钢结构工程焊接技术重点、难点及控制措施

田美云

摘    要：轻钢结构件是一种全新的建筑工程施工材料，但发展非常迅速，在很多建筑领域都得到了有效应用。就我国目前轻钢结构件发展现状而言，仍然处于发展的初级阶段，在制作工艺和焊接质量控制方面都存在一定的不足，致使生产效率比较低，制作质量及精度还有待提升，为保证我国轻钢结构件工程事业得到持续、健康的发展，开展轻钢结构件的制作工艺和焊接质量控制分析和研究就显得尤为必要。

关键词：钢构件;焊接应力;焊接技术;难点;控制措施

1  引言

钢结构工程项目作为当前工程施工建设中重要的结构部分之一，该结构的使用对于整体上提升工程项目施工建设效率，促使一切建设工作向着科学化的方向发展，提升整体工程质量建设稳定性等方面起着非常重要的作用。但是，在钢结构工程施工建设中，相关操作人员认识到钢结构工程本身作为一项复杂的、需要团队协调配合，才能够促使钢结构施工操作按照操作方案落实，提升工程项目整体施工建设水平。那么，在钢结构施工操作中，焊接操作作为重要的一环，如果相关焊接工作未能及时完成，那么在很大程度上容易导致钢结构在后期运行中出现脱节的现象，给工程项目实现长期运行产生不良影响。因此，在现今钢结构工程项目施工操作中，控制焊接技术是非常必要的。

2  钢结构工程焊接技术重点和难点分析

钢结构工程在实际焊接工作中，一方面，由于外部热力作用在焊接过程中存在不均匀现象，在很大程度上容易引起外部应力的变化，造成焊接变形异常;另一方面，焊接工作人员操作技术水平低，没有结合焊接工作控制焊接应力，焊接操作过程中存在不熟悉现象，同样会造成焊接裂纹、气泡等不良现象。针对以上问题，在实际钢结构工程焊接中，做好焊接变形控制，提升焊接质量，减少气泡和缝隙的出现是非常必要的。

3  钢结构工程焊接管控措施分析

3.1  焊接工艺确定

根据工程实际情况，钢材截面尺寸相对较大，并设置较深的坡口，同时钢板厚度较大，在焊接作业时伴随有明显的应力，极容易引发应力变形现象。对此，需充分考虑多种焊接温度施工状况，探寻在不同条件下焊接工艺的应用效果。具体至本工程中，采取的是横焊与平焊的方式，施工中遵循多层多道焊接的原则。钢板厚度相对较大，经焊接作业后易形成宽度较大的焊缝，相较之下以始端、终端两部分的焊缝长度最大，在缺乏合理技术措施的情况下，将在面层与根部差产生明显的温差现象。对此，在负温度情况下，结束焊接作业后需要展开自检。关于后热温度的检测，此处采取的是温测仪检测的方式，以便获得较为准确的检测结果。

3.2  减少焊接应力集中

在钢结构焊接中，为了有效控制焊接应力，首先，工程人员可以通过改变焊接材料处理。比如，焊接可以选择S、P较高的材料，这样能够有效避免焊接过程中出现不良裂缝现象。其次，有效控制整个焊接工艺。焊接工艺控制工作进行中，控制焊接的电流和一次性焊接的速度，尤其焊接速度的有效控制，这样才能够为热量实现持续性的传递奠定基础，避免出现应力过度集中的不良现象。最后，工程人员在焊接之前进行相应的预热处理和焊接完成后做好相应的冷处理也是非常必要的。通过以上两个方面的操作，能够有效控制焊接出现裂缝的现象。

3.3  高强钢高效焊接对焊接材料的需求

尽管高强钢的整体性能较好，但相比于低合金钢而言，更要注重焊接材料的选择，现阶段以ER50与ER55级材料为宜。部分情况下，高强钢的强度等级相对更高，需确保焊材强度，同时要适当加大强度配比。例如：若高强钢屈强比≥0.85，在对此类材料焊接时以低氢型焊接材料为宜，且为了避免钢材与焊材焊接不同步的问题，所用钢材的抗拉强度也是重要的考虑因素，当达到800MPa时不允许使用低强匹配焊材。而在后续高强钢焊接材料研发工作中，主要突破方向便是高强钢焊缝金属合金化，将焊接材料作为过渡途径，实现合金元素的有效转移，使其进入到焊缝金属内。

