我国新型钢铁材料及焊接性与焊接材料的发展

王 斌 温 磊

中车长春轨道客车股份有限公司

我国新型钢铁材料及焊接性与焊接材料的发展

王 斌 温 磊

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在工业建筑不断发展的今天，钢结构已经普遍应用在大多数的工业建筑项目施工中，但由于我国工业建筑的钢结构焊接施工技术发展时间不长，钢结构焊接施工的质量对于建筑的整体质量有着重要的影响。因此，加强工业建筑钢结构的焊接施工质量已经成为当前建筑行业研究的重点内容。基于此，本文将主要对建筑钢结构焊接施工的质量控制措施进行分析。

焊接材料；钢结构；焊接技术

科技的日新月异很大程度上带动了建筑行业的快速发展，建筑行业中各种新材料、新技术也如雨后春笋般不断涌现。比起其他的建筑技术，现今，全国各地都能随处可见钢结构的建筑，比如桥梁建筑、工业厂房以及楼房建筑，一般都采用的是钢结构。钢结构是建筑结构的基础，在建筑的整体结构以及质量中起着至关重要的作用。

1 导致现阶段我国钢结构件焊接变形的原因分析

1.1 结构方面的影响

笔者结合自己多年经验，同时对现阶段我国钢结构件的焊接情况进行一系列的走访调研发现，造成其变形的最为主要的原因就是焊接结构设计因素。由于焊接结构设计较为复杂，因此在其实施中非常容易出现各种问题，结合现阶段我国钢结构焊接技术发展的现状进行综合分析，本文认为相关工作人员在对其进行设计的过程中始终坚持焊接残余应力是随着拘束度的增加而不断对其进行加大的，与此同时，在这一应力加大的过程中相应的发生的焊接变形的现象也会随之减少。但是现阶段就目前我国在钢结构焊接设计方面的总体情况来看，在很多情况下虽然钢结构件的拘束度增加了，但是与之相应的焊接残余应力却没有随之增加，导致焊接变形现象频频发生，特别是对于一些钢筋版厚度较大的部分，经常会出现这类问题。

1.2 工艺方面的影响

在我国钢结构件焊接的发展过程中，造成其变形的原因多种多样，焊接工艺作为其中比较重要的一个方面，长期以来相关部门为了对其进行有效的控制和解决做出了很大的努力，但是整体情况却不是很好。在焊接工艺中对其焊接变形产生影响最为显著的因素就是焊接的顺序和焊接方法以及焊接工装等等方面，由于人为的对焊接顺序进行改变导致焊接变形的现象在我国比比皆是，严重影啊了钢结构件的质量，函待解决。

1.3 焊接材料方面的影响

首先，对于物理性能方面的影响来说，其主要是通过导热性能方面的因素去产生作用，一般来说，导热性能相对较好的材料温度梯度相对较小，这样所造成的焊接变形现象也相对较小：反之如果在焊接过程中选择那些到导热性能相对较差的材料，那么随着其温度梯度相对较大，非常容易导致焊接变形显现的产生。对于力学方面因素的影响来说，其主要是通过热膨胀系数而发生作用的，一般来说，热膨胀系数较大的材料产生焊接变形现象的概率也就相对较大，反之则相对较小。

2 Q690钢焊接材料的选用

(1)焊缝金属强度匹配类型为了同时满足Q690钢高强度和优良的低温韧性要求，从焊接接头使用安全性考虑，通常高强钢焊接材料的选用原则应当是强度匹配。

等强匹配的工艺焊接性不是很好，施工条件要求严格，施工成本较高，比较适合低强度钢种或者高强度钢种的焊接。高强度匹配的工艺焊接性更差，施工条件要求更严格、更复杂，成本更高，焊接质量稳定性难以保证，较适合于低强度钢的焊接。低强度匹配的工艺焊接性得到改善，施工条件也改善，成本降低，适合于高强度钢种及大刚性结构件的焊接。对于Q690钢而言，屈服强度≥690MPa、抗拉强度770～940MPa，属于高强度低合金钢，大多数焊接结构选用焊接材料时，首选了等强匹配原则，因为更多的考虑了接头的安全性，而较少顾及施工工艺性及施工条件。多数焊接材料手册在推荐这类钢选用焊接材料时，亦是等强匹配材料。然而，焊接工艺或力学理论已经指出，采用低强匹配原则也是非常不错的选择，它使焊接裂纹敏感性减小，工件预热温度降低，材料的焊接性得以改善。此外，组合匹配也是不错的选择。

(2)强度匹配与焊接工艺的关系这类钢的焊缝强度匹配对接头性能的影响，必然涉及焊接工艺因素。不同的工艺条件，接头性能及裂纹倾向各异。也就是说，焊缝强度匹配、焊接工艺与裂纹的关系是复杂多变的。并不是在所有匹配条件下都能防止裂纹发生，并保证接头优良的性能。

3 建筑钢结构的主要焊接技术

3.1 高强焊接技术

高强焊接技术是我国工业建筑钢结构焊接中最常使用的一种焊接技术，也是我国最为顶尖的一种焊接技术，代表了我国钢结构焊接的水平。高强焊接技术的核心点在于“强”，因为高强焊接一方面是要求焊接材料的强度，必须达到一定的标准，其次对于相互焊接的母材之间也明显存在“强”相关性，否则就无法将两者母材焊接在一起。另外一方面是指对焊接接头的强度要求，因为焊接材料的强度比较高，因此焊接接头也必须要比焊接材料的强度更高，这样才能达到很好的焊接要求。在使用高强焊接技术时，施工人员必须要加强对焊接接头以及焊接材料的强度检查，只有这样才能确保焊接的质量。

3.2 低温焊接技术

低温焊接技术是我国目前使用率最高的一种焊接方法。它是在低温环境下所采取的一种焊接技术，这种焊接技术的难度要比高强焊接技术要求高，需要对施工的环境进行密封处理，以此来达到低温焊接的最佳要求。低温焊接环境密封处理的方法主要有物理封闭和气体封闭，物理封闭需要在需要焊接的地点周围搭设防护层来隔绝焊接区域，从而保障焊接区域的低温。气体封闭则相对更加高级，是在焊接过程中使用气瓶进行的保温处理。不论是物理封闭还是气体封闭，其最终的目的是为了保障低温焊接的质量，避免由于环境因素导致焊接失败或者焊接质量不高的问题发生。

总之，我们应该要不断提高焊工的焊接技术水平和能力，加强对焊接材料的选择，对于施工中存在的问题，仔细分析原因，并制定合理的质量控制措施，这样才能不断提高我国工业建筑航结构的焊接质量。

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