钢结构施工中机械焊接工艺简述

张志清

摘 要：钢结构是现代施工技术中具有较好发展前景与应用价值的结构形式，随着钢结构普及，不仅在建筑施工中，甚至在航空、水电、机械等领域钢结构都得到广泛应用。钢结构具有质量轻、拆装便利、施工简便、施工效率高等优点，能够有效促进成本降低、经济效益提升。但钢结构工程质量受其焊接技术影响，若在施工过程中因焊接技术水平不足或施工监管不力等因素产生焊缝不牢问题，会严重影响到钢结构整体施工质量，产生严重的安全问题，威胁人们生命财产安全，造成经济损失，不利于社会稳定。因此需要对钢结构焊接技术进行探讨，为钢结构施工质量提升提供条件。

关键词：机械；焊接技术；钢结构；施工

1 钢结构应用优缺点比较及选材

随着人们对工程质量要求提升、需求增加，新型施工技术层出不穷，与其他施工技术相比，钢结构具有较多优势，为工程项目带来较多经济效益，因此广受欢迎，是目前工程项目中应用较普遍施工技术。

1.1 优势

在施工过程中，钢结构各部分零件能够进行批量生产，可在施工现场进行安装，具有较高施工效率，有效缩短了施工周期；与混凝土结构相比，钢材料抗压能力强、强度高，截面更小，当处于相同施工条件下，应用钢结构能获得更多空间；钢结构所应用施工材料能够循环利用，从而达到减少资源浪费、促进施工绿色环保能力提升的目的；鋼结构质量轻，为柔性结构，具有较好韧性与抗震能力。

1.2 缺点

钢结构与混凝土结构相比耐火性较差，当达到一定程度高温状态时，钢材会迅速将热量传遍整个结构，导致强度与刚度大大降低，出现结构崩塌，从而影响建筑安全，因此需要重点关注其防火措施建设；钢结构在应用过程中随应用时间增长极易出现氧化问题产生铁锈，铁锈越多结构应力越集中，若不及时进行保养与维护，会使建筑稳定性下降，无法保证安全，导致建筑使用寿命缩短，经济效益降低，因此要加强防腐施工，降低氧化速度，保障建筑质量。

1.3 选材

我国现阶段普遍使用高强度、低合金以及碳素结构钢这两种类型作为建筑钢材，国家相关部门对钢材质量进行监督管理并制定相应制度标准以规范操作。在对钢材进行选择时，应从屈服强度、抗拉强度、C含量以及S、P含量进行考虑，保证以上因素符合国家相关标准，同时也需要对材料的环保性能进行考量，因此要关注材料所含化学成分，对钢材性能、品种以及规格进行仔细核对，确保各项数据皆为合格项后，应用于钢结构施工中。主要的机械焊接技术种类根据具体焊接过程的不同，可以将焊接技术分为气保焊、压力焊、钎焊和手工电弧焊四大类。根据焊接过程的不同，可以将焊接方法分为熔化焊和压力焊。在熔化焊中又分为其它熔化焊和电阻熔化焊。压力焊分为电阻压力焊和其它压力焊。钢结构制作具有形式多样，结构复杂，所以常用的钢结构制作焊接方法为熔化焊中手工电弧焊、熔化极气体保护焊、埋弧焊和电渣焊。（一）手工电弧焊：具有设备简单，操作灵活，适应性强，可达性好，抗风能力强，对焊工操作技术要求高，生产效率低等特点。因此手工电弧焊只在复杂的产品，空间位置狭小，不易实现机械化和特殊材料的焊接中得到广泛应用，因生产率低的原因逐渐被熔化极气体保护所替代。（二）熔化极气体保护焊：具有效率高、熔深大、焊接速度快、焊接变形小、全位置焊接、灵活性强、外来气流影响大等特点。目前熔化极气体保护焊是现在普遍采用的焊接工艺方法。（三）埋弧焊：生产效率高、焊接质量好、容易实现机械化自动化、劳动条件好、一般只焊接平焊或横焊位置、不适合焊小件、薄件、不便于观察。埋弧焊接方法在钢结构制作，造船，容器制造中获得了广泛的应用。（四）电渣焊是一种利用熔渣熔化填充金履带和被焊工件表面，而使金属产生结合的焊接方法。实为电阻焊的一种形式。电渣焊方法在钢结构中得到最广泛的应用。具有很多独特的优点，如焊缝金属熔敷率高、焊接缺陷产生倾向小以及自动焊等。

