建筑鋼結構焊接技術的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

李輝

（菏澤城建工程發(fā)展集團有限公司，山東 菏澤 274000）

引言：當前，在建筑施工項目中，鋼結構施工技術得以廣泛應用，主要是因為鋼結構有硬度大、抗震效果好等方面的應用優(yōu)勢。在建筑施工中，鋼結構施工是極為關鍵的施工環(huán)節(jié)，會對建筑結構穩(wěn)定性的提升起到積極作用。超高層建筑鋼結構有硬度強以及高度高的特點，其自重較小。施工中,多方面因素均可能對鋼結構工程焊接質(zhì)量造成影響,很多問題也可能隨之出現(xiàn),如焊接變形控制、焊接接頭質(zhì)量、焊后應力消除等方面。為盡可能提升鋼結構工程焊接質(zhì)量,當前，建筑鋼結構更為多樣化，整體建筑呈現(xiàn)傾斜及扭曲的特征，會使鋼結構施工難度加劇，對鋼結構施工技術的要求大幅提高。在實際鋼結構施工時，施工單位需合理運用鋼結構施工技術，避免出現(xiàn)鋼結構構件變形、漏焊等問題，促進建筑鋼結構穩(wěn)定性以及安全性的提高。因此本文主要是對建筑鋼結構焊接技術做出了相應的分析，進而提出以下方面的內(nèi)容。

一、分析建筑工程鋼結構焊接技術的發(fā)展現(xiàn)狀

（一）分析焊接材料

最近幾年來，很多工作人員都已經(jīng)認識到鋼結構實際優(yōu)點，使其在廠房和橋梁以及建筑中得到了十分廣泛的應用，因為鋼結構存在較強的穩(wěn)定性和使用期限長等方面特點，現(xiàn)如今受到了較為廣泛的關注，自從二十世紀四十年代開始，焊條電弧焊便是在建筑鋼結構中得到了十分廣泛的應用，隨著科學技術快速的發(fā)展和進步，氣體保護焊接技術不斷的發(fā)展，使其焊接技術越來越成熟，不僅提高了焊接生產(chǎn)效率，也促進整個行業(yè)快速的發(fā)展和進步，對整個項目工期進行縮短，為企業(yè)帶來了較大的經(jīng)濟效益。但是建筑鋼結構焊接并不是只采用一種焊接的技術，需要不同的焊接材料和焊接技術進行完成，這樣便需要工作人員結合實際情況合理的選擇焊接材料，保證其能夠提高焊接整體工藝，一方面提高建筑工程整體質(zhì)量，保證建筑結構安全性。另外一方面要不斷加強工作人員自身工作效率，使其能夠達到預期要求。在此之外，建筑鋼結構焊接施工的過程中，工作人員要選擇和建筑鋼結構相互匹配的焊接材料，保證焊接材料在強度和韌性等方面都能達到實際的要求，對建筑整體效果進行提升。

（二）分析焊接設備

由于受到了科學技術創(chuàng)新發(fā)展的影響，現(xiàn)如今日本已經(jīng)是在鋼結構焊接中實現(xiàn)了自動化以及智能化的發(fā)展，將其中厚板焊接機器人有效地應用到了鋼結構焊接之中，通過對這種工作人員平臺進行應用，存在較強的整體性，其中包括機器手以及移動平臺和構件變位機等等，在這之中，機器手可以快速地更換不同型號的焊槍以及焊頭，通過對機器人進行應用，使其能夠全面的提高焊接的穩(wěn)定性和焊接質(zhì)量。

