杜續(xù)剛

（身份證號：13232919771102081X）

對建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝的分析

杜續(xù)剛

（身份證號：13232919771102081X）

本文主要介紹了低溫焊接和高強(qiáng)鋼焊接的主要施工工藝，供同行參考。

鋼結(jié)構(gòu)；焊接；分析

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，在我國的鋼結(jié)構(gòu)施工中，施工工藝和施工材料方面都取得了較大進(jìn)步。在設(shè)計、制造和安裝等技術(shù)方面都達(dá)到了較高的水平，掌握了各種復(fù)雜建筑物的設(shè)計和施工技術(shù)，在全國各地已經(jīng)建造了許多規(guī)模巨大而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)廠房、大跨度鋼結(jié)構(gòu)民用建筑及鐵路橋梁等。本文主要結(jié)合實際操作過程，對鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝進(jìn)行詳細(xì)的論述。

1　低溫焊接施工工藝

1.1焊接材料的選取

由于是在低溫環(huán)境中進(jìn)行焊接作業(yè)，所以為了更好的完成焊接任務(wù)，應(yīng)該盡量選取氫含量較低的焊接材料，并且對焊接材料進(jìn)行必要的烘焙以及保溫措施。

1.2焊接前的防護(hù)措施

為了達(dá)到盡量減少熱量的損失，可以在進(jìn)行焊接作業(yè)的地方構(gòu)建相應(yīng)的保護(hù)房，從而形成相對密閉的空間。如果條件不允許構(gòu)建防護(hù)房，也可以采取其他一些措施來起到防護(hù)熱量損失的作用。在進(jìn)行一些氣體保護(hù)焊接操作時，氣瓶也要進(jìn)行必要的保溫措施。

1.3對焊接質(zhì)量的控制

（1）預(yù)熱和層間溫度。相比較于常溫條件下的焊接預(yù)熱，低溫焊接時的預(yù)熱溫度要稍高，并且需要預(yù)熱的區(qū)域范圍較大，通常情況下是焊接點周圍大于等于兩倍鋼厚度的范圍，并且這一范圍不小于100mm。焊接層的溫度通常要高于預(yù)熱溫度，或者是不低于相應(yīng)規(guī)定中的最低溫度20℃，二者之間取較高溫度者；

（2）采用合理的焊接方法。盡量使用窄擺幅，多層多道焊，嚴(yán)格控制層間溫度；

（3）焊接后熱及保溫。焊接后及時對焊接接頭進(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，同時適當(dāng)?shù)暮鬅釡囟冗€可以適當(dāng)降低預(yù)熱溫度。

2　高強(qiáng)鋼焊接的施工工藝

2.1焊接材料的選擇及匹配

（1）強(qiáng)匹配。強(qiáng)節(jié)點弱桿件，即與母材規(guī)定的最低標(biāo)準(zhǔn)相比，焊接材料熔敷金屬在強(qiáng)度、韌性、塑性等方面要明顯高于標(biāo)準(zhǔn)；并且焊接接頭位置的各種基本的性能指標(biāo)至少要與母材料規(guī)定的最低標(biāo)準(zhǔn)相匹配；

（2）焊縫的塑性。在進(jìn)行厚板焊接時，應(yīng)該根據(jù)厚度效應(yīng)后的強(qiáng)度來選擇適當(dāng)?shù)暮覆?，通常?dāng)節(jié)點的拘束度比較大的時候，可以在1/4板厚以后選擇強(qiáng)度稍低的焊材；

（3）滿足沖擊韌性的要求。對焊材韌性的選擇是一項非常重要的工作，好韌性的焊材能夠使焊縫以及熱影響區(qū)的韌性滿足鋼結(jié)構(gòu)的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。比如在焊接無裂紋鋼種的時候，可以選取低H或者超低H的焊接材料，同時在鋼板厚度低于50mm或者溫度在0℃以上的時候，可以不對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)熱。這一方法的明顯優(yōu)勢就是它的力學(xué)指標(biāo)突出，尤其是在區(qū)強(qiáng)比的沖擊性能方面更顯優(yōu)越。

