淺談鋼結(jié)構(gòu)焊接施工技術(shù)

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu) 焊接 技術(shù) 

　　 引言 

　　 因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)其自身具備自重輕、建設(shè)周期短、適應(yīng)性強(qiáng)、外形豐富、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，因此在工程建設(shè)中其應(yīng)用范圍也十分的廣泛。焊接作為構(gòu)建鋼結(jié)構(gòu)的一種主要連接方法，在眾多工程中發(fā)揮著十分重要的作用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，約50%以上的鋼材在投入使用前需要經(jīng)過焊接加工處置。因此，焊接水平的提高是實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)快速發(fā)展和確保建筑鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的關(guān)鍵所在。 

　　 1、鋼結(jié)構(gòu)焊接的技術(shù)要點(diǎn) 

　　 根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)焊接的技術(shù)特點(diǎn)和差異，從高強(qiáng)鋼焊接、低溫焊接、厚鋼板焊接三個(gè)技術(shù)方面進(jìn)行論述。 

　　 1.1高強(qiáng)鋼焊接技術(shù) 

　　 焊材的選擇：①?gòu)?qiáng)匹配。強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件：焊接材料熔敷金屬的強(qiáng)度、塑性、沖擊韌性高于母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最低值。焊接接頭(焊縫及熱影響區(qū))各項(xiàng)性能全面要求達(dá)到母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最低值。②兼顧焊縫塑性。厚板焊接時(shí)按厚度效應(yīng)后的強(qiáng)度選配焊材，節(jié)點(diǎn)拘束度大時(shí)可在1/4板厚以下配用低強(qiáng)焊材。③滿足沖擊韌性要求。必需重點(diǎn)選擇焊材的韌性，使焊縫及熱影響區(qū)韌性達(dá)到鋼材的規(guī)范要求。高強(qiáng)鋼焊接性評(píng)價(jià)方法：①碳當(dāng)量計(jì)算評(píng)定法。②熱影響區(qū)最高硬度試驗(yàn)評(píng)定法。③插銷試驗(yàn)臨界斷裂應(yīng)力評(píng)定法。最低預(yù)熱溫度確定方法：①裂紋試驗(yàn)控制。根據(jù)斜Y坡口試樣抗裂試驗(yàn)確定最低預(yù)熱溫度。②硬度控制。根據(jù)一定碳當(dāng)量的鋼材，其不同板厚T形接頭角焊縫熱影響區(qū)硬度達(dá)到350HV對(duì)應(yīng)的冷卻速度(540℃時(shí))查表定焊接線能量。③根據(jù)裂紋敏感指數(shù)、板厚范圍、拘束度等級(jí)、熔敷金屬擴(kuò)散氫含量確定最低預(yù)熱溫度。 

　　 焊接質(zhì)量控制：①控制熱輸入與冷卻速度�？刂坪附与娏�、電壓、焊接速度以及熔敷金屬800℃～500℃區(qū)間的冷卻時(shí)間。②控制焊縫中碳/硫/磷/氮/氫/氧的質(zhì)量百分比。選用優(yōu)質(zhì)堿性低氫焊材，采用良好的操作手法充分維護(hù)熔池金屬(短弧、限制擺動(dòng)、傾角穩(wěn)定)。對(duì)于高強(qiáng)鋼的焊接，應(yīng)根據(jù)鋼材自身的強(qiáng)化機(jī)理和供貨狀態(tài)，綜合考慮其性能要求，合理選擇焊接材料和試驗(yàn)方法對(duì)其焊接性做出評(píng)價(jià)，制定合理的焊接工藝，以指導(dǎo)實(shí)際焊接生產(chǎn)。對(duì)該鋼種的焊接應(yīng)主要考慮采取措施以降低其冷裂傾向。焊接時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制層間溫度和焊接線能量，防止接頭出現(xiàn)弱化現(xiàn)象。 

　　 1.2低溫焊接施工工藝 

　　 焊材的選擇，低溫環(huán)境中，應(yīng)盡量選擇低氫或超低氫焊材，對(duì)焊材嚴(yán)格執(zhí)行烘焙和保溫措施。焊前防護(hù)，焊接作業(yè)區(qū)域搭防護(hù)棚，使焊接區(qū)域形成相對(duì)封閉的空間，減少熱量的損失，若無條件搭設(shè)防護(hù)棚，應(yīng)該采取其他有效措施對(duì)焊接區(qū)域進(jìn)行防護(hù)；氣體保護(hù)焊時(shí)，焊接氣瓶也應(yīng)采取相應(yīng)措施進(jìn)行保溫。 

　　 焊接質(zhì)量控制：①預(yù)熱與層間溫度。低溫環(huán)境下的預(yù)熱溫度應(yīng)稍高于常溫下的焊接預(yù)熱溫度，加熱區(qū)域?yàn)闃?gòu)件焊接區(qū)各方向大于或等于二倍鋼板厚度且不小于100mm范圍內(nèi)的母材，焊接層間溫度不低于預(yù)熱溫度或標(biāo)準(zhǔn)(JGJ812002規(guī)定的最低溫度20℃兩者取高值)。②加大定位焊時(shí)的熱輸入。適當(dāng)加大定位焊的熱輸入，增大焊縫截面和長(zhǎng)度，并采用與正式焊接相同的預(yù)熱條件，不在坡口以外的母材上打弧，熄弧時(shí)弧坑一定要填滿，可以有效減少由于定位焊接引起的收縮裂紋。③采用合理的焊接方法。盡量使用擺幅，多層多道焊，嚴(yán)格控制層間溫度。④焊接后熱及保溫。焊接后及時(shí)對(duì)焊接接頭進(jìn)行后熱保溫處理，利于擴(kuò)散氫氣的逸出，防止因冷速過快而引起的冷裂紋，同時(shí)適當(dāng)?shù)暮鬅釡囟冗�可以適當(dāng)降低預(yù)熱溫度。 

