浅谈钢结构施工中焊接技术的应用

摘要：

本文主要从钢结构焊接施工前的准备、钢结构焊接的要点、钢结构焊接过程中的常见问题及其原因探讨、焊接技术新工艺的发展等方面进行分析和说明。

前言

由于钢结构具有综合力学性能高、焊接密封性能好、便于拆装、重量轻、生产周期短等优点，因此在造船、航空、机械、运输、水电、石油化工等行业得到广泛的应用，焊接技术在钢结构施工中发挥着巨大的作用，同时也存在着很多问题，研究钢结构施工中焊接技术的应用是非常必要的。

1.钢结构焊接施工前的准备

1.1焊接从业人员的要求

1.1.1进入施工现场前，焊工的合格证必须报监理审核，再由甲方发放统一的焊工上岗证。

1.1.2所有进入施工现场的焊工，应持有《特种设备焊接操作人员考核细则》中相关合格项目的焊工证，并在有效期内，无证焊工以及证件在有效期外的焊工不能进场。

1.1.3焊工焊接过程的控制执行公司企业标准一压力容器安装作业指导书《焊工资格控制程序》。

1.1.4所有特种作业人员包括焊接技术人员，质量检测人员及无损检测人员均应有国家专业机构考核颁发的证书。

2.焊接工艺

2.1焊接工艺评定

施工单位首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、接头形式、焊接位置、焊后热处理等各种参数及参数的组合，应在钢结构制作及安装前进行焊接工艺评定试验且试验合格。采用合格的焊接工艺评定制定焊接工艺指导书。

2.2焊接作业条件

焊接时，作业区环境温度、相对湿度和风速等应符合下列规定。当超出本条规定焊接时，应编制专项方案：

2.2.1作业环境温度不低于-10℃；

2.2.2焊接作业区相对湿度不应大于90%；

2.2.3当手工焊和自保护药芯焊丝电弧焊，焊接作业区最大风速不应超过8m/s；当气体保护电弧焊时，焊接作业区最大风速不应超过2m/s。

3.钢结构焊接的要点

3.1钢结构的连接

在钢结构中，柱子截面一般多为箱形截面或者宽翼缘“工”字形，另外还有“十”字形截面等等，梁多数是焊接或者轧制的“H”型钢梁，如果要求特殊也可以符合截面，在安装前要对主要的焊接接头做焊接工艺的试验，定出焊接的材料和各项参数。

3.2焊接方法的选择

选择焊接方法应根据产品的结构、尺寸、形状、材料成分、接头形式以及对焊接接头的质量要求，加之现场的生产条件、技术水平等，选择最经济、最方便高效并且能保证焊接质量的焊接方法。为了正确的选择焊接方法，必须要了解各种焊接方法的生产特点及适用范围（如焊件厚度、焊缝空间位置、焊缝长度和形状等）。同时，考虑各种焊接方法对装配工作的要求，如工件坡口和所需生产工艺装备等，焊接质量及其稳定程度，经济性如劳动生产率、焊缝成本、设备复杂程度以及工人劳动条件等。选择了焊接方法以后就可以根据焊接方法的工艺特点来确定焊接材料。

3.3钢结构焊接工艺审查

对钢结构进行工艺性审查的目的是使设计的钢结构在满足技术要求、使用功能的前提下，符合一定的工艺性指标。在进行焊接结构的工艺审查时，主要审查以下几个方面：1.是否有利于减少焊接应力与变形2.是否有利于减少生产劳动量3.是否有利于施工方便和改善工人的劳动条件4.必须有利于减少应力集中5.是否有利于节约材料和合理使用材料。

4.钢结构焊接过程中的常见问题及其原因探讨焊接过程中的缺陷

4.1焊接缝隙尺寸不合要求

导致焊接缝隙不合尺寸的主要原因有焊接的电流过小或者是过大，或者是运条的角度和速度不当，以及构件的焊条边缘切割不平等，这些都是产生焊接缝隙尺寸不合要求的主要原因。

4.2气孔

气孔也是焊接缺陷的重要表现，导致发生气孔的原因有焊接部位没有清洁干净，焊条没有依据规定进行烘干，另外在进行气保焊的使用过程中气流不合适也是十分重要的原因。

4.3裂纹

导致裂纹除了焊条自身质量存在严重问题之外，还有定位点的准确选择，如果构件上的定位点的设置比较少或者是测量过程中零件本身就存在着一些比较大的误差，则会在组装时发生难以组装的状况。另外对于那些本身厚度比较大的构件，如果没有进行预热的情况下再进行焊接也很容易发生开裂的情况。

4.4夹渣

夹渣主要是焊接的过程中冶金反应的产物，导致夹渣的原因主要有焊层形状不良、对坡口角度的设计方面不当。在电流比较小的情况下，焊速过快也很有可能会造成焊渣难以浮起。

5.焊接技术新工艺的发展

5.1研发新的焊接反变形技术

实际生活中，由于焊接技术的限制和钢构件的使用环境所致，经常会出现焊接处变形的情况。这种情况限制了领域内技术的发展和业务的扩大。从实际情况来看，变形主要分为纵向、横向收缩变形、弯曲变形、角变形和波浪变形等，因此有必要研发焊接反变形技术。目前反变形技术的一个创新是利用残余角变形的方法，主要的技术规范是在焊接开始前对焊接材料进行技术处理，施加弹性的反向变形，利用热弹塑性有限元法来模拟结构的焊接过程，确定焊接结构的弹性反变形规律：焊接前施加弹性反变形的结构在焊接后角变形趋于零，效果十分理想。

5.2低温焊接

焊接钢构件有时候也会出现断裂的问题，主要是由于低温造成的，尤其是当钢构件中存在缺口的时候，断裂发生的概率更大。科学研究焊结构件断裂的原因，结果表明低温焊接能够有效地减少断裂事件的发生。因为低温焊接比较重视焊接时对焊件的预热，并根据周围的环境温度进行调节预热与后热。同时也可以通过调整焊缝金属的微合金化的程度，同焊接规范相配合，使焊缝金属产生针状铁素体而获得理想的焊缝强韧性，从而取得焊接工艺评定试验的成功，确保工程实体质量。

6.结束语

钢结构有很多优势，其焊接技术要重点注意，严格按照国家标准来进行施工，结合具体施工情况进行调整，只有这样才能使整个工程的质量得到保障。