2.2高強(qiáng)鋼焊接性能的評價方法

現(xiàn)階段，建筑施工主要采取的評價方法有：碳當(dāng)量計算評定法；熱影響區(qū)最高硬度試驗評定法；插銷試驗臨界斷裂應(yīng)力評定法。

2.3確定最低預(yù)熱溫度的常用方法

（1）通過裂紋實驗來進(jìn)行控制，即通過進(jìn)行斜Y坡口試樣抗裂方面的試驗對最低的預(yù)熱溫度進(jìn)行確認(rèn)；

（2）通過硬度控制預(yù)熱溫度，通常采用的方法是根據(jù)一定碳含量的鋼材，其不同板厚T形接頭角焊縫熱影響區(qū)硬度達(dá)到350HV對應(yīng)的冷卻速度（540℃時），查表確定焊接線能量；

（3）根據(jù)裂紋敏感指數(shù)、板厚范圍、拘束度等級、熔敷金屬擴(kuò)散氫含量確定最低預(yù)熱溫度；

（4）根據(jù)接頭熱輸入、冷卻時間和鋼材的特定曲線□確定最低預(yù)熱溫度。

2.4對焊接質(zhì)量的控制方法

（1）對熱輸入以及冷卻速度進(jìn)行控制。此方法主要是通過對焊接時的電壓、電流以及焊接時的焊接速度和熔敷金屬在800～500℃區(qū)間內(nèi)的冷卻時間的控制，進(jìn)而完成焊接質(zhì)量的控制；

（2）應(yīng)力與變形控制。選用高能量密度、低熱輸入的焊接方法，如氣體保護(hù)焊；用小線能量，多層多道焊接；減小焊接坡口的角度和間隙，減少熔敷金屬填充量；采用對稱坡口，對稱、輪流施焊；長焊縫應(yīng)分段退焊或多人同時施焊；用跳焊法避免變形和應(yīng)力集中；

（3）對焊縫中各種元素的質(zhì)量百分比進(jìn)行必要的控制，主要是指碳、硫、磷、氫、氧等。

為了達(dá)到這一目的，除了要選擇質(zhì)量優(yōu)越的低氫焊接材料外，還要求操作人員擁有較好的操作手法，從而對熔池金屬進(jìn)行很好的保護(hù)；在進(jìn)行高強(qiáng)鋼的焊接作業(yè)時，應(yīng)從鋼材料自身的強(qiáng)化機(jī)理以及供貨時的所處特征出發(fā)，全面考察各項性能的指標(biāo)要求，從而選擇適合的焊材以及評價焊接質(zhì)量的試驗方法。最后得到適合于生產(chǎn)的焊接工藝，起到相應(yīng)的指導(dǎo)生產(chǎn)的要求。在進(jìn)行這一鋼材的焊接時，為了避免其產(chǎn)生冷裂現(xiàn)象，應(yīng)該注意采取相應(yīng)的措施。同時為了出現(xiàn)接頭弱化的現(xiàn)象，焊接時應(yīng)該對層間溫度以及焊接線能量進(jìn)行較為嚴(yán)格的篩選和控制?？偟脑瓌t還是應(yīng)該在較低的成本下，盡可能完成高質(zhì)量的焊接任務(wù)。

3　結(jié)語

隨著社會的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)不斷創(chuàng)新，建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接方面的工藝以及技術(shù)也在不斷的更新和完善，近些年新的焊接技術(shù)不斷的被創(chuàng)造和使用到工程施工中去，不僅為建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接施工帶來了更加簡單快捷的方法，而且實現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)在建筑領(lǐng)域的快速發(fā)展，以及鋼結(jié)構(gòu)在建筑方面的質(zhì)量保證，鋼結(jié)構(gòu)的焊接水平提高起到了至關(guān)重要的作用。

[1]譚曉明.淺談鋼結(jié)構(gòu)焊接安裝施工工藝.中華民居，2010（11）.

[2]姚晉勇.論鋼結(jié)構(gòu)焊接現(xiàn)場施工工藝.科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2007，17（13）.

[3]徐鵬毅.鋼結(jié)構(gòu)焊接現(xiàn)場施工工藝探討.中國高新技術(shù)企業(yè)，2008（10）.

TG457.11

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2015-6-5