关键词：建筑；钢结构；高强钢；高效焊接技术
引言
随着经济发展和建筑钢结构技术的进步，采用更高强度等级的高强钢是建筑钢结构发展的必然趋势。作为建筑钢结构制造、安装主要手段的焊接技术，毫无疑问必将发挥关键的作用。目前及在可预见的未来，建筑钢结构焊接技术的水平、存在的主要质量问题及发展方向值得关注和探讨。
1高强钢焊接特点与难点
1.1高强钢的焊接性影响
①焊接过程中粗晶区的脆化。在焊接接头中，晶粒脆化对接头的性能影响较大，因此，重点防治接头中临界热影响区脆化、多层焊时临界粗晶热影响区脆化、过临界粗晶热影响区脆化及亚临界粗晶热影响区脆化极为重要。②热影响区晶粒长大倾向。对于高强钢而言，焊接时焊接热影响区会出现严重的晶粒长大倾向，此类问题不仅会造成焊接热影响区组织的脆化，同时还会造成热影响区组织的软化，对焊接结构不利。
1.2高强钢焊接需要注意的问题
①减少热循环次数。主要通过在钢结构的下料切割工艺中采用新技术、减少或取消碳弧气刨以及采用“不清根”焊接技术等三项举措来达到。②科学确定高强钢预热温度。确定高强钢预热温度不能一概而论，钢材及其规格不同，采用的方法不同，均可获得较为理想的结果。但高强钢焊接预热温度确定正规的技术路线必须服从焊接应用理论，必须进行新钢种焊接性试验；同时推荐应用国际通行的SHCCT图和微观金相来加以判断和分析。③高强钢减少焊接HAZ停留时间。高强钢焊接不宜摆动，采用“多层多道错位焊接技术”来获得优质的焊接接头。④采用小热输入、大熔深的焊接方法进行焊接，达到减少微合金元素的烧损，增加焊接HAZ熔深的目的。
2建筑钢结构高强钢高效焊接技术应用要点
2.1合理选择焊接材料
相比低合金钢，虽然高强钢在使用结构方面具有较多优势，但是却对焊接材料的使用具有更苛刻的要求。高强钢高效焊接技术在实际应用中，焊接材料大多使用的是ER55级、ER50级的焊接材料，而如果所用高强钢具有更高的强度级别，需要焊材在与强度配比相符合环境下，适当增加所选强度配比。比如焊接作业中使用的高强钢其屈强比不低于0.85，那么在焊接操作中为了避免出现超过800MPa抗拉强度等调质钢焊接冷裂纹，需要适当采取一定后热及预热措施，并同时选择超低氢型、低氢型焊接材料。因为焊材与钢材有着差异化的研究进程，所以如果焊接钢种的抗拉强度超过了800MPa，那么所选焊材就不能考虑低强匹配型。在高强钢焊接材料今后研发道路中，需要着重研究高强钢焊缝金属合金化，也就是通过焊接材料，将所需合金元素向焊缝金属当中过渡。
2.2控制好使用环境要求和使用条件
根据环境因素分析，焊接作业中的环境要求和使用条件都分为室内和室外，但是对于设备的使用以及建构筑物来说，环境要求及使用条件就包含较大差异。对于钢结构建构筑物来说，由于其荷载通常包括静载、疲劳荷载，其中疲劳荷载又大多是高周疲劳，所以技术通常在自然环境条件下实现应用；对于压力容器来说，其荷载包含高压荷载、中压荷载、低压荷载以及疲劳荷载，而疲劳荷载又大多是低周疲劳，所以技术在实际应用中，其环境及使用条件通常是高温或者低温的自然环境条件。对疲劳荷载进行单独对比，不能直接说低周疲劳和高周疲劳哪个具有更恶劣的使用环境，只能对比各自的特点。但是低温、高温、承压这些使用要求是只有压力容器涉及，甚至要承受及时乃至上百MPa压力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆相比静载、常温状态，承受低于-100℃的低温状态或者超过几十乃至600℃的高温状态，会对焊缝质量提出更高要求，并且对焊接工艺参数设定以及焊接材料选择等都具有更高要求。
