论述钢结构施工中机械焊接工艺的应用

摘要：随着钢结构的发展，由于钢结构焊接而引发的质量事故与安全隐患时有发生。钢材料的焊接技术是保证钢结构的必要条件，文章对钢结构施工中机械焊接工艺进行了研究。

关键词：钢结构施工；机械焊接；应用

钢结构具有自重轻、建设周期短、适应性强、外形丰富、维护方便等优点，其应用范围广泛，随着焊接技术和设备的发展，目前在钢结构的建设中主要的焊接技术可谓种类繁多，工艺或简单或复杂，但是都在不断地追求焊接技术的进步和焊接质量的提高。

一、对机械焊接技术的分析

1、机械焊接技术综合

钢结构具备自重轻、适应性强、应用便利的优势，从而使得焊接工艺的规模增大且被普遍利用，当今社会焊接工艺的快速发展使得焊接工艺的种类也随之增加，焊接工艺的发展过程，都是以追求焊接工艺质量的不断提升，在焊接的过程中特别要注意每一个步骤，详细按照焊接的工序进行施工，可以将焊接手艺分为气保焊、压力焊、钎焊和手工电弧焊。

2、钢结构焊接施工分析

1）焊接加工：依照施工图放样和号料时要预留焊接缩短量和加工余量，按照放样作样板，钢材的标准规定：钢材下料前必须先对规定的钢材进行材料分析，改正后的偏差值不要超过标准的许可偏差值，从而保障了下料的质量，热加工的型钢先进行热加工，待冷却后再号孔，钢板预埋件及其他零件切割钻孔及喷防腐漆处置。

2）吊挂臂安置采取焊接：需要对焊接的节点进行认真检查，调整吊挂臂中的坡度值，在检查精确无误后再进行焊接，靠边一条吊挂臂精确无误后，安置另一边一条吊挂臂，就位精确后点焊，然后以此两条吊挂臂为基准拉出吊挂臂的最高、最底标高线，并焊接无缝钢管时，先焊接然后再进行错误部位的矫直，采取型钢时为使论型钢与钢板预埋件紧贴，应按标准进行铲去楞角，对接焊缝应在焊缝的两头焊上引弧板，其材质和波口型式与焊件要求一样，焊接完成后再磨平处理。

3）质量校准：吊挂臂的设备装置好后，应对连接点周围进行质量检查，要求保障其达到标准的质量规定，吊挂臂要保证其挂臂竖向面的不垂直度，受压对吊挂臂竖向面的侧面下垂，吊挂臂坡度，包括对吊挂臂受力状况及整个设备的质量方面的质量的校准要达到标准规定。

4）防锈喷漆：应及时清理焊接过程中产生的熔渣及飞溅物，不锈钢件要求喷白漆防锈喷漆处置，涂料及漆膜厚度应按照规定的标准值进行处理，对于以肢型钢内侧的油漆不得漏涂。

二、钢结构施工中机械焊接

1、焊接的質量

由于焊接工艺关系到全部钢结构的安全性和稳定性，尤其是大型的钢结构焊接中，焊接工艺的质量方面有着较高的建设标准，要对焊接工艺方面的质量和焊接部位的焊接点的质量进行分析，要求达到规定的值才可以进行下一步施工，尤其是两种焊接材料之间的焊接，实质上相当于两种金属物质的新的融合的程序。焊接点是影响焊接质量的首要部位，因此在焊接时应当重点加强对焊接点的质量控制中要保证焊接工艺的规范性，采用合理有效的措施加强对焊接结果的检测，务必消除焊接中的质量隐患，可以有效地进步焊接质量，加强对钢构件的安全性，在焊接时要控制好焊接工艺操作的规范性，取得高效的焊接结果。

