浅论建筑钢结构焊接关键技术

潘素玲

摘 要： 随着经济和各行各业的快速发展，焊接是建筑钢结构制造的主要生产工艺，焊接生产效率直接关系到钢结构制造成本。影响焊接制造效率关键在焊接工艺效率，包括高效焊接方法的应用和焊接变形的控制两个方面。通过对比中国制造2025背景下建筑钢结构焊接生产效率，探讨数字化焊接技术和数字化焊接变形预测方法在建筑钢结构焊接生产中的应用，指出焊接变形数值预测对于控制钢结构焊接变形以及提升焊接生产效率存在较大潜力。

关键词： 建筑钢结构;焊接;生产工艺

【中图分类号】TU391 【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）24-0158-01

引言：钢结构工程的施工速度较快，减少了钢结构工程的施工周期，在安装的过程中也较为容易方便，给施工带来了较高的便利性。钢结构工程具有极高的强度，在安装楼层较高或者跨度较大的建筑能够取得更好的建筑效果。但是，我国很多实际的施工人员对钢结构工程的认识较为浅显，无法真正的掌握钢结构工程的焊接要点，给钢结构工程最终的质量造成了一定的影响。因此，为了提升建筑的施工质量，必须要在钢结构工程的焊接部分进行严格的控制和掌控，保证钢结构工程的质量，促进建筑行业和建筑技术的不断更新。

1 钢结构工程应用的优点和缺点

钢结构工程是一种应用广泛的结构类型，虽然具有较好的优势，但是同时也有些许的缺点。钢结构具有较高的强度，并且塑性和韧性都极好，可以在跨度大、承载要求强的建筑工程种使用，能够明显提升钢结构工程的质量。钢结构工程在一般的条件下都不会受到较大的影响，因此变形的效果也较小，不会影响到建筑工程的整体质量。钢结构工程也有一定的缺点，钢结构工程所使用的材料都为钢材，因此耐腐蚀性较差，特别是在一些薄壁的构建过程中，钢结构工程极其容易受到腐蚀。在后续的建筑维护过程中，需要使用更多的物品进行除锈，所使用的资金也会有所增加。钢结构工程的耐火程度也较弱，一旦发生火灾会给建筑工程带来严重的危害。

2 钢结构工程焊接质量控制的基本方法

为了确保钢结构工程的焊接质量，必须要将质量控制贯穿在钢结构的每一个加工制造环节中，在人员培训、设备配置、材料准备、实际操作等多种因素都要进行很严格的控制和把关。钢结构工程的焊接质量控制还包括使用科学化的流程进行加工，并对钢结构工程进行可靠的试验，检验钢结构工程是否具有安全性和实用性。

2.1 对焊接人员的资质进行管理

钢结构工程的焊接是由专业的焊接技术人员所操作的，是一项较为特殊的职业，具有一定的工作风险，需要焊接人员拥有较强的专业能力。因此，当企业在招聘钢结构工程的焊接人员时，需要对焊接人员进行技术考试，要求焊接人员拥有相应的从事资格证。对于没有接受过专业技能培训的焊接人员一律不予以雇佣，即使通过了技术考试也不也能让这些人员进行上岗作业。建筑企业可以根据在岗的钢结构工程焊接人员进行人员数据统计，对焊接人员进行及时的培训和技术考核，根据考核结果对焊接人员的数据信息进行更改。如果焊接人员的技术能力有所提升，可以将绩效奖金做为相应的奖励，激发焊接人员对于培训活动的积极性。

2.2 设计焊接工艺评定试验

为了保证钢结构工程的焊接质量，可以设计一项焊接工艺评定试验，能够为焊接接头是否符合质量要求提供重要的凭据。在进行焊接工艺评定试验之后，相关技术人员可以根据试验的结果来设计焊接工艺指导书，为钢结构工程的焊接提供技术标准。如果建筑企业第一次选择某种钢材以及焊接材料之后，必须要首先进行焊接工艺的评定试验，并将评定的最终结果和报告内容进行保存。如果缺乏焊接工艺指导书的指导和干预，会使焊接人员在进行钢结构工程焊接时受到外界因素的影响，导致钢结构工程的质量下降。

3 高效焊接技术应用

早期建筑钢结构主要采用焊条电弧焊，效率低下，且对焊工经验和技术依赖程度高。提高焊接生产效率，一方面提高热输入率，另一方面提高自动化程度。采用钢强度一般在195-420MPa之间，由于大跨度桥梁结构和超高层建筑结构，高性能钢在建筑钢结构中应用，高强钢因减少自重和工时。自20世纪80年代，高效焊接方法开始推广使用。如电渣焊、多丝埋弧焊、CO2气体保护焊等引入钢结构焊接生产，双丝贴角埋弧焊的H型钢生产线，焊接规范参数稳定，焊接缺陷如气孔以及裂纹比例低，焊缝成形美观，极大地提高了钢结构生产效率和产品质量。埋弧焊特别是双丝、多丝埋弧焊显著提高热源效率，熔深浅，焊接缺陷少。但由于热量输入大，开裂敏感性增大。特别是对大跨度钢结构中，大厚度柱梁结构为高强钢材料时，裂纹敏感性显著增加。对于厚板钢结构，制定焊接工艺时，将焊接热输入作为要点，只要控制合理，箱形钢柱、梁结构外板厚度达到数十毫米和超高层钢柱节点处钢板厚度达200mm。双丝大电流埋弧焊工艺，两根焊丝总电流值可达4000A，一道焊接即可完成。试验表明，焊接国产Q420及以下强度各钢种单丝或多丝埋弧焊可以保证焊接质量。

4 焊接变形控制技术

针对钢结构中经典结构形状，利用其几何对称性，加以对称焊接，是钢结构焊接生产主要焊接变形控制方法。如常见H型、T型钢柱梁结构，中性轴关于几何中心对称，焊缝关于中性轴布置，因而采用对称焊接顺序控制焊接变形。车间内施工一般采用埋弧自动焊双侧对称焊接实现，建筑现场长焊缝焊接则采用双侧分段对称施焊，将长焊缝分为多段，各段由焊工同步施焊完成。对于焊缝相对于中性轴不对称构件的焊接顺序，虽然规范中有定性说明合理的焊接顺序，然而对具体变形量和减小变形量的提供无法明确，生产现场对焊接变形难以准确控制。采用数值仿真技术，通过提前预测不同焊接工艺和顺序下的焊接变形，使最終构件的变形和收缩最小，为反变形和焊接顺序优化提供数据。

结语：在钢结构工程的施工过程中，焊接工序属于极其重要的一个环节，是保障钢结构工程质量的重要因素。通过对钢结构工程的焊接工序进行质量控制，可以提升钢结构工程的产品质量，对后期的施工实施也有重要的保证作用。根据钢结构工程的焊接工序来看，在实际的钢结构工程焊接过程中容易出现焊接的缺陷，或者残余某些应力导致局部缺陷的出现。钢结构工程如果施工质量下降会导致建筑出现部分变形的状况，如果损坏较为严重还会影响建筑整体的安全，一旦出现断裂或者塌陷的问题，会影响到人们的生命安全。因此在钢结构工程的焊接过程中，必须对焊接工序进行严格的质量控制，让钢结构工程的焊接效果达到质量要求。

参考文献

[1] 孙朋，陈振明，戎泽振，喻祥发，陈斌.复杂超高层建筑钢结构建造关键技术创新与应用[J].施工技术，2019，48（20）：30-34.