摘 要：钢结构因其具备质量轻、强度大、抗震好等特性在建筑领域得到广泛的应用，随着我国城市化进程的加快，钢结构的建筑在城市建设中也屡见不鲜。钢结构的连接方法常见有铆钉连接、螺栓连接、焊缝连接，除了少数直接承受动荷载的结构不适合使用焊接方式之外，钢结构中大部分的连接方法会选择焊缝连接，并且可多用于工业与民用建筑的钢结构施工中。介于钢结构所具备的自身特性，要求焊接的工艺标准较高，钢结构焊接施工工序复杂多样，对焊接技术的要求也十分高，在焊接中常出现的问题需要我们及时加以控制，避免返工、误工，提高施工效率。
关键词：建筑钢结构；焊接；裂纹；防止措施
引言
随着科学技术的发展，焊接技术也有了长足的进步，尤其是现代焊接的技术有着非常鲜明的优势和特点，朝着精细化的方向不断快速发展，不过，发展的过程中受到了相应的制约，制约其发展的主要因素是焊接残余应力和钢结构变形控制。在钢结构的多种连接方法中，焊接占据着非常重要的位置，并且这种技术的优势得到了充分的发挥，节约钢材、操作迅速等。所以，对钢结构残余应力和焊接变形控制进行全面、深入地研究是非常必要的。
1.钢结构焊接裂纹的特征及产生机理
1.1热裂纹
建筑钢结构焊接的热烈纹主要是在较高的温度下产生的。假如低合金高强钢中S、P杂质含量超标，焊接在结晶的过程中就会发生偏析，使低熔点的共晶物偏离原来的位置，被排挤到柱桩晶交遇的中心部位，最终形成液态薄膜，而这时由于焊接凝固收缩，极易导致拉伸的应力现象。当拉伸效应发生的应力超出焊接金属具有的塑性时，那么就会造成液态薄膜出现裂缝，最终产生裂纹。
1.2冷裂纹
焊接接头的含氢量是造成冷裂纹的主要因素，其中氢气体是导致焊接延迟的重要原因。焊接过程中氢溶解的现象是较为常见的，通过一段时间的冷却凝固后，氢的溶解度下降，造成氢由于没有跑出而存在钢材当中，导致焊接过程中氢处于饱和状态，就会产生一定的应力。对于裂纹的情况来说，主要是根据氢的含量决定的，氢的含量越大那么裂纹就会逐渐加重。而且焊接接头的拘束度也会影响焊接，导致发生冷裂纹。
1.3焊接变形
变形是钢结构焊接施工中常会出现的问题，焊接变形也会有横向、纵向、侧弯扭曲等多角度的变形，造成变形的原因有很多，主要情况有以下几种：因工件受热不均引起的变形；因工件自身刚度不够而产生的受热收缩变形；因焊接工作人员操作不当而引起的焊接变形，如没有科学合理搭建焊接平台，焊接准备工作不够充分，焊接工件拼接存在问题等等。
1.4焊后开裂
一些钢结构工件在焊接后会出现突然开裂现象，或者焊后在外力的作用下发生断裂，焊后开裂主要是因为焊口在冷却时热应力超出了材料自身强度所承受的范围而造成的，焊后开裂也是焊接施工中一个严重的质量问题，如果不仔细检查，很容易造成安全事故。产生焊后开裂的影响因素也有很多，常见焊接方法不够规范，焊接操作不合格，焊条质量不合格，焊缝根部出现问题等等，因此焊后的裂缝检查工作必不可缺。
2.裂纹的防治措施
2.1焊接施工工艺
首先选择合理的焊接参数，为了确保良好的焊缝成形，特别重要的是选择合适的焊接电流。各种焊接工艺相关工作位置校正后就可以开始进行焊接。焊接过程中为了避免工作位置出现偏差，不得随意移动垫铁的位置。焊接隐藏部分时，首先必须拥有隐蔽验收手续，方能开始下个工序。
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焊接时，电弧应该在大约15mm处焊缝裂纹的木头上点火，然后拉伸，再放回起焊点处。此前停留的这几秒钟，应该作为预热时间。然后将电弧压缩使其变短，焊接熔池填满之前保留焊缝厚度，然后把焊条慢慢向前移动来完成剩下的焊缝焊接工作。为了使电弧燃烧稳定，关键是要对焊接过程进行控制和对焊接参数进行调整。
