钢结构工程焊接技术重点难点及控制措施

钢结构工程焊接技术重点难点及控制措施

许恒1  ,顾景玉2

身份证号码：211002198609292015

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　　【摘 要】在钢结构设计以及施工中，设计越来越新颖，使我国钢结构工程出现了蓬勃发展的现状。钢结构的焊接技术，促使了我国钢结构迈向成熟，使我国已经成为名如其实的钢结构大国。然而，研究钢结构工程焊接技术的重点和难点尤为重要。基于此，本文针对相关问题进行分析，以供参考。

　　【关键词】钢结构;焊接;重点;控制

　　1 钢结构应用的优点以及缺点分析

　　在现代工程建设中，钢结构得到了广泛的应用，主要是因为它具有良好的优势。钢结构的优点主要包括强度高、塑性和韧性好、跨度大、承载力高，不仅可以应用于各种工程，而且可以显著提高工程的整体质量。此外，钢结构在一般情况下很难受到外界的影响，变形较小。但是，钢结构也有自己的缺点。钢结构工程使用的材料以钢材为主，钢材的腐蚀性能较差。这个问题在薄壁结构中最为突出，所以很容易被腐蚀。因此，该建筑将在后期修复，从而浪费更多的人力和物力。另外，钢结构工程的耐火性不高，如果建筑发生火灾，会给工程带来不可避免的损失。

2.钢结构焊接技术的重难点

在钢结构的实际焊接过程中，会受到外界热量的影响，使焊接不均匀，容易引起外界应力变化，使钢结构焊接异常。此外，焊工专业水平不高，焊接时焊接应力控制不好。不熟悉的操作也会影响焊接，造成焊接气泡或裂纹。要解决上述问题，需要在实际工作中控制焊接变形，从而避免气泡和裂纹的产生，从而提高整个焊接工程的质量。

3钢结构工程焊接质量问题分析

3.1材料的影响因素

主要包括以下几点：在实际焊接中，氢气会在焊缝中扩散，从而影响焊接接头。这种现象的问题主要是由于环境的影响或钢材表面清洁不充分造成的。此外，钢结构中使用的氢含量应严格控制在规定范围内，100克时一般最小值小于5毫升。项目使用的焊接材料进场时也应严格控制，并按批号进行试验和记录。如果测试结果不符合相关标准，则不应使用。使用二次保护焊时，需要在焊枪喷嘴和保护罩上涂抹防溅膏，有效防止氢含量增加，需要注意。

3.2钢材材质的影响

主要包括以下几点：第一，我国钢结构使用的钢材品种与其他国家上市的钢材品种不同。部分钢结构产生焊接缺陷的原因是母材厚度达不到标准要求，这也与母材的性能密切相关。此外，钢材会含有磷或硫等有害物质，在轧制过程中会出现硫化物夹杂或其他材料缺陷，使板材受力不够均匀，发生分层或撕裂。如果出现这个问题，很难修复。因此，中医重视板块的选择和应用。一般来说，板材的厚度等于或大于五厘米，拉伸时，根据国家制定的相关标准，分数应在允许的范围内。

4钢结构工程焊接技术要点

4.1基于视觉感知的焊接技术

该技术主要利用激光扫描来识别部件和待焊接零件的特征。视觉系统捕捉到信息后，将其传输到控制系统和焊接数据库。控制系统根据接收到的信息规划路径并修正偏差，焊接数据库根据接收到的信息选择匹配的机器人进行工作。从目前的情况来看，视觉感知技术被公认为是解决非标元器件焊接问题的最高、最有前途的技术。然而，由于钢结构尺寸大、规格多、技术要求更复杂，这项技术并没有实质性的突破。可见，只有最先进的非标钢机器人焊接才能解决这些疑难杂症。该技术的主要应用如下：(1)通过对钢结构和焊缝的三维模型进行建模，减少了传统的人工工作量，从而在一定程度上提高了整体工作效率。(2)通过有效识别钢构件或焊缝的位置，可以简化固定程序中的点与实际点之间的差异，也可以起到很好的纠偏作用。然后，利用编辑好的程序对多点弧点进行定位，提高了焊缝的识别度，提高了生产效率。

