建筑钢结构厚板高强钢焊接工艺研究与应用

王东清 任志峰

摘要：目前，随着钢结构技术的快速发展，其在建筑工程中的应用也得到了有效的发展和进步，实现了建筑工程建设形式的多样化，促进了我国经济社会的繁荣发展与稳定。

关键词：钢结构;焊接材料;焊接技术

随着我国经济社会的不断发展和进步，我国钢结构建筑工程得到了有效的应用和提高。其中，建筑钢结构厚板高强钢焊接工艺的应用能够有效地促进建筑工程的发展，为提高建筑工程的建设质量做好坚实的基础和铺垫。基于此，要加大对于建筑钢结构厚板高强钢焊接工艺的研究，提高其具体的应用水平，有效实现我国建筑工程的持续稳定发展。

一、焊接钢结构的基本要求

对于建筑钢结构厚板高强钢焊接技术来说，对其基本要求是满足建筑工程设计的需要，同时达到需要的要求。其中，考虑到焊接间隙的不同部位的焊接顺序，焊缝的间隙应该较小，并且焊接间隙如果过大，会引起焊接元件的变形。焊接渣期间的钢件应进行有效的管控，保证焊接顺畅，保证其能够缓慢过渡，达到有效控制的目的，实现焊接工艺良好的应用和发展。而且要禁止在焊接區域外的基材上点燃电弧，防止其对具体的焊接带来影响，给建筑工程的质量安全造成隐患。

二、钢结构焊接技术的应用

钢结构厚板高强钢焊接性能根据钢的强度和热处理具有很大差异，主要反映在预热温度、焊接加热区的性能和焊接过程中。针对钢结构焊接技术的应用，应对先进国家钢结构厚板高强钢的施工强度进行有效的分析和对比，并充分提高钢筋焊接技术。有效利用钢铁生产设备和新的生产线，加强新钢材产品的开发，力求提高技术的使用，同时注重钢材性能研究，特别是要有效促进焊接技术的进步，实现我国建筑工程钢结构厚板高强钢焊接水平的提高，为其在建筑工程钢结构施工中的具体应用打下良好的基础。要充分发挥钢结构厚板高强钢焊接技术的优势提高建筑工程的施工质量和效率，为满足人们的多样化需求做好坚实的基础和保证。同时，利用钢结构厚板高强钢焊接技术，可以有效降低施工成本，提高钢结构施工的经济效益和社会效益，满足社会发展的需要。

三、厚板高强钢焊接技术

（一）高强钢焊接性分析

该钢种属于高强度正火钢，具有良好的综合力学性能和加工工艺性能。

（二）焊接工艺技术第一，焊材的合理选择

根据国家规范GB50661-2011中对焊接材料的推荐使用标准，同时结合焊接工艺性能焊接材料等强匹配原则，以及不同焊接工艺环境下焊材使用后对母材影响程度来进行选用。第二，坡口的制定。由于厚板焊接工程量大、难度高，若采用窄而深的小坡口进行焊接，则不仅焊缝成形系数偏小，影响一次结晶，容易产生区域偏析，而且在拘束应力大的前提下进而导致焊接热裂纹的产生;若采用大坡口进行焊接，则不仅焊接量大大增加，而且焊缝的焊接残余应力也会随之增加，这对钢结构体系初始应力的控制极其不利，同时也影响工程工期。考虑到厚板焊接接头填充量、焊接质量及焊接残余应力等方面的影响，同时，为便于C02焊枪在焊接过程中能适当地摆动，采用坡口角度适中，且便于正常情况下焊接的窄间隙焊接例GW）坡口。

（三）焊接组合新工艺

为了实现高质量、高效率的厚板窄间隙焊接，需解决窄而深的坡口内侧壁焊接熔合质量、焊接飞溅聚集、工艺参数稳定性及焊接操作的可靠性等问题，避免坡口内焊缝金属的一次结晶产生区域偏析，进而产生热裂纹。鉴于上述原因，提出如下焊接工艺方法：打底焊：采用改造型喷嘴的实芯C02气体保护焊。该方法首先可以保证窄间隙坡口环境下的顺利焊接，此外，利用GNAW的高效及熔深相对较大的优点，可提高焊接质量和效率。填充焊：采用双弧双丝自动气体保护焊接：一方面可以利用其熔嘴的优势取代了埋弧焊机头熔嘴无法进行窄而深的焊接，另一方面其焊接效率较手工焊有大幅度提高，同时保证焊缝质量。盖面焊：采用双丝埋弧焊接。主要是提高焊接效率，保证焊缝的表面质量。

（四）焊接工艺措施

多层多道错位焊接技术：多层多道焊及合理的焊接参数可减小焊接热输入，从而有效控制焊接变形和焊接应力。在多层多道焊接技术的基础上，加入焊接接头每一道焊道错位连接，即：接头不在一个平面内，通常错位SOmm以上。这种技术其显著优点就是上一层焊道对下一层进行了有效的热处理，特别适合于高强钢厚板的焊接。在应用时，可以消除焊接冶金过程中柱状晶并使晶粒细化。同时，对焊接接头的应力应变控制也相当有利，能够提高焊接接头的综合性能。道间温度控制：根据国家标准GB50661-2011要求，在焊接过程中，最低道间温度控制在不低于预热温度。道间温度应在焊缝金属或相邻的母材金属处测得，测量时间选择在电弧经过之前的焊接区域内瞬时测得。由于焊缝较长，未能焊到的地方应采取保温措施。防止温度降低过快，如果焊接区域温度过低，应重新加热。后热与消氢处理：为了加速焊接接头中氢的扩散逸出，防止焊接冷裂纹的产生，焊后及时后热及消氢处理是防止焊接冷裂纹的有效措施之一。特别是对于氢致裂纹敏感性较强的厚板焊接接头，采用这一工艺不仅可以降低预热温度，减轻焊工劳动强度，而且还可以采用较低的焊接热输入，使焊接接头获得良好的综合力学性能。焊缝锤击消应力措施：焊缝锤击焊接过程中，在热状态下使用带有小圆弧面的锤子锤击焊缝金属，使焊缝得到延展，从而减小焊件的残余收缩应力。锤击应均匀、适度，避免因锤击过分而产生裂纹。当焊缝温度<3000C时，锤击力不宜过大;在1000C以下时，禁止锤击。

四、结语

综上所述，对于建筑工程钢结构的建设施工来讲，钢结构厚板高强钢焊接技术的积极应用，有效提高了钢结构厚板高强钢的应用，提高了建筑工程的施工技术，在满足建筑工程结构性能的同时，有效降低建筑工程的造价，提高建筑工程的经济效益和社会效益，满足人们多样化的物质需求和社会发展的需要。

参考文献：

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