新时期钢结构建筑焊接工艺技术研究

发布时间：2020-08-03所属分类：工程师职称论文浏览：1次

摘 要： 摘要：在二十一世纪，随着我国市场经济的飞速发展，建筑行业也因此受益实现了飞速前进，其中钢结构建筑处于建筑行业的优势地位。而钢结构建筑的焊接工艺技术便是影响钢结构建筑的质量与安全性的重要因素，在建筑施工中起到了至关重要的作用，钢结构的焊接工

　　摘要：在二十一世纪，随着我国市场经济的飞速发展，建筑行业也因此受益实现了飞速前进，其中钢结构建筑处于建筑行业的优势地位。而钢结构建筑的焊接工艺技术便是影响钢结构建筑的质量与安全性的重要因素，在建筑施工中起到了至关重要的作用，钢结构的焊接工艺技术更是直接决定了建筑工程的质量。以下将通过分析新时期下建筑钢结构的特点与焊接工艺技术的类型，对钢结构建筑焊接变形原因和防治变形等方面进行细致研究。

　　关键词：新时期;钢结构建筑;焊接工艺技术

　　引言：在制作和链接钢结构时，焊接工艺技术已是不可或缺的一项关键性技术，然而其焊接过程中的变形问题一直是焊接工艺的美中不足。不仅会影响钢结构建筑的美感，还在一定程度上可能造成焊接物体的报废，因而给企业与个人带来经济损失。因此，研究钢结构建筑焊接工艺的特点和防止变形等方面尤为重要。在新时期的发展条件下，我们不仅要对焊接工艺技术研究，还有发现该技术中存在的问题，从而进行改良与优化。

　　新时期建筑钢结构的特点

　　(一)形状的多样性

　　近年来，随着国家方面政策的支持与调整，钢材的产量有了大幅度的提升，并且在建筑中对于钢材结构的使用理念也有了转变，钢材以自身独特的结构特点以及技术工艺被大范围的应用到建筑工程之中。因此，为了满足建筑的需求特点，钢材的生产方对钢材的结构形状进行了多元化的设计，钢材的结构形状也日益出现新颖的造型。一些不规则的建筑里面应用的钢材也是不同寻常的，例如鸟巢等建筑。

　　(二)材质的多元化

　　随着我国各方面技术水平的提升，许多行业或者冶炼技术都进行了改良与优化。在钢材的冶炼中，也改变了传统的冶炼方法与技术，开发了许多新品种的钢材，进行改变主要是依据两个因素：一是钢材结构的种类与钢材结构的构成要素。改变钢材的冶炼材料，调节元素比例，由低碳钢转换为低合金高强钢等，从而改变钢材的材质，适应不同的用途，满足建筑的需求。

　　(三)强度高、重量轻

　　传统的技术下也练出来的钢结构为了保持硬度，质量通常都比较沉重，在搬运、安装、焊接的过程中，操作都比较困难，为建筑施工带来了一定的难度。新时期的钢结构在这方面做出了改良与优化，在保证材料的硬度基础上，改变钢结构的密度与受力截面，改变冶炼的方式与材料的种类与混合比例。使冶炼出来的新时期钢结构重量更轻，方便运输与安装，增加其承载能力。

　　耐热性好

　　为了扩展钢结构的应用范围，增加其用途，新时代钢结构的耐热性能也有所提高，在一百五十度下，基本没有变化，因此，新时期的钢结构也可应用到热车间当中。这种耐热性能主要是采用隔热板来实现的，而且对于有些特殊性的建筑来说，耐热性能是钢结构的必备的硬性功能，必须满足一定的条件。

　　二、钢结构焊接工艺的类型

　　(一)低温焊接施工工艺

　　该施工工艺是指再低温的环境下，选用低氢或者超低氢焊材进行烘焙与保温的一项技术措施。再实施该技术前，要在焊接的作业区搭建防护棚，将焊接工作在封闭的区域内完成，减少焊接过程中热量的损失。若是没有搭建防护棚的条件，也可以采用其它简易的设施来进行防护。在焊接的过程中要注意以下几点：第一，控制预热与层间温度，因为是低温焊接，所以进行预热的温度要低于常温，一般情况下低于二十度。第二，加大定位焊时的热输送，从而增大焊接面的黏合力与长度，减少焊接出现的收缩裂纹。第三，运用合理的焊接方法，在建筑行业当中，许多施工都在追求先进的技术手段，因此，在这里时存在一个误区的，施工者通常认为应用的技术手段越先进越好，这样一来对于具体的技术来说就缺乏合理性与科学性了。第四，在进行焊接后，对焊接的部分进行及时的热保温处理。这样一来氢气可以进行扩散性的逸出，避免冷却过快出现冷裂纹的情况。

