對建筑鋼結構焊接工藝的分析

杜續剛

（身份證號：13232919771102081X）

對建筑鋼結構焊接工藝的分析

杜續剛

（身份證號：13232919771102081X）

本文主要介紹了低溫焊接和高強鋼焊接的主要施工工藝，供同行參考。

鋼結構；焊接；分析

隨著經濟的高速發展，在我國的鋼結構施工中，施工工藝和施工材料方面都取得了較大進步。在設計、制造和安裝等技術方面都達到了較高的水平，掌握了各種復雜建筑物的設計和施工技術，在全國各地已經建造了許多規模巨大而且結構復雜的鋼結構廠房、大跨度鋼結構民用建筑及鐵路橋梁等。本文主要結合實際操作過程，對鋼結構焊接工藝進行詳細的論述。

1　低溫焊接施工工藝

1.1焊接材料的選取

由于是在低溫環境中進行焊接作業，所以為了更好的完成焊接任務，應該盡量選取氫含量較低的焊接材料，并且對焊接材料進行必要的烘焙以及保溫措施。

1.2焊接前的防護措施

為了達到盡量減少熱量的損失，可以在進行焊接作業的地方構建相應的保護房，從而形成相對密閉的空間。如果條件不允許構建防護房，也可以采取其他一些措施來起到防護熱量損失的作用。在進行一些氣體保護焊接操作時，氣瓶也要進行必要的保溫措施。

1.3對焊接質量的控制

（1）預熱和層間溫度。相比較于常溫條件下的焊接預熱，低溫焊接時的預熱溫度要稍高，并且需要預熱的區域范圍較大，通常情況下是焊接點周圍大于等于兩倍鋼厚度的范圍，并且這一范圍不小于100mm。焊接層的溫度通常要高于預熱溫度，或者是不低于相應規定中的最低溫度20℃，二者之間取較高溫度者；

（2）采用合理的焊接方法。盡量使用窄擺幅，多層多道焊，嚴格控制層間溫度；

（3）焊接后熱及保溫。焊接后及時對焊接接頭進行后熱保溫處理。利于擴散氫氣的逸出，防止因冷速過快而引起的冷裂紋，同時適當的后熱溫度還可以適當降低預熱溫度。

2　高強鋼焊接的施工工藝

2.1焊接材料的選擇及匹配

（1）強匹配。強節點弱桿件，即與母材規定的最低標準相比，焊接材料熔敷金屬在強度、韌性、塑性等方面要明顯高于標準；并且焊接接頭位置的各種基本的性能指標至少要與母材料規定的最低標準相匹配；

（2）焊縫的塑性。在進行厚板焊接時，應該根據厚度效應后的強度來選擇適當的焊材，通常當節點的拘束度比較大的時候，可以在1/4板厚以后選擇強度稍低的焊材；

（3）滿足沖擊韌性的要求。對焊材韌性的選擇是一項非常重要的工作，好韌性的焊材能夠使焊縫以及熱影響區的韌性滿足鋼結構的規定標準。比如在焊接無裂紋鋼種的時候，可以選取低H或者超低H的焊接材料，同時在鋼板厚度低于50mm或者溫度在0℃以上的時候，可以不對鋼結構進行預熱。這一方法的明顯優勢就是它的力學指標突出，尤其是在區強比的沖擊性能方面更顯優越。

2.2高強鋼焊接性能的評價方法

現階段，建筑施工主要采取的評價方法有：碳當量計算評定法；熱影響區最高硬度試驗評定法；插銷試驗臨界斷裂應力評定法。

2.3確定最低預熱溫度的常用方法

（1）通過裂紋實驗來進行控制，即通過進行斜Y坡口試樣抗裂方面的試驗對最低的預熱溫度進行確認；

（2）通過硬度控制預熱溫度，通常采用的方法是根據一定碳含量的鋼材，其不同板厚T形接頭角焊縫熱影響區硬度達到350HV對應的冷卻速度（540℃時），查表確定焊接線能量；

（3）根據裂紋敏感指數、板厚范圍、拘束度等級、熔敷金屬擴散氫含量確定最低預熱溫度；

（4）根據接頭熱輸入、冷卻時間和鋼材的特定曲線□確定最低預熱溫度。

2.4對焊接質量的控制方法

（1）對熱輸入以及冷卻速度進行控制。此方法主要是通過對焊接時的電壓、電流以及焊接時的焊接速度和熔敷金屬在800～500℃區間內的冷卻時間的控制，進而完成焊接質量的控制；

（2）應力與變形控制。選用高能量密度、低熱輸入的焊接方法，如氣體保護焊；用小線能量，多層多道焊接；減小焊接坡口的角度和間隙，減少熔敷金屬填充量；采用對稱坡口，對稱、輪流施焊；長焊縫應分段退焊或多人同時施焊；用跳焊法避免變形和應力集中；

（3）對焊縫中各種元素的質量百分比進行必要的控制，主要是指碳、硫、磷、氫、氧等。

為了達到這一目的，除了要選擇質量優越的低氫焊接材料外，還要求操作人員擁有較好的操作手法，從而對熔池金屬進行很好的保護；在進行高強鋼的焊接作業時，應從鋼材料自身的強化機理以及供貨時的所處特征出發，全面考察各項性能的指標要求，從而選擇適合的焊材以及評價焊接質量的試驗方法。最后得到適合于生產的焊接工藝，起到相應的指導生產的要求。在進行這一鋼材的焊接時，為了避免其產生冷裂現象，應該注意采取相應的措施。同時為了出現接頭弱化的現象，焊接時應該對層間溫度以及焊接線能量進行較為嚴格的篩選和控制。總的原則還是應該在較低的成本下，盡可能完成高質量的焊接任務。

3　結語

隨著社會的進步和科學技術不斷創新，建筑鋼結構焊接方面的工藝以及技術也在不斷的更新和完善，近些年新的焊接技術不斷的被創造和使用到工程施工中去，不僅為建筑鋼結構焊接施工帶來了更加簡單快捷的方法，而且實現了鋼結構技術在建筑領域的快速發展，以及鋼結構在建筑方面的質量保證，鋼結構的焊接水平提高起到了至關重要的作用。

[1]譚曉明.淺談鋼結構焊接安裝施工工藝.中華民居，2010（11）.

[2]姚晉勇.論鋼結構焊接現場施工工藝.科技情報開發與經濟，2007，17（13）.

[3]徐鵬毅.鋼結構焊接現場施工工藝探討.中國高新技術企業，2008（10）.

TG457.11

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2015-6-5