2、焊接的反变形

实际生活中因为焊接的工艺的题和钢构件的利用环境所形成，会导致焊接点周围出现变形的现象，这类环境影响了焊接工艺领域内的焊接的发展状况，对此要加强对焊接反变形工艺的研发工作。现实焊接工艺中的利用情况由完善焊接转向至各个环节的步骤，以加强焊接质量的方式减少变形的工艺。当前使用的反变形工艺中的新的操控中的残余角变形的方式，其中的规范是在焊接开始时对焊接的材料方面进行合理的布置，施加弹性的反向变形，操控热弹塑性有限元法来假设焊接工艺的进程，加强对焊接布局的弹性反变形，焊接前应施加弹性反变形在焊接后角变形趋于零。

3、低温焊接

焊接钢构件有时会导致焊接点的断裂情况出现，原因是低温现象导致的，尤其是当钢构件中存在缺口时，断裂产生的几率更大，科学研究焊结构件断裂的问题产生，结果表明低温焊接可以有效地削减断裂现象的产生。由于低温焊接时要对焊接点的预热分析，所以对此要加强重视，在预热时要按照四周的环境温度合理的进行焊接的预热与后热，同时也可以在预热的过程中加强对调剂焊缝金属的微合金化的控制，同焊接工艺配合，使焊缝金属中的针状铁素体可以取得较好的焊缝强韧性，从而使得焊接工艺的水平可以随之提高进而保障了工程的实体质量。

4、钢结构焊接的变形

焊接变形是指在焊接钢结构的过程当中因为施焊电弧的高温引发的构件的变形，导致了焊接完成后存在的残存变形情况，在这两类变形中影响焊接质量的重要问题是焊接残存变形，它也是破坏性最强的变形焊接，要按照它对建筑结构的影响、变形情况和团体变形进行分析。这种焊接情况中的波浪变形和焊接角变形都是局部变形，对于别的变形情况则是整体变形，整体变形是属于高层建筑中的钢结构中产生较多的类型，所以在焊接施工时要加强对变形的合理控制以及对焊接的防止变形措施。

三、焊接技术新工艺的发展

1、研发新的焊接反变形技术

由于通常所采用的焊接技术不是高温就是高压，因此在焊接过程焊接母件在高温、高压的作用下在焊接处会发生变形，这种变形一般称之为母件应力热应力变形。这种情况限制了焊接领域内技术的发展和焊接业务的扩大；对关乎千万人生命的建筑安全产生了极大危害。母件的应力变形主要可以分为：纵向变形、横向收缩变形、弯曲变形、角变形和波浪变形等五种变形。在实际焊接工作对主要是通过完善焊接工作的各个环节以提高焊质量的方法达到反变形的目的。而对于新的反变形技术，虽然也有研究，但是成果并不丰富。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。

2、低温焊接

由于焊接的过程中产生的高温、高压会在某种程度上影响母件的内部结构的稳定性，因此在实际的焊接操作过程中时常会出现母件断裂的问题。一是由于母件的质量存在问题，二是由于母件内的低温与母件外焊接产生的高温形成极强的温差使母件外臌内缩导致断裂。尤其是当母件本身即存在缺口的情况下更是常见。解决母件断裂的最有效的手段就是在焊接过程中不产生温差。那么就需要在焊接过程中使用低温焊接。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。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。焊接工艺参数设定：冷却条件的改变影响相变，热影响区的组织取决于钢材的化学成分和焊接的冷却条件，同时也影响扩散氢的逸出和焊接应力的改变。焊接热影响区的冷裂纹大多数在马氏体内部产生，焊接区冷却速度过大易产生马氏体组织。在工程中应注意以下几条原则：尽量减少焊接残余应力。限制结构拘束度。焊缝所处的工况完全不同，焊缝中心产生偏析，低温焊接防治冷裂纹的同时，还须防范由于结构拘束度大，照搬工艺试验的结果很可能适得其反，甚至造成严重后果。尽量选用电加热。只要母件受热均匀就不会出现内部结构的问题，应尽可能的选择电加热这种加热方式。

结语

随着人们对钢结构的焊接施工质量问题的关注，所以相关的施工人员在对钢焊接的施工中要掌握先进的焊接工艺方法，加强对焊接施工技术的学习和研究，在焊接施工中要控制钢结构的精度，对施工工序严格把关。

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