（三）分析焊接人員

目前隨著建筑鋼結構行業(yè)快速地進行發(fā)展，對于鋼結構焊接人才的需求也隨之增加，由于建筑鋼結構焊接具有一定的專業(yè)性，對于焊接人員存在較高的要求，不僅需要焊接人員自身具有一定的專業(yè)知識，也要保證其自身專業(yè)經(jīng)驗，這樣才能更好地滿足企業(yè)實際發(fā)展的需要，為企業(yè)的發(fā)展帶來更多效益?，F(xiàn)如今我國的高素質(zhì)焊接人才比較緊缺，焊接人員整體素質(zhì)比較低，多數(shù)的焊接人員沒有接受過專業(yè)的培訓，一些焊接人員是剛剛畢業(yè)的學生，還有一部分是半路出家，從其他行業(yè)轉(zhuǎn)型到焊接工作中，導致其焊接人員素質(zhì)參差不齊，如果讓這些人員進行實際操作，那么不僅會擾亂建筑市場，也會對我國整體焊接水平帶來不同的影響。

二、分析建筑鋼結構焊接技術發(fā)展趨勢

（一）分析焊接變形控制要點的發(fā)展趨勢

建筑鋼結構工程中，焊接質(zhì)量重點關注焊接變形的控制，并且還要采取能夠減少構件變形和收縮最小的焊接工藝方式，嚴格的對焊接順序進行控制，在對十字接頭和T 形接頭以及對接接頭進行應用的過程中，對于較易翻轉(zhuǎn)或具備有利放置條件的構件,可開展雙面對稱焊接,對于屬于對稱截面的構件,焊接可圍繞對稱于構件中性軸開展。如存在對稱于連接桿件的構件節(jié)點,對稱焊接可圍繞節(jié)點軸線對稱軸開展。對于非對稱雙面坡口焊縫,焊接施工需嚴格按照一定順序開展,如板材的厚度較厚,輪流對稱焊接需循環(huán)多次。對于較長的鋼結構焊縫,應優(yōu)先采用多人對稱焊接法、跳焊法、分段退焊法等焊接方法。此外在對構件進行焊接的過程中，為了能夠?qū)崿F(xiàn)收縮和變形的合理控制，通過采用預制反變形發(fā)或者是開展預留焊等方式，反變形量以及收縮余量可基于針對性試驗或者計算進行確定，在裝配焊接構件的過程中,焊接應按照從大到小的接頭收縮量順序開展,接頭拘束可得到有效控制。

（二）分析焊后應力消除發(fā)展趨勢

建筑鋼結構工程焊接質(zhì)量進行控制的過程中，離不開高水平焊接后應力消除工藝的支持，如果存在較為明確的施工要求，需要進行焊接后應力消除，那么接頭承受拉力部分受限需要進行確定，同時還要關注焊縫較密集的構件或節(jié)點,一般采用疲勞驗算方法,應力消除基于整體退火或局部退火的工藝實現(xiàn),如基于加熱爐進行整體退火,采用電加熱器進行局部退火。如存在結構穩(wěn)定尺寸,可采用振動法消除應力。在基于局部退火的應力消除實踐中,需嚴格遵循相關技術標準,如采用配備溫度自動控制儀的加熱設備,并保證加熱設備滿足使用要求的控溫、測溫、加熱性能。還需要控制每道焊縫側(cè)面的加熱板寬度,其寬度至少為二百毫米，并且至少為三倍的鋼板厚度，如果構件開展加熱處理，保溫措施針對性選擇還需要引起重視，如果消除焊后應力采取了振動的方法，結合行業(yè)標準控制的工藝參數(shù)和技術應用，鋼結構工程多數(shù)情況下都是采用錘擊法消除中間焊層應力,使用小型振動工具或圓頭小錘進行錘擊,需避開焊縫坡口邊緣的母材、蓋面焊縫、根部焊縫等部位。

