【技术天地】建筑钢结构焊接施工工艺要点探究
发布时间：2015/5/15 9:47:01 点击次数：4057
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摘
要：在建筑工程中，钢结构的主要连接方式就是通过焊接来完成的，焊接技术在建筑工程中发挥重要性的作用，焊接质量对于建筑结构的安全也起着不可磨灭的作用。我国当前阶段焊接的发展还处于原始的工业制法，焊接技术的创新也全面开展，在保证质量的基础上还要加强焊接的环保与安全。基于此，本文主要是从建筑钢结构焊接施工要点出发，对建筑钢结构焊接施工工艺和防治焊接变形的方法等方面进行了全面的剖析和论证。
关键词：建筑钢结构；焊接；施工工艺
前言
随着社会的进步和科学技术不断创新，不论是在物理、化学、冶金，还是在电子、计算机等领域，新技术、新设备、新材料不断被发现和使用，作为主要的钢结构连接技术———焊接技术，在我国的建筑钢结构建设过程中发挥着不可替代的作用。根据相关的资料显示，在建筑领域一半以上的钢结构在使用前都需要进行必要的焊接处理加工，由此可见，为了实现钢结构技术在建筑领域的快速发展，以及钢结构在建筑方面的质量保证，不断提高钢结构的焊接水平就显得尤为重要。
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建筑钢结构焊接施工要点
1.1焊接工艺的选择
每个工程项目都有自身的结构类型、特点。每种结构类型的典型节点施工单位一般都会有根据规范、标准图集和自已的工艺、设备特点拟定的工艺标准执行。但随着社会的发展，每座建筑都在寻求有自已的个性、特点或理念的体现，往往都会在主体造型、结构节点形式方面复杂多样，或多或少的出现了不能简单的依据标准图集或规范去实现的节点构造形式。所以在节点装配、焊接类型和焊接工艺选择、制定上一定是要在深化设计和专项工艺指导书中体现，并且必须在下料、装焊、除锈喷漆、焊接及安装等各工序、过程中作为影响焊接施工的施工要点通过交底和指导书加以体现。
1.2加工准备及下料
按照施工图深化设计放样,放样和号料时要预留焊接收缩量和加工余量,根据计算及软件放样作电子样板通过计算机辅助制造软件进行排料，零件首选数控方式下料，以保证尺寸精度和避免错误。
1.3坡口
将主体及附属零件根据深化设计图纸及制定的专项交底和工艺指导书作为组立、装配焊前的坡口制备依具进行坡口制备。在没有技术变更单、工艺变更单等技术性变更文件前是不能随意改变坡口制备形式或参数的，否则将直接影响之制定的装焊顺序和质量，甚至为会因其改变完成复杂节点零件的焊接或给焊接造成困难。
1.4组立
现代化的生产形式已经将过去由手工组立构件主体构件的方式被近似流水线的工艺设备所替代，但遗憾的是如H型、U型、十字型钢组立机等设备并不能做到在组立过程中根据工艺指导书或交底去预加的截面补偿值，而需要用人工加垫、零件尺寸预补偿等方法进行。所以在实际施工中往往会出现主体构件主体焊缝焊接后截面不能满足规范尺寸偏差要求或局部超差比较大（多出现在构件端部或同一条焊缝不同质量要求的区段）。在组立时要注意组立后构件截面在施工焊前的检查工作。
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除锈喷漆处理
构件因构造多有部分隐蔽或半陷落部位在构件完工后除锈因难或不能进行。多采取原材或零件提前预处理，且由于一部分构件因工序持续期过长会发生返锈而需在预处理后直接进行局部油漆施工。一般性质油漆对角焊缝的影响不明显，但对熔透或部分熔透焊缝影响较大，应注意焊缝及两侧的油漆、杂质等清除。焊接后进行手工表面清理、补漆。
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钢结构焊接变形的预防方法
焊接钢结构产生的变形超过技术设计允许变形范围,应设法进行矫正,使其达到符合产品质量要求。实践证明,多数变形的构件矫正的方法都是设法造成新的变形来达到抵消已经发生的变形。在生产过程中普遍应用的矫正方法,主要有机械矫正、火焰矫正和综合矫正。但火焰矫正是一门较难操作的工作,方法掌握、温度控制不当还会造成构件新的更大变形。因此,火焰矫正要有丰富的实践经验。钢结构对钢结构焊接变形的种类、矫正方法作一个粗略的分析。钢结构焊接变形的种类与火焰矫正:钢结构的主要构件是焊接型钢、单板。焊接变形最低预热温度确定方法。