2 钢结构施工的焊接技术

2.1 焊接技术的定义

焊接技术就是使用焊接材料（焊条或焊丝）在高温或高压条件下，将两块或两块以上的母材（待焊接的工件）连接成一个整体的操作方法。

2.2 焊接方法分类及特点

熔焊：气焊；电弧焊[手工电弧焊；埋弧自动焊；气体保护焊（二氧化碳气体保护焊；氩弧焊）]；电渣焊；等离子弧焊；电子束焊；激光焊；铝热焊。这一类焊接方法具有共同的特点，利用局部热源将焊件的接合处及填充金属材料（有时不用填充金属材料）熔化，不外加压力而互相熔合，冷却凝固后而使牢固的接头形成。压焊：接触焊（点焊；缝焊；对焊）；冷压焊；磨擦焊；超声波焊；真空扩散焊；爆炸焊；高频焊。这一类焊接方法的共同特点是，焊件不论加热与否均施加一定压力，使两结合面紧密接触产生结合作用，从而使两焊件连接在一起。钎焊：钎焊与溶焊相似，却有着本质的区别，它是采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点却低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。

2.3 焊接工艺

选择适当的焊接工艺，平焊、立焊、横焊、仰焊等；采用短弧焊接，弧长一般为2mm～4mm。焊口清理；检查坡口、组装间隙是否符合要求。焊缝内不能有油污和锈物。烘焙焊条时要规定的温度与时间，从烘箱中取出焊条后，要放在焊条保温桶内保存。焊接速度；要求等速焊接，保证焊缝厚度、宽度的一致，从面罩内部熔池中铁水与熔渣要保持等距（2-3mm）焊接根据焊条型号不同而确定，一般要求电弧稳定，酸性焊条一般为3mm～4mm碱性焊条一般为2-3mm。焊接角度通常有两个方面，一是焊条与焊接前进的方向之间夹角为60[?]～75[°]；二是焊条与焊接左右之间夹角有两种情况，当焊件厚度相等时，焊条与焊件之间的夹角均为45；当焊件厚度不相等时，焊条与较厚焊件一侧的夹角应大于焊条与较薄焊件一侧的夹角。每条焊缝焊到结束时，将弧坑填满后要往焊接方向相反的方向带弧，使弧坑甩在焊道内。焊接结束，采用气割切除弧板，并修磨平整。

3 结束语

钢结构在我国经济发展与生产生活中占有重要地位，通过对钢结构的应用能够大大提升工程项目整体质量，促进其稳定性与安全性提升，使用寿命较长且施工过程中不易受外界因素影响。与其他施工结构相比有着更高水平抗震性能，是拥有极高强度的结构，在施工中能促进施工成本降低、提高施工效率，因此具有普及推广价值。作为钢结构施工中关键环节，提升对其焊接技术的关注度、促进焊接水平提高能更好发挥钢结构效用。为促进施工质量提高，需要提高焊接技术水平，加强焊缝检查，完善监督管理制度，严格依据操作标准进行施工，从而保障施工质量。

参考文献：

[1] 刘松涛，陆思杰.钢结构施工中机械焊接工艺探讨[J].山东工业技术，2015（12）：117.

[2] 龚剑，周虹.上海中心大厦结构工程建造关键技术[J].建筑施工，2014（2）：91～101.

[3] 段斌，孙少忠.我国建筑钢结构焊接技术的发展现状和发展趋势[J].焊接技术，2012（5）：1～7.

[4] 许世雄.浅谈高层建筑钢结构施工技术与工艺[J].科技创新导报，2010（13）.

[5] 蔡学彬.阐述高层钢结构焊接现场施工工艺[J].四川建材，2010（2）.