　　(二)高强度焊接施工工艺

　　该焊接工艺首先强调的是焊材选配的原则，强匹配。利用高强度的焊接材料进行接头，将各方面性能控制在相应的母材最低标准之上。与此同时，还有兼顾焊缝塑性与冲击韧性的要求，使其达到相应的标准。在焊接时应严格控制层间温度和焊接线能量，防止接头出现弱化现象。

　　(三)厚钢板焊接技术

　　该技术是比较典型的一种焊接技术，也是当前应用比较少的一种焊接技术，我国的国家体育场鸟巢的钢结构就是应用该技术完成的。大量钢结构工程采用厚钢板，促进了厚钢板焊接技术的发展，同时也丰富了建筑用钢的范围。厚钢板焊接的重点就是防治由于焊接而产生裂纹或者变形，因此，在施工过程中要重点考虑采用的坡口形式、预热和层间温度、以及焊后的保温处理等环节步骤。

　　三、钢结构焊接变形

　　(一)焊接变形的主要类型

　　主要分为焊接中因高温引起的变形和最影响焊接质量的焊接残余变形。焊接残余变形的影响具体可分为整体扭曲变形和局部变形(角变形及波浪变形)，而根据其变形的形状特点也可分为角变形、波浪变形和扭曲变形。其中整体变形在焊接钢结构建筑中最容易发生。

　　(二)焊接变形的主要因素

　　其主要因素之一便是钢结构的刚度，刚度的强弱主要受钢结构的尺寸大小及截面表部影响。当钢结构刚度过低时，要按照合理的焊接顺序将其对称位置作为链接缝。此外，焊接细缝的位置和数量也是焊接变形的主要因素。而焊接工艺也一定程度上影响着焊接变形的程度，因此，一定要选择科学的焊接工艺措施和方法。最后，在超高层钢结构焊接施工中，高空作业较多，焊接施工难度大也是其原因之一。

　　四、防治钢结构焊接工艺的变形措施

　　(一)焊接节点控制

　　控制焊接节点主要是在设计阶段进行的，第一，结合具体的施工计划与施工实际情况，严格确定焊接缝隙的数量、大小以及长度。第二，对于焊缝破口的大小以及形状进行科学、合理的计划，再设计完成后，也可以根据实际情况进行适当的调整，在一定程度上保证钢结构的承载能力。第三，在保证施工质量的前提下，尽可能将节点的位置与建筑物的截面相对称，避免节点靠近高应力区，降低建筑的稳定性。第四，严格控制节点之间的距离，尽可能减少节点之间存在交叉对称的位置，增强建筑的承载能力。

　　(二)再热裂纹的预防

　　因为在钢结构的焊接过程中，会残留许多无作用的物质，也就是在施工过程中添加过量的物质。因此，在焊接完成后，要对其进行消除，而最好的消除办法就是高温回火，但是这种消除方法会使钢材出现不同程度的裂纹。这主要是因为残留的物质相对于集中造成的，所以，要想预防裂纹的出现，就要控制残留物质，不得使其出现集中的情况。通过研究发现，当前可以应用焊条碳化处理来避免残余物的相对集中，进而避免再热裂纹的出现。

　　(三)钢结构焊接工艺的改进

　　根据当前焊接工艺的研究，分析焊接技术的各个环节与主要步骤，可能从以下几个方面进行改进。首先，钢结构的组装顺序与焊接顺序，这是最容易被忽视的环节，在对于不同的建筑类型上，组装的顺序与焊接技术一定要严格执行相关的标准，对于规模不同的建筑，采用的顺序可以进行细微的协调。其次，做好焊接变形的预防工作，与此同时还有设计出发生变形的相应措施。最后，在焊接设备的选择上要符合施工的规模与施工特点。

　　五、结语

　　总之，对于钢结构焊接工艺来说，其中还存在许多不足，在新时期的技术发展中，我们要逐渐重视起来，对其进行渗入的研究，确保该技术手段能够有进一步的提升，与建筑行业发展相匹配。——论文作者：张春富

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