3.4  反变形焊接

轻钢结构件在拼装时，需要通过焊接工艺试验，最大限度地降低焊接变形，促使轻钢结构件向焊接变形的反方向进行预变形测量。此种方法需要进行试验，并合理调整焊接标准，按照焊缝的实际设计要求，选择规格及材质相同的轻钢结构件进行焊接试验，以确定焊角的高度、焊接形式、焊缝形式等。等冷却到室温后，再测量翼板变形量，以测量值作为压制反变形的参数。然后在翼板中心线上用压力机压出变形量的具体数值，保证两端呈现上翘状态，用以抵消焊接时形成的变形量。

3.5  焊接应力的消除

焊接过程中易形成应力，为避免这一现象，需注重如下内容。常规构件较可行的是焊后锤击方法要求构件处于受热状态，此时利用手锤多次敲击焊缝（此操作应注重对称性与均匀性），可达到焊缝收缩补偿的效果，从而控制焊接残余应力。局部加热方法通过对焊缝周边进行加热可达到消除残余应力的效果。关键性构件较可行的是焊后熱处理方法将焊件放置在炉中并采取加热措施，使其达到特定温度后再冷却，此方式的应用效果较好，且得到了广泛应用。不同材料的回火温度存在差异。

3.6  严格控制装配和焊接顺序

第一，轻钢结构件制作时平台要具有标准水平面和标准刚度，至少要保证构件在自重压力作用下，不下沉、不失稳，保证轻钢结构件具有足够的平直度。对于截面呈现对称的轻钢结构件，在装配时要严格遵循先整体装配再焊接的原则，并且焊接时要采用对角焊接方法。第二，以合适的焊接顺序一次完成。对于屋架端部的基座、桁架、屋架的天窗架支和承板应预先拼焊成部件，矫正后再拼装到桁架和屋架上，桁架和屋架的焊接顺序是先焊上、下弦连接板外侧焊缝，然后焊上、下弦连接板内侧焊缝。第三，先焊接腹杆和连板的焊缝，再焊接腹杆、下弦、上弦之间的垫板。桁架的一面全部焊接完成后翻转，再进行另一面焊接工作，其焊接顺序与屋架相同。采用手工焊时，应同时安排4个焊工从上、下弦中间向两端进行对称焊接。

3.7  提升操作人员水平能力

首先要不断完善焊接操作人员的职业教育培养体系，通过理论与实践的系统化学习，大力开展校企合作，要培养出一大批具备专业技术能力与一定焊接经验的焊接职业人才。其次，要做好对焊接专业毕业生的岗前培训工作，要结合企业焊接工作或产品的特点对其进行针对性的培训，并用模拟件对培训情况进行考核，考核合格的才能进入实际操作岗位。这一步可以融入在校企合作中，企业可以先在职业院校中进行选拔，选拔的学生可以提前进入企业进行针对性的钢结构焊接训练，将岗前培训融入进职业教育中，使学生能够在学校与企业岗位之间实现无缝对接。

4  结束语

综上所述，本文结合理论实际，分析了轻钢结构件的制作工艺和焊接质量控制。分析结果表明，轻钢结构件是目前钢结构工程施工的主要材料。为保证轻钢结构件制作质量，需要从制作工艺、焊接质量两个方面入手进行严格控制。轻钢结构件的制作工艺包括切割、焊接、表面处理三个步骤，任何一个步骤控制不当，都会影响总体施工质量，需要严格按照轻钢结构件应用情况，对各道工序严格控制。在焊接质量控制时，可从做好施工前的准备工作、反变形焊接、合理放样和下料、严格控制装配和焊接顺序等方面同时入手，最大限度地保证轻钢结构构件制作质量。

参考文献：

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