1.5.1裂纹试验控制。根据斜Y坡口试样抗裂试验确定最低预热温度。
1.5.2硬度控制。根据一定碳当量的钢材,其不同板厚T形接头角焊缝热影响区硬度达到350HV对应的冷却速度(540℃时),查表确定焊接线能量。
1.5.3根据裂纹敏感指数、板厚范围、拘束度等级、熔敷金属扩散氢含量确定最低预热温。
1.5.4根据接头热输入、冷却时间和钢材的特定曲线图确定最低预热温度。建筑钢结构焊接施工工艺。
2.1焊材选配原则
2.1.1强匹配
强节点弱杆件:焊接资料熔敷金属的强度、塑性、冲击韧性高于母材标准规定的最低值。焊接接头(焊缝及热影响区)各项性能全面要求达到母材标准规定的最低值。
2.1.2兼顾焊缝塑性
厚板焊接时按厚度效应后的强度选配焊材,节点拘束度大时可在1/4板厚以下配用低强焊材。
2.1.3满足冲击韧性要求
必需重点选择焊材的韧性,使焊缝及热影响区韧性达到钢材的规范要求。
2.2电渣焊焊接时的注意要点
电渣焊是一种自动焊,主要用于高强度结构钢在竖直位置上的对接焊接。在进行操作时首先根据计算公式选择计算出的电流,电压与熔缝的熔宽成正比,需要选择焊接的电流和电压,起弧阶段的电压会高一点,在焊透的前提下,使用电压要尽可能低一点,注意在焊接过程随时要调整电压,其次应适当掌握好焊接的速度,造渣过程中最好选择200m/h,送丝速度在最好保持在200～300m/h的范围内,最后就是要适当调整焊接工艺参数,随时检查焊件的炽热状态,当翼缘板较薄时,要在焊接部位安装水冷装置。
2.3最低预热温度确定方法
2.3.1裂纹试验控制。根据斜Y坡口试样抗裂试验确定最低预热温度。
2.3.2硬度控制。根据一定碳当量的钢材,其不同板厚T形接头角焊缝热影响区硬度达到350HV对应的冷却速度(540℃时)查表确定焊接线能量。
2.3.3根据裂纹敏感指数、板厚范围、拘束度等级、熔敷金属扩散氢含量确定最低预热温。
2.3.4根据接头热输入、冷却时间和钢材的特定曲线图确定最低预热温度。
2.4自动埋弧焊焊接时的注意要点
自动埋弧焊由于熔深大、焊接速度快、焊缝质量稳定、热影响区域小和焊接变形小等优点,已被广泛应用于厚度板的贴角焊缝和直长对接的焊接施工中。在施工中使用自动埋弧焊时需注意的是:首先是焊丝的选择,可参照《钢结构高层建筑设计与施工规程》进行选择,其次对于那些无法使用衬热的焊缝,可先用手工焊封底,再用埋弧焊来焊接,对于较厚的钢板可采用多层焊的工艺,在T形接头和塔接接头的焊接中,可以采用船型焊接和斜角焊接的方法。最好是焊丝的数目的选择,当选择多丝焊时,一次焊接就可得到大量的熔敷金属,可有效提高焊接速度,降低焊接线能量的输入量，同时焊接变形也比较小，但实际采用多丝焊时由于构件板厚、层数等叁数的不同，对操作焊工的技能要求很高，需要提前针对不同板厚进行焊接工艺实验，得到实际参数值后进行施工。
2.5钢结构焊接变形的控制措施
焊接变形是指在焊接钢结构的过程中,由于施焊电弧的高温引起的构件的变形,以及焊接完成后存在的残余变形现象。在这两类变形中,影响焊接质量的主要方面是焊接残余变形,它也是破坏性最强的变形类型。根据它对建筑结构不同层次的影响分为局部变形和整体变形。根据变形的不同特点则可分为:角变形、收缩变形、弯曲变形、扭曲变形、错边变形和波浪变形。在这些变形类型中,波浪变形和角变形属于局部变形,其他种类的变形则属于整体变形,整体变形是高层建筑中钢结构发生较多的变形类型。因此,在施工时要制定合理的控制和预防变形的控制措施。
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结语
总之，随着社会的进步和科学技术不断创新，建筑钢结构焊接方面的的工艺以及技术也在不断的更新和完善，近些年新的焊接技术不断的被创造和使用到工程施工中去，不仅为建筑钢结构焊接施工带来了更加简单快捷的方法，而且实现了钢结构技术在建筑领域的快速发展，以及钢结构在建筑方面的质量保证，钢结构的焊接水平提高起到了至关重要的作用。