　　 1.3厚鋼板焊接技術(shù) 

　　 建筑鋼結(jié)構(gòu)中厚鋼板得到大量的使用，如北京新保利大廈工程使用的軋制H型鋼翼板厚度達(dá)到125mm，國(guó)家體育場(chǎng)(鳥巢)工程用鋼最大板厚達(dá)110mm，大量鋼結(jié)構(gòu)工程采用厚鋼板，促進(jìn)了厚鋼板焊接技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)也豐富了建筑用鋼的范圍。厚鋼板焊接的關(guān)鍵是防止由于焊接而產(chǎn)生的裂紋和減少變形，應(yīng)主要考慮：選用合理的坡口形式。如盡量選用雙U或X坡口，如果只能單面焊接，應(yīng)在保證焊透的前提下，采用小角度、窄間隙坡口，以減小焊接收縮量、提高工作效率、降低焊接剩余應(yīng)力。合理的預(yù)熱和層間溫度。 

　　 2、鋼結(jié)構(gòu)焊接的常見問題與解決方案 

　　 該工序?qū)儆陔[蔽工程,也是最易發(fā)生質(zhì)量問題的工序之一。據(jù)統(tǒng)計(jì),發(fā)生在該工序的質(zhì)量問題中:因?yàn)楹附淤|(zhì)量導(dǎo)致的焊縫返修率高達(dá)80%以上,其次是由于上道工序操作不當(dāng)和操作人員的技術(shù)問題而導(dǎo)致焊縫質(zhì)量問題約占10%,這種問題主要產(chǎn)生原因：在X類型坡口熔透焊縫中,在施焊過程中由于反面的清根不徹底,導(dǎo)致在焊縫中出現(xiàn)質(zhì)量問題。采用墊板的V類型的坡口焊,由于墊板靠焊縫的一側(cè)墊板表面的氧化皮、鐵銹、油污等未清理干凈或者清除不徹底,直接在上面施焊,事后通過儀器檢測(cè)發(fā)現(xiàn)墊板處存在質(zhì)量問題。由于工藝文件編制的不合理,如焊接位置狹小工作面不能展開、坡口大小的設(shè)計(jì)不滿足施工要求、在焊接過程中采用的焊接電流不滿足要求、由于焊接工序不正確導(dǎo)致的不可矯正的變形、中厚板的加工事先沒有進(jìn)行預(yù)熱處理,焊接過程中的保溫措施及層間溫度的控制不當(dāng)?shù)取?nbsp;

　　 在構(gòu)件的焊接過程中因焊接方法不合理而不滿足焊接質(zhì)量要求。采用焊縫手工打底操作時(shí)因焊接質(zhì)量本身不滿足要求而進(jìn)行埋弧自動(dòng)焊接蓋面操作的;采用的埋弧自動(dòng)焊接的焊絲焊劑沒有按規(guī)定進(jìn)行烘焙和溫度控制;由于焊接操作者責(zé)任心不強(qiáng)而使焊縫表面產(chǎn)生缺陷問題。根據(jù)具體情況靈活多變的采取焊接技術(shù)和措施，保證工程的流暢和正確性。根據(jù)具體情況可以采取以下幾種處理措施：編制正確的工藝文件,特別是對(duì)于采用中厚板焊接的構(gòu)件,要結(jié)合具體的工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)制訂相關(guān)的焊接工藝評(píng)定,做好試驗(yàn)過程中的記錄,為以后的施工積累經(jīng)驗(yàn)。對(duì)于坡口的大小,預(yù)留的間隙等嚴(yán)格的按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行確定。保證工藝文件制定的準(zhǔn)確性、可操作性、經(jīng)濟(jì)性和適宜性。對(duì)于焊接材料的選擇必須通過焊接工藝評(píng)定的試驗(yàn)和國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)加以確定,在施工過程中的使用,要求嚴(yán)格的按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行用前存放、用時(shí)焙烘,保溫溫度必須控制在規(guī)范要求的溫度之內(nèi)。 

　　 3、結(jié)論 

　　 總之，在一定的情況下，通過采取不同且正確的鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)，則能夠有效地控制鋼結(jié)構(gòu)的焊接變形，以達(dá)到確保工程質(zhì)量的目的。但由于材料、結(jié)構(gòu)以及焊接施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境等因素的復(fù)雜多變,還應(yīng)該在實(shí)踐中不斷總結(jié)和積累焊接經(jīng)驗(yàn),提高控制焊接應(yīng)力和焊接變形技術(shù)水平。 

　　參考文獻(xiàn)： 

　　[1]楊鵬宇.鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)螺栓連接施工[J].山西建筑,2006,32(16)