2.3把握焊接工艺方法
建筑钢结构高强度高效焊接技术在实际使用期间，常用焊接方法包含三种主要类型，分别是钎焊、熔焊还有压力焊，并细分为二十多种焊接方法。根据钢结构焊接规范相关规定，建筑钢结构高强钢焊接操作适合使用的方法有电渣焊、埋弧焊、焊条电弧焊、气电立焊、气体保护电弧焊、栓钉焊、自保护电弧焊等，还可结合实际情况组合使用多种焊接方法。这些方法都是熔焊类型，通过进一步对比和分析，可看出建筑钢结构高强钢焊接方法具有耐用、高效、焊接设备经济性强、操作灵活等特点。经过一系列分析，建筑钢结构高强钢焊接操作期间，焊接材料需要具备良好的焊接性，并且被焊建构筑物对应使用工况条件以及焊接环境都比较宽松，使用的焊接工艺还有方法比较简单，还容易操作，所以焊接技术总体具有较高的可操作性。
3建筑钢结构高强钢高效焊接技术发展方向
3.1材料强度和特殊用途的发展
建筑钢结构高强钢高效焊接技术在未来发展过程中，首先要关注材料强度以及特殊通途的发展。一方面，屈服强度大于460MPa乃至490MPa的高强钢，是未来技术研究的重点。在实际研究和发展中，为了对抗震规范要求不相符相关问题实现有效解决，需要适当修订抗震规范，或者积极开发新钢种。同时，要对超低强刚加强研究。超低强刚指的是建构建筑物设计的抗震节点使用的钢材屈服强度比195MPa要低。我国目前针对这种类型的钢材，具有较为成熟的焊接技术，不过要通过熔化极焊接工艺实现焊接操作，就要对相关焊接材料实现进一步研发。另一方面，要对高强钢材料用途加强研究。在实际研究中，需要着重关注钢材自身所存在的不足，根据未来发展趋势和市场需求，对耐火钢、耐大热输入钢以及耐候钢等具备特殊性能的钢材进行开发和应用。
3.2设备的发展
高强钢高效焊接技术发展中，设备属于重要影响因素，在焊接智能化、自动化发展过程中，需要对焊接相关设备加大创新和研究力度。设备发展中，有两个影响因素，即技术与价格。与技术因素相比，价格因素比较简单，并且在工作环境与条件逐渐完善，人力资源成本逐渐增加过程中，价格因素会逐渐从障碍因素转为动力因素。但是技术因素具有较大复杂性，除了智能化、自动化技术自身存在的复杂性，其与目前制造施工规范、设计体系、习惯性生产方式以及型钢生产水平等都存在较大关系。所以，要促进建筑钢结构高强钢高效焊接技术发展，并实现自动化、智能化生产，需要及时升级与优化既有制造与设计体系，从以往粗放式焊接管理模式向精细化方向发展。
3.3焊接从业人员的发展
质检人员、操作人员以及技术人员是焊接从业人员主要类型，为了有效促进高强钢高效焊接技术发展，需要对这些从业人员加强技术培训和教育，促使无损检测人员、焊工等关键从业人员获得上岗资质之后，才能参与焊接作业。同时，要健全的建立职业教育体系，修订教育相关标准，提高教育要求，切实提高建筑钢结构高强钢焊接技术应用效果。
结语
研究开发超高强钢、耐候钢、耐大热输入钢及耐火钢，努力推广焊接自动化、智能化是改善产品质量，提高产品性能和生产效率的主要途径。
参考文献
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[3]胡建春,高建文.X100高强管线钢钢管半自动焊接技术[J].煤气与热力,2017(7):20.
论文作者:冯永辉 付玉轩 李波 娄海健
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第9期
论文发表时间:2019/8/15
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