新時期鋼結構建筑焊接工藝技術研究

發布時間：2020-08-03所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次

摘 要： 摘要：在二十一世紀，隨著我國市場經濟的飛速發展，建筑行業也因此受益實現了飛速前進，其中鋼結構建筑處于建筑行業的優勢地位。而鋼結構建筑的焊接工藝技術便是影響鋼結構建筑的質量與安全性的重要因素，在建筑施工中起到了至關重要的作用，鋼結構的焊接工

　　摘要：在二十一世紀，隨著我國市場經濟的飛速發展，建筑行業也因此受益實現了飛速前進，其中鋼結構建筑處于建筑行業的優勢地位。而鋼結構建筑的焊接工藝技術便是影響鋼結構建筑的質量與安全性的重要因素，在建筑施工中起到了至關重要的作用，鋼結構的焊接工藝技術更是直接決定了建筑工程的質量。以下將通過分析新時期下建筑鋼結構的特點與焊接工藝技術的類型，對鋼結構建筑焊接變形原因和防治變形等方面進行細致研究。

　　關鍵詞：新時期;鋼結構建筑;焊接工藝技術

　　引言：在制作和鏈接鋼結構時，焊接工藝技術已是不可或缺的一項關鍵性技術，然而其焊接過程中的變形問題一直是焊接工藝的美中不足。不僅會影響鋼結構建筑的美感，還在一定程度上可能造成焊接物體的報廢，因而給企業與個人帶來經濟損失。因此，研究鋼結構建筑焊接工藝的特點和防止變形等方面尤為重要。在新時期的發展條件下，我們不僅要對焊接工藝技術研究，還有發現該技術中存在的問題，從而進行改良與優化。

　　新時期建筑鋼結構的特點

　　(一)形狀的多樣性

　　近年來，隨著國家方面政策的支持與調整，鋼材的產量有了大幅度的提升，并且在建筑中對于鋼材結構的使用理念也有了轉變，鋼材以自身獨特的結構特點以及技術工藝被大范圍的應用到建筑工程之中。因此，為了滿足建筑的需求特點，鋼材的生產方對鋼材的結構形狀進行了多元化的設計，鋼材的結構形狀也日益出現新穎的造型。一些不規則的建筑里面應用的鋼材也是不同尋常的，例如鳥巢等建筑。

　　(二)材質的多元化

　　隨著我國各方面技術水平的提升，許多行業或者冶煉技術都進行了改良與優化。在鋼材的冶煉中，也改變了傳統的冶煉方法與技術，開發了許多新品種的鋼材，進行改變主要是依據兩個因素：一是鋼材結構的種類與鋼材結構的構成要素。改變鋼材的冶煉材料，調節元素比例，由低碳鋼轉換為低合金高強鋼等，從而改變鋼材的材質，適應不同的用途，滿足建筑的需求。

　　(三)強度高、重量輕

　　傳統的技術下也練出來的鋼結構為了保持硬度，質量通常都比較沉重，在搬運、安裝、焊接的過程中，操作都比較困難，為建筑施工帶來了一定的難度。新時期的鋼結構在這方面做出了改良與優化，在保證材料的硬度基礎上，改變鋼結構的密度與受力截面，改變冶煉的方式與材料的種類與混合比例。使冶煉出來的新時期鋼結構重量更輕，方便運輸與安裝，增加其承載能力。

　　耐熱性好

　　為了擴展鋼結構的應用范圍，增加其用途，新時代鋼結構的耐熱性能也有所提高，在一百五十度下，基本沒有變化，因此，新時期的鋼結構也可應用到熱車間當中。這種耐熱性能主要是采用隔熱板來實現的，而且對于有些特殊性的建筑來說，耐熱性能是鋼結構的必備的硬性功能，必須滿足一定的條件。

　　二、鋼結構焊接工藝的類型

　　(一)低溫焊接施工工藝

　　該施工工藝是指再低溫的環境下，選用低氫或者超低氫焊材進行烘焙與保溫的一項技術措施。再實施該技術前，要在焊接的作業區搭建防護棚，將焊接工作在封閉的區域內完成，減少焊接過程中熱量的損失。若是沒有搭建防護棚的條件，也可以采用其它簡易的設施來進行防護。在焊接的過程中要注意以下幾點：第一，控制預熱與層間溫度，因為是低溫焊接，所以進行預熱的溫度要低于常溫，一般情況下低于二十度。第二，加大定位焊時的熱輸送，從而增大焊接面的黏合力與長度，減少焊接出現的收縮裂紋。第三，運用合理的焊接方法，在建筑行業當中，許多施工都在追求先進的技術手段，因此，在這里時存在一個誤區的，施工者通常認為應用的技術手段越先進越好，這樣一來對于具體的技術來說就缺乏合理性與科學性了。第四，在進行焊接后，對焊接的部分進行及時的熱保溫處理。這樣一來氫氣可以進行擴散性的逸出，避免冷卻過快出現冷裂紋的情況。

