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摘要：随着时代的变迁，大跨度建筑、高层建筑成为建筑发展的主要方向。而在这样的建筑中，钢结构因其自重轻、抗震性好、建设周期短、外形丰富、维护方便等显著优势被广泛应用，而钢结构的焊接工艺及焊接性能直接影响到钢结构工程的安全性和可靠性,本文主要对钢结构的焊接工艺进行探索研究,希望能对类似工程的制造焊接起到一定的借鉴作用。
关键词：钢结构；焊接工艺；探讨
引言
鉴于钢结构所具有的自重轻、结构性能好等优点，钢结构较传统的钢筋混凝土结构更适合于厂房的施工应用。随着钢结构的广泛应用，钢结构焊接工作也显得更加重要，因此，一定要深入分析钢结构焊接工艺的具体流程和措施，提升钢结构焊接的效果和质量，避免焊接出现各种问题。
1钢结构焊接的基本要求
在焊接前，应检查并确认所用焊接设备工作正常，仪表工具良好齐全。对于外观要严格要求的钢结构构件，在对焊缝外观质量不符合标准要求的，必须及时进行修磨处理。尤其是焊接球节点网架焊缝、螺栓球节点网架焊缝以及圆管T、K、Y形节点相关线焊缝，其内部缺陷分级以及探伤方法应分别符合国家相应焊缝标准规定。焊接的材料选用相对讲究，要求不同钢结构材料要对应不同的焊条，对于Q235钢材料则采用E4303焊条；而Q345钢材料则采用E5015焊条。产品检验试板材质、板厚、坡口尺寸，轧制方向应与所代表的杆件相同，并应接在首件一同时施焊。当不能接在杆件上施焊时，必须用与所代表杆件相同的焊接条件施焊。而对于工程中存在异种材质焊接，则应当根据母材的抗拉强度级别相同的焊条，在焊接高强钢时，因母材溶入影响，焊缝金属实际抗拉强度比焊条牌号的名义强度高得多。这时可以选用抗拉强度低一等级的焊条，以有效地使焊缝金属与母材实际等强；最终焊接材料按照母材低强度材质选择。焊接次序则考虑到由于所焊接部位的间隙不同，应先焊接间隙小的部位，再焊接间隙大的部位，这样才能焊接造成的构件变形。多层焊的每道焊完后，必须将熔渣及缺陷清除干净，并经确认无裂纹缺陷后，再焊下一道。
2焊接施工流程
3高强钢焊接施工工艺
3.1焊材选配原则
3.1.1强匹配。强节点弱杆件：焊接材料熔敷金属的强度、塑性、冲击韧性高于母材标准规定的最低值。焊接接头(焊缝及热影响区)各项性能全面要求达到母材标准规定的最低值。
3.1.2兼顾焊缝塑性。厚板焊接时按厚度效应后的强度选配焊材，节点拘束度大时可在1/4板厚以下配用低强焊材。
3.1.3满足冲击韧性要求。必须重点选择焊材的韧性，使焊缝及热影响区韧性达到钢材的标准要求。
总之，对于高强钢的焊接，应根据钢材本身的强化机理和供货状态，综合考虑其性能要求，合理选择焊接材料和试验方法对其焊接性作出评价，制定合理的焊接工艺以指导实际焊接生产。
3.2最低预热温度确定方法
3.2.1裂纹试验控制。根据斜Y坡口试样抗裂试验确定最低预热温度。
3.2.2硬度控制。根据一定碳当量的钢材，其不同板厚T形接头角焊缝热影响区硬度达到350HV对应的冷却速度(540℃时)，查表确定焊接线能量。
3.2.3根据裂纹敏感指数、板厚范围、拘束度等级、熔敷金属扩散氢含量确定最低预热温。
3.2.4根据接头热输入、冷却时间和钢材的特定曲线图确定最低预热温度。
3.3焊接质量控制
3.3.1控制热输入与冷却速度。控制焊接电流、电压、焊接速度以及熔敷金属800℃—500℃区间的冷却时间。
3.3.2控制焊缝中碳/硫/磷/氮/氢/氧的质量百分比。选用优质碱性低氢焊材，采用良好的操作手法充分保护熔池金属(短弧、限制摆动、倾角稳定)。
3.3.3应力与变形控制。选用高能量密度、低热输入的焊接方法，如气体保护焊；用小线能量，多层多道焊接；减小焊接坡口的角度和间