　　4.2 离线编程的焊接技术
　　这项技术的工作原理主要是：确定需要焊构件的模型、再提取焊接作业的轨迹到机器人按照轨迹进行构件的焊接。这项技术可以实现规模化生产，但是此项技术在设计阶段、加工等阶段都需要根据实际情况进行改变和调节，在结束这些程序之后，还要进行相关验证，如果符合标准才可以加以推广使用，所以说这项技术在短期内是很难实现理想效果的。从目前情况来看，钢结构在智能制造中大部分都是选择这种方法的，这种方法主要适用于批量大、规格一样、标准不高的构件，并不适用于结构复杂或者是大型的构件。
　　5 钢结构工程焊接管理与控制措施
　　5.1 正确处理焊接变形
　　在进行焊接工程中，需要最大程度的降低焊缝截面积，需要充分满足连接施焊量。另外，焊脚尺寸可以决定焊缝的强度，还可以增大应力的集中系数。为了降低焊缝的金属量，对焊缝和板厚而言，可以开出不同的坡口，最为常见的就是X型、V型等。同时，还要坚持焊缝量越少的原则，因为焊缝量越少说明焊接的质量越高。另外，还要选择合适的板厚，所有焊缝都应多层焊接，并且焊缝的布置应尽可能靠近中和轴。同时还要坚持对称原则，中和轴周围的焊缝必须尽可能平衡，以减少变形的发生。
　　5.2 控制焊接残余应力

　　在进行焊接残余应力的时候，一方面需要控制焊接缝隙的尺寸，需要将尺寸控制在最小的范围，这样可以有效提高焊接的整体质量。另外一方面，需要控制焊接缝隙的拘束度。最为主要的一点是要做好技术交底工作，在工程实施中需要严格按照相关制度进行操作。最后，由于钢结构焊接残余应力主要是由钢结构本身的强度影响的，所以说，相关人员需要降低钢结构的刚度，使钢结构收缩自如，从而有效的控制应力。
　　5.3 选择合适的焊接材料
　　首先，基礎钢材料需要具有良好的强度，可塑性、韧性、疲劳性和可焊接性需要达到标准，以确保随后的焊接质量。焊接材料的选择应遵循相等强度，相等韧性和相等组成的原则，以使所选的焊接材料与待焊接的母材具有良好的相似性。其次，对于形状复杂或厚度较大的钢结构，应选择抗裂性强的低氢焊条。这是因为焊接金属在冷却过程中会产生很大的收缩应力，从而导致焊接材料开裂。选择合理的焊接顺序可以使焊接产生的收缩力达到平衡。第三，在焊接低合金钢的过程中，如果这些低合金钢的强度不同，则可以保证最终的焊接质量，并根据实际的强度来提高钢结构工程的最终质量。第四，在钢结构工程的焊接过程中，由于外部局部条件的影响而无法完成翻转的问题时，必须选择可以进行全位置焊接的焊条。
　　5.4 对焊接工艺进行评定试验
　　在实际的焊接工程中，如果要保证钢结构的焊接质量，就需要对焊接工艺评定试验进行设计，这也是评定焊接接头质量要求是否达标的凭证。在进行焊接评定后，相关工作人员要根据评定的标准来设计焊接工艺指导书，从而为焊接质量提供强有力的保障。如果企业是首次选择钢材或者是焊接材料，也要对焊接工艺进行设计和评定，将最终的结果以及报告进行记录保存和整理。如果在实际的工程中，有了焊接工艺指导书作为基础，就会对焊接的整体质量起到提高的作用。
　　6 结语
　　综上所述，在钢结构焊接工艺中，需要对焊接重点和难点进行有效的管控，主要从降低应力、控制焊接变形等方面进行，只有将这些工作做到位，才可以提升钢结构的整体水平，从而满足整个工程的质量。
　　参考文献：
　　[1]戴为志.钢结构行业发展对焊机及焊材的需求趋势[J].金属加工（热加工），2019（18）：17-20.
　　[2]李石峰，占长志.分析钢结构焊接技术及其质量管理[J].科技创新导报，2019（23）：61.