针对全熔透焊接工艺的要求，如果采用V形或者单边V形、X形、K形坡口糟对接和T形糟接口，这些焊接方法往往会伴随着缺乏焊透，含有熔渣或断裂缺陷，要完善这些缺陷就需要继续进行焊接工作。
2.2焊接工程技术人贝的严格要求
钢结构焊接施工，焊接人员是必不可少的，而且也是钢结构焊接施工质量的确定性因素，因而，一定要确保钢结构施工人员在焊接时工艺水平及质量。一是，上岗焊接的人员，一定是要进行焊接资格及能力等各方面的检验，确保焊接操作人员技能一定是符合要求的，同时，要确保所用的焊接技术人员所用的焊接方法及工艺是符合当前的钢结构焊接方法和工艺的；二是对焊接人员开展有关职业技能培训，通过对他们进行焊接新工艺及技术、焊接新材料的使用、钢结构焊接施工过程中所要注意的各种事项以及安全防范等，提高焊接施工人员整体技能水平，确保钢结构焊接施工质量。
2.3焊后开裂的避免
为了提高焊件质量，首先就应该加强对于钢结构焊件的质量检查工作，第一时间将存在焊后开裂风险的焊件截流，在施工现场内部进行修复，避免其流向下一道程序。其次，目前很多焊件焊后开裂的发生都是因为焊接操作者没有按照既定的流程操作，焊接不规范等现象广泛存在。因此，焊接施工现场的相关领导和各组组长一定要做好对焊接员工的工作监督，提高对他们操作工艺的要求，必要的时候要进行相应指导。比如在对大型钢结构工件进行焊接的时候，不要一味的使用大电流进行拉焊，必要的时候还应该使用小电流进行补充，避免工件因为热应力而产生崩裂现象。另一方面，在焊接过程中如果发现某些区域没有焊透，应该及时的进行补救操作，同时也应该在补救过程直播那个避免工件出现变形和弯曲。最后，钢结构的焊接一定要遵循设计之中所注明的焊接顺序，按照既定顺序进行焊接操作，从而保证钢结构工件焊接过程的科学合理性，从而增强焊接本身的稳定性。
2.4严格把控焊接顺序
根据钢结构形状、高度以及结构形式，可以基于地理位置的分区进行组织建设工作。钢结构安装完成三个或三个以上单位的校正和高强度螺栓终拧，选择都拥有平面焊接梁的柱子作为参照，首先安排在四侧弯曲梁进行焊接，然后扩大到四周进行焊接，再依次随着安装滞后而跟进。钢结构框架的焊接顺序根据不同节点类型，还需要考虑搭接施工的问题，确保安装周期不受影响。建议在安装框架时，试图让搭接时间和焊接施工期协调。柱和梁的节点上对应的两根梁必须同时焊接。同一梁的两端不能同时焊接。
2.5焊接断裂的控制
首先，焊接车间在选购材料的时候就应该充分的对钢材性能进行充分的调研和分析，结合焊接工件成品最终的性能要求来选择合适的材料，而不应该为了节省施工成本而选择那些劣质和廉价的材料。其次，在钢结构焊接设计的时候，应该综合焊接成品整体性能，充分考虑到焊接点的受力情况，优化焊接过程。在这之中，应该尽可能的避免两个焊接工件出现厚度差异过大的现象，焊接材料尽可能的选择一致，给钢结构焊接过程提供优良的初始条件。最后，在钢结构焊接之前，不仅要进行必要的预热，还应该进行焊接预实验。即调整好电流电压以后，现在闲置材料上进行预实验工作，确保无误以后在进行焊件焊接，避免初始电流过大直接穿透材料。
3.结束语
对于焊接结构来说，焊接残余应力跌消除是至关重要的，可为其提供重要的保障，在一定程度上提高其刚度、强度和稳定性等。不过，就当下的形势来说，焊接残余应力跌消除还需要一段时间，必须要对每一个环节进行充分的研究和改变，使其朝着越来越精细化的方向发展。
参考文献
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[3]翟俊峰.浅谈钢结构焊接变形的成因与控制策略[J].中国城市经济,2012(2):230.
论文作者:刘晓欢
论文发表刊物:《防护工程》2017年第1期
论文发表时间:2017/5/11
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