接能夠有效地減少斷裂事件的發生。因為低溫焊接比較重視焊接時對焊件的預熱，并根據周圍的環境溫度進行調節預熱與后熱。同時也可以通過調整焊縫金屬的微合金化的程度，同焊接規范相配合，使焊縫金屬產生針狀鐵素體而獲得理想的焊縫強韌性，從而取得焊接工藝評定試驗的成功，確保工程實體質量。

6.結束語

鋼結構有很多優勢，其焊接技術要重點注意，嚴格按照國家標準來進行施工，結合具體施工情況進行調整，只有這樣才能使整個工程的質量得到保障。