对建筑钢结构焊接工艺的分析

杜续刚

（身份证号：13232919771102081X）

对建筑钢结构焊接工艺的分析

杜续刚

（身份证号：13232919771102081X）

本文主要介绍了低温焊接和高强钢焊接的主要施工工艺，供同行参考。

钢结构；焊接；分析

随着经济的高速发展，在我国的钢结构施工中，施工工艺和施工材料方面都取得了较大进步。在设计、制造和安装等技术方面都达到了较高的水平，掌握了各种复杂建筑物的设计和施工技术，在全国各地已经建造了许多规模巨大而且结构复杂的钢结构厂房、大跨度钢结构民用建筑及铁路桥梁等。本文主要结合实际操作过程，对钢结构焊接工艺进行详细的论述。

1　低温焊接施工工艺

1.1焊接材料的选取

由于是在低温环境中进行焊接作业，所以为了更好的完成焊接任务，应该尽量选取氢含量较低的焊接材料，并且对焊接材料进行必要的烘焙以及保温措施。

1.2焊接前的防护措施

为了达到尽量减少热量的损失，可以在进行焊接作业的地方构建相应的保护房，从而形成相对密闭的空间。如果条件不允许构建防护房，也可以采取其他一些措施来起到防护热量损失的作用。在进行一些气体保护焊接操作时，气瓶也要进行必要的保温措施。

1.3对焊接质量的控制

（1）预热和层间温度。相比较于常温条件下的焊接预热，低温焊接时的预热温度要稍高，并且需要预热的区域范围较大，通常情况下是焊接点周围大于等于两倍钢厚度的范围，并且这一范围不小于100mm。焊接层的温度通常要高于预热温度，或者是不低于相应规定中的最低温度20℃，二者之间取较高温度者；

（2）采用合理的焊接方法。尽量使用窄摆幅，多层多道焊，严格控制层间温度；

（3）焊接后热及保温。焊接后及时对焊接接头进行后热保温处理。利于扩散氢气的逸出，防止因冷速过快而引起的冷裂纹，同时适当的后热温度还可以适当降低预热温度。

2　高强钢焊接的施工工艺

2.1焊接材料的选择及匹配

（1）强匹配。强节点弱杆件，即与母材规定的最低标准相比，焊接材料熔敷金属在强度、韧性、塑性等方面要明显高于标准；并且焊接接头位置的各种基本的性能指标至少要与母材料规定的最低标准相匹配；

（2）焊缝的塑性。在进行厚板焊接时，应该根据厚度效应后的强度来选择适当的焊材，通常当节点的拘束度比较大的时候，可以在1/4板厚以后选择强度稍低的焊材；

（3）满足冲击韧性的要求。对焊材韧性的选择是一项非常重要的工作，好韧性的焊材能够使焊缝以及热影响区的韧性满足钢结构的规定标准。比如在焊接无裂纹钢种的时候，可以选取低H或者超低H的焊接材料，同时在钢板厚度低于50mm或者温度在0℃以上的时候，可以不对钢结构进行预热。这一方法的明显优势就是它的力学指标突出，尤其是在区强比的冲击性能方面更显优越。

2.2高强钢焊接性能的评价方法

现阶段，建筑施工主要采取的评价方法有：碳当量计算评定法；热影响区最高硬度试验评定法；插销试验临界断裂应力评定法。

2.3确定最低预热温度的常用方法

（1）通过裂纹实验来进行控制，即通过进行斜Y坡口试样抗裂方面的试验对最低的预热温度进行确认；

（2）通过硬度控制预热温度，通常采用的方法是根据一定碳含量的钢材，其不同板厚T形接头角焊缝热影响区硬度达到350HV对应的冷却速度（540℃时），查表确定焊接线能量；

（3）根据裂纹敏感指数、板厚范围、拘束度等级、熔敷金属扩散氢含量确定最低预热温度；

（4）根据接头热输入、冷却时间和钢材的特定曲线□确定最低预热温度。

2.4对焊接质量的控制方法

（1）对热输入以及冷却速度进行控制。此方法主要是通过对焊接时的电压、电流以及焊接时的焊接速度和熔敷金属在800～500℃区间内的冷却时间的控制，进而完成焊接质量的控制；

（2）应力与变形控制。选用高能量密度、低热输入的焊接方法，如气体保护焊；用小线能量，多层多道焊接；减小焊接坡口的角度和间隙，减少熔敷金属填充量；采用对称坡口，对称、轮流施焊；长焊缝应分段退焊或多人同时施焊；用跳焊法避免变形和应力集中；

（3）对焊缝中各种元素的质量百分比进行必要的控制，主要是指碳、硫、磷、氢、氧等。

为了达到这一目的，除了要选择质量优越的低氢焊接材料外，还要求操作人员拥有较好的操作手法，从而对熔池金属进行很好的保护；在进行高强钢的焊接作业时，应从钢材料自身的强化机理以及供货时的所处特征出发，全面考察各项性能的指标要求，从而选择适合的焊材以及评价焊接质量的试验方法。最后得到适合于生产的焊接工艺，起到相应的指导生产的要求。在进行这一钢材的焊接时，为了避免其产生冷裂现象，应该注意采取相应的措施。同时为了出现接头弱化的现象，焊接时应该对层间温度以及焊接线能量进行较为严格的筛选和控制。总的原则还是应该在较低的成本下，尽可能完成高质量的焊接任务。

3　结语

随着社会的进步和科学技术不断创新，建筑钢结构焊接方面的工艺以及技术也在不断的更新和完善，近些年新的焊接技术不断的被创造和使用到工程施工中去，不仅为建筑钢结构焊接施工带来了更加简单快捷的方法，而且实现了钢结构技术在建筑领域的快速发展，以及钢结构在建筑方面的质量保证，钢结构的焊接水平提高起到了至关重要的作用。

[1]谭晓明.浅谈钢结构焊接安装施工工艺.中华民居，2010（11）.

[2]姚晋勇.论钢结构焊接现场施工工艺.科技情报开发与经济，2007，17（13）.

[3]徐鹏毅.钢结构焊接现场施工工艺探讨.中国高新技术企业，2008（10）.

TG457.11

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2015-6-5