隙，减少熔敷金属填充量；采用对称坡口，对称、轮流施焊；长焊缝应分段退焊或多人同时施焊；用跳焊法避免变形和应力集中。
4低温焊接施工工艺
4.1焊材的选择
在低温环境中，应尽量选择低氢或超低氢焊材，对焊材严格执行烘焙和保温措施。
4.2焊前防护
在焊接作业区域搭防护棚，使焊接区域形成相对封闭的空间，减少热量的损失，若无条件搭设防护棚，应该采取其他有效措施对焊接区域进行防护；气体保护焊时，焊接气瓶也应采取相应措施进行保温。
4.3焊接质量控制
4.3.1预热与层问温度。低温环境下的预热温度应稍高于常温下的焊接预热温度，加热区域为构件焊接区各方向大于或等于二倍钢板厚度且不小于100mm范围内的母材，焊接层间温度不低于预热温度或标准(JGJ81—2002)规定的最低温度20℃(两者取高值)。
4.3.2加大定位焊时的热输入。适当加大定位焊的热输入，增大焊缝截面和长度，并采用与正式焊接相同的预热条件，不在坡口以外的母材上打弧，熄弧时弧坑一定要填满，可以有效减少由于定位焊接引起的收缩裂纹。
4.3.3采用合理的焊接方法。尽量使用窄摆幅，多层多道焊，严格控制层间温度。
4.3.4焊接后热及保温。焊接后及时对焊接接头进行后热保温处理，有利于扩散氢气的逸出，防止因冷速过快而引起的冷裂纹，同时适宜的后热温度还可以适当降低预热温度。
5厚钢板焊接技术
建筑钢结构中厚钢板得到大量的使用，如北京新保利大厦工程使用的轧制H型钢翼板厚度达到125mm，国家体育场(鸟巢)工程用钢最大板厚达110mm。大量钢结构工程采用厚钢板，促进了厚钢板焊接技术的发展，同时也丰富了建筑用钢的范围。厚钢板焊接的关键是防止由于焊接而产生的裂纹和减少变形，应主要考虑以下几点：第一，选用合理的坡口形式,像尽量选用双u或X坡口，如果只能单面焊接，应在保证焊透的前提下，采用小角度、窄间隙坡口，以减小焊接收缩量、降低焊接残余应力。第二，合理的预热和层间温度。第三，后热和保温处理。
6焊接质量检测与返修
6.1焊接检测的范围
外观检查所有焊缝。外观检查应按GB50221-2001表4-7-13的I级规定的检查标准进行，所有焊缝均应符合标准，不得有凹陷、气孔、未熔合、裂纹、咬边等缺陷，并做好自检记录。
6.2选择受检焊缝
当焊缝无需百分之百检验时，对受检焊缝应在工程监理的同意下，随机抽样；在同一组焊缝抽查中，出现一个不符合标准的焊缝时，抽检数量应扩大一倍，扩大抽检数量后，若检查仍不合格，那么同组内焊缝都应检验平；无损检验及抽检。焊件在冷至常温后至少24小时，方可进行无损检验，检验应按JGB11345-89《钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级方法》规定的标准进行，检验等级应符合规定，通过UT检测后出具探伤报告。一级焊缝：超声波探伤，抽检率为100％；二级焊缝：超声波探伤，抽检率为20％。
6.3焊缝返修
（1）返修前应编写返修方案，方案经工程技术负责人审核后，报送监理工程师审批完方可实施。（2）返修焊缝应严格控制返修质量，焊缝同一部位返修次数不得超过两次，返修的工艺和质量要求应与原焊缝相同。（3）焊补时，引弧应在坡口内进行；熄弧时，应填满弧坑；多层焊的各焊层之间接头应错开。（4）返修焊缝应连续施焊，如不可避免中断时，应采取保温措施，谨防裂纹产生。（5）返修焊缝应填报返修施工记录及返修前后的无损检测报告作为工程验收存档资料。
7结语
总而言之，钢结构焊接的过程中，一定要掌握科学合理的焊接工艺，同时，要明确焊接的一些具体的方法，确保钢结构焊接工艺科学有效，确保焊接的质量符合要求。
参考文献
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