　　(二)高強度焊接施工工藝

　　該焊接工藝首先強調的是焊材選配的原則，強匹配。利用高強度的焊接材料進行接頭，將各方面性能控制在相應的母材最低標準之上。與此同時，還有兼顧焊縫塑性與沖擊韌性的要求，使其達到相應的標準。在焊接時應嚴格控制層間溫度和焊接線能量，防止接頭出現弱化現象。

　　(三)厚鋼板焊接技術

　　該技術是比較典型的一種焊接技術，也是當前應用比較少的一種焊接技術，我國的國家體育場鳥巢的鋼結構就是應用該技術完成的。大量鋼結構工程采用厚鋼板，促進了厚鋼板焊接技術的發展，同時也豐富了建筑用鋼的范圍。厚鋼板焊接的重點就是防治由于焊接而產生裂紋或者變形，因此，在施工過程中要重點考慮采用的坡口形式、預熱和層間溫度、以及焊后的保溫處理等環節步驟。

　　三、鋼結構焊接變形

　　(一)焊接變形的主要類型

　　主要分為焊接中因高溫引起的變形和最影響焊接質量的焊接殘余變形。焊接殘余變形的影響具體可分為整體扭曲變形和局部變形(角變形及波浪變形)，而根據其變形的形狀特點也可分為角變形、波浪變形和扭曲變形。其中整體變形在焊接鋼結構建筑中最容易發生。

　　(二)焊接變形的主要因素

　　其主要因素之一便是鋼結構的剛度，剛度的強弱主要受鋼結構的尺寸大小及截面表部影響。當鋼結構剛度過低時，要按照合理的焊接順序將其對稱位置作為鏈接縫。此外，焊接細縫的位置和數量也是焊接變形的主要因素。而焊接工藝也一定程度上影響著焊接變形的程度，因此，一定要選擇科學的焊接工藝措施和方法。最后，在超高層鋼結構焊接施工中，高空作業較多，焊接施工難度大也是其原因之一。

　　四、防治鋼結構焊接工藝的變形措施

　　(一)焊接節點控制

　　控制焊接節點主要是在設計階段進行的，第一，結合具體的施工計劃與施工實際情況，嚴格確定焊接縫隙的數量、大小以及長度。第二，對于焊縫破口的大小以及形狀進行科學、合理的計劃，再設計完成后，也可以根據實際情況進行適當的調整，在一定程度上保證鋼結構的承載能力。第三，在保證施工質量的前提下，盡可能將節點的位置與建筑物的截面相對稱，避免節點靠近高應力區，降低建筑的穩定性。第四，嚴格控制節點之間的距離，盡可能減少節點之間存在交叉對稱的位置，增強建筑的承載能力。

　　(二)再熱裂紋的預防

　　因為在鋼結構的焊接過程中，會殘留許多無作用的物質，也就是在施工過程中添加過量的物質。因此，在焊接完成后，要對其進行消除，而最好的消除辦法就是高溫回火，但是這種消除方法會使鋼材出現不同程度的裂紋。這主要是因為殘留的物質相對于集中造成的，所以，要想預防裂紋的出現，就要控制殘留物質，不得使其出現集中的情況。通過研究發現，當前可以應用焊條碳化處理來避免殘余物的相對集中，進而避免再熱裂紋的出現。

　　(三)鋼結構焊接工藝的改進

　　根據當前焊接工藝的研究，分析焊接技術的各個環節與主要步驟，可能從以下幾個方面進行改進。首先，鋼結構的組裝順序與焊接順序，這是最容易被忽視的環節，在對于不同的建筑類型上，組裝的順序與焊接技術一定要嚴格執行相關的標準，對于規模不同的建筑，采用的順序可以進行細微的協調。其次，做好焊接變形的預防工作，與此同時還有設計出發生變形的相應措施。最后，在焊接設備的選擇上要符合施工的規模與施工特點。

　　五、結語

　　總之，對于鋼結構焊接工藝來說，其中還存在許多不足，在新時期的技術發展中，我們要逐漸重視起來，對其進行滲入的研究，確保該技術手段能夠有進一步的提升，與建筑行業發展相匹配。——論文作者：張春富

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