钢结构工程焊接质量控制要点分析

钢结构工程焊接质量控制要点分析

徐景刚

关键词：建筑钢结构；焊接技术；发展趋势；创新

引言

建筑钢结构焊接技术的发展有赖于整体建筑行业施工技艺的成熟完善，从当前建筑行业发展态势看，钢结构装配式建筑型式开始更多地应用于建筑实践当中。相应地，作为建筑钢结构施工核心关键技术形式，钢结构焊接技术也要适应形势发展，在焊接材料、焊接设备、焊接工艺及操作步骤上精益求精，促进建筑钢结构焊接技术的发展。

1钢结构工程焊接质量管理存在的主要问题

（1）缺乏健全的机制。基于当前国内钢结构工程焊接管理水平来讲，仍然停留粗放型阶段，没有任何实质性的突破。同时我国钢结构产业起步相对较晚，但是在钢结构实际管理中，管理机构职责划分不明确，管理不到位等问题。尤其管理力度不足，则充分说明了管理机构趋于形式化，这对于施工单位的经济效益具有严重的影响。（2）管理手段相对较为落后。为了满足钢结构工程需要，提高钢结构工程焊接管理水平，加强钢结构工程焊接管理模式创新具有重要的意义。尤其现阶段，国内在钢结构焊接管理过程中，基于诸多传统因素所影响，致使目前焊接机械化水平不高，基础较为薄弱。同时焊接设备与焊接技术更新速度较慢，焊接质量管理方式具有一定的单一化特点，致使整体焊接管理质量偏低。（3）素质水平不齐。基于钢结构工程行业劳动强度、以及薪资待遇所限制，导致钢结构工程行业缺乏专业型人才。同时诸多方面的人员不愿意投身此工作中，致使钢结构工程焊接质量管理人员整体素质偏低，缺乏较强的工作能力，整体水平参差不齐。此外，钢结构焊接环节较为复杂化，焊接工序较为繁琐，对于从业人员要求相对较高。尤其在高层建筑钢结构焊接时，其焊接难度系数较高，需要各部门相互配合才能够完成。

2焊缝连接的应用

钢结构是由钢制材料组成的结构，是建造大跨度、超高和超重型建筑的理想结构，在实际工程中应用非常广泛。美国新海湾大桥是世界上跨度最大的单塔自锚抗震悬索钢结构桥梁，能确保每天27万辆车通过。该大桥的总用钢量高达4.5万t，大桥在制造期间遇到最大的工程难题是钢塔的制造，单根塔柱结构形式复杂，刚性强、变截面、不等边、五边形的钢柱形状给钢板之间的连接带来了难题。美国新海湾大桥钢塔上钢材连接采用的是在普通焊缝连接方式上加以创新的的窄间隙电液焊。钢塔焊缝需要的组件中，有4台进入爬梯的机器，其他装置包括轻质移动梯平台、冷却滑块定位板、熔嘴定位和夹紧系统、双丝电极驱动系统、冷却水歧管、足够长的焊接电缆和六个冷却滑块。每11m长的熔嘴材料必须从一个水密容器中撤出，并小心地降到焊缝接头开口处，额定焊接速度为每分钟37mm，每道焊缝大约需要4.5h才能焊完。由于施焊时能够直接接触到的焊接接头有限，大桥的焊接有一定难度。我国振华重工企业承建了大桥4.5万t钢结构的焊接工作，并提前5个多月完成既定任务，一举成为国内首家通过“相控阵技术检查的大桥钢构高精尖焊接”企业。2013年，新海湾大桥正式通车,也标志着我国焊接技术的进步和成熟。

3钢结构变形预防

在焊缝的布置过程中，需要严格控制焊缝与焊缝之间的距离，避免其彼此之间距离过近。当零件尺寸与材料尺寸出现不符的情况下，尽可能的减少拼接焊缝，或者不进行拼接焊缝。与此同时，焊缝布置需要与轴线两侧保持对称，以此来减少焊接变形，或者焊接应力集中等现象。在零件与构件进行连接过程中，尽可能的规避不同截面，或者不同厚度截面进行连接。为了保证连接处截面或者厚度相同，则需要在构件与零件进行连接过程中，根据缓坡形式改变截面厚度和形状，避免因应力过大而增加其变形的几率。电焊机选择是否合理，在很大程度上有助于预防钢结构变形具有重要的意义，在电焊机的选择过程中，要保证电焊机电流电压的稳定性，或者其负荷用量。在普通钢结构的焊接过程中，焊接人员可选择交流焊机进行焊接。对于焊接要求较高的钢结构来讲，此时可选择直流焊机进行焊接操作。同时可运用埋孤自动焊对钢结构中角焊接的对角进行焊接。此外，可使用二氧化碳保护焊对要求较高的厚薄钢结构焊缝进行焊接。钢结构的组装平台、放样、以及制作等，需要具备标准的水平面。对于平台的支撑刚度来说，通常情况下主要运用拉线法或者仪表进行测量，以此来保证构件不会因自重作用而导致失稳下沉。

4建筑钢结构焊接技术创新趋势

4.1在建筑钢结构焊接与切割工艺上不断创新

建筑钢结构建筑型式具备了建筑主体空间大、绿色环保特点突出、建筑跨度高、施工效率快等性能优势，在建筑实践中应用渐趋广泛。建筑钢结构要确保主体的安全性，对钢结构连接技术进行深入研究及技术更新至关重要。钢结构焊接技术是建筑钢结构发挥自身功能作用的重要保障和技术支撑，建筑钢结构焊接与切割工艺的创新空间巨大，市场前景广阔。例如，在钢结构切割和焊接上，随着工业智能化技术的发展延伸，用于智能切割及焊接的设备已列入研发范围，如大面积铺展应用，建筑钢结构焊接及切割将更为便捷，还可同步减少焊接原材料使用量，从而为制造质量及安全性能更好的建筑钢结构做好铺垫。

4.2在建筑钢结构自动焊接技术上加以创新

建筑钢结构施工中，工业水平发展较快的国家在焊接钢结构建筑时逐渐开始使用自动焊接技术形式，反映出其钢结构建筑施工技术更具成熟度，与此同时也使钢结构建筑在质量性及强度表现上更加具有优势，并实现了焊接效率的显著提升。我国在钢结构建筑焊接技术创新上也在将自动焊接技术作为一个重要方向加以研究，在建筑焊接结构向大型化，重型化和高精度方向发展的同时，自动化焊接技术，如焊机程序自动控制，数字控制，数控焊接机械手及焊接机器人等将大范围涌现，从而提高焊接生产水平，改善焊接安全条件。

结语

综上所述，随着钢结构工程不断深入发展，无论在建设规模还是具体数量方面，都取得了较为显著性的发展成效。钢结构的连接与稳定性，在钢结构中占据重要的地位。因此，在钢结构施工过程中，施工单位要逐渐提高对钢结构性能与设计的认识，加强对钢结构施工管理，提高钢结构的承载力，增强钢结构强度。此外，施工单位还需要结合钢结构施工要求，选择科学合理的施工工艺，尽最大程度化消除钢结构存在的缺陷。与此同时，要加强钢结构焊接管理，做好焊接变形与应变、焊接残余应力、焊接裂纹防治环节控制管理，提高钢结构焊接质量，进而全面提高钢结构施工质量。

参考文献

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