（三）分析焊接接頭質(zhì)量控制發(fā)展趨勢

在基于角接接頭和十字街頭以及T 形接頭燈類型接頭的鋼結構構件焊接施工的過程中，為了能夠焊接接頭質(zhì)量進行控制，則是需要采取全熔透對接和角接組合焊縫的方式，對于采用加強角焊縫的焊腳而言，尺寸不小于δ ∕4。如吊車梁等構件有疲勞驗算要求,位于上翼與腹板的焊腳尺寸需滿足δ ∕2,且焊接尺寸不應超過十毫米,同時有零到四毫米焊腳尺寸偏差。對于全熔透雙面坡口焊縫,可存在不等厚的坡口深度,但需要保證四分之一接頭厚度≤較淺的坡口深度部分。對于部分熔透的焊接形式,需基于設計文件要求控制有效焊縫厚度,對于屬于角接接頭和T 形接頭的接頭形式,需嚴格控制組合焊縫的加強角焊縫焊腳尺寸在十毫米之內(nèi)，并且為四分之一的接頭中最薄板厚度。

（四）分析焊接施工技術發(fā)展趨勢

在鋼結構進行焊接施工的過程中，施工人員可以通過采用焊接方式對其各個構件進行連接，在焊接的過程中要對以下方面內(nèi)容引起重視：一是在實際進行焊接施工的過程中，施工單位要結合焊接技術的實際需要，選擇性能高和安全性高的焊接設備，并采取符合實際情況的焊接施工技術?，F(xiàn)階段，二氧化碳保護焊接施工技術可應用在鋼結構焊接作業(yè)中，只需投入較低的成本費用，可獲得良好的焊縫質(zhì)量。二是焊接施工方式將直接影響整體焊接質(zhì)量。在對平面內(nèi)鋼結構進行焊接時，施工人員應先對中心部分鋼結構進行焊接，再向四周擴散，完成焊接施工作業(yè)。在焊接豎向立體鋼結構時，焊接人員應先對上層框架梁進行焊接，對壓型鋼板支托和下層框架梁實施焊接操作，再焊接壓型鋼板支托，完成焊接后，還需要對各個部分的焊接情況進行檢驗，如果焊接鋼結構柱以及柱的時候，施工單位需要同時安排兩個工作人員進行配合施工，將其焊縫內(nèi)的雜物能夠及時地清理干凈，避免對焊接質(zhì)量帶來影響。三是在實際進行焊接作業(yè)的過程中，將會出現(xiàn)大量熱能，如果控制焊接冷卻的速度相對較慢，將增大鋼結構出現(xiàn)變形的概率。為有效解決焊接過程中的變形問題，施工單位應結合鋼結構焊接要求選擇適合的焊接方法，加強對焊接施工的管控，將約束焊接變形的作用有效發(fā)揮出來。焊接箱型桿件和工型桿件時，施工人員可選用埋弧自動焊工藝進行焊接施工，促進焊接效率提高。四是在實際焊接過程中，為避免發(fā)生焊瘤以及裂紋情況，施工人員應在施工前檢查焊條，對焊接咬邊質(zhì)量進行嚴格把控，有效減少出現(xiàn)漏焊的概率。在檢查焊接質(zhì)量時，此時施工人員通過合理的應用超聲波對其焊接位置進行檢測，保證其不會對鋼結構焊接點進行損害。

總結：綜上，在建筑發(fā)展新形勢下，建筑中會使用更多鋼結構，鋼結構施工技術直接關系到整體施工質(zhì)量。在建筑鋼結構實際施工中，施工單位需綜合考慮施工現(xiàn)場的實際情況，合理運用預變形施工技術、焊接施工技術等，促進建筑整體建設質(zhì)量的提高。至于建筑鋼結構焊接技術作為建筑工程的重要架構，相關單位就必須要對其予以足夠的重視，當然這也是現(xiàn)代建筑工程的主要需求所在。此外鋼結構工程焊接質(zhì)量控制需關注多方面因素影響。在此基礎上,文中涉及的焊接變形控制要點、焊后應力消除要點、焊接接頭質(zhì)量控制要點等內(nèi)容,則提供了可行性較高的鋼結構焊接質(zhì)量控制路徑。為更好保證鋼結構焊接質(zhì)量,材料、技術、設備的優(yōu)選必須引起相關從業(yè)人員重視。