摘要：厚板高强钢广泛应用于机械、矿山等领域，焊接作为其应用中最主要的连接方式，焊接性能直接关系到设备构件的安全可靠运行。近年来，运用实验研究和数值模拟相结合的方法研究厚板的焊接性能日益受到关注。本文主要从厚板高强钢焊接技术以及钢结构厚板高强钢焊接工艺在建筑工程中的应用分析这两方面作了简要的分析，以供参考。
关键词：建筑钢结构；厚板高强钢；焊接工艺
引用
钢结构工程是我国基础交通设施的构成部分，其质量的高低影响到区域经济的发展。钢结构的焊接技术是否合理对钢结构工程质量产生直接影响，文章主要对厚板高强钢焊接工艺进行研究分析，以期提高钢结构工程的施工质量。
一、焊接工艺
（一）焊材的合理选择根据国家规范GB50661-2011中对焊接材料的推荐使用标准，同时结合焊接工艺性能、焊接材料“等强”匹配原则及不同焊接工艺环境下焊材使用后对母材影响程度来进行选用
（二）坡口的制定由于厚板焊接工程量大、难度高，若采用窄而深的小坡口进行焊接，则不仅焊缝成型系数偏小，影响一次结晶,而且在拘束应力大的前提下进而导致焊接热裂纹的产生；若采用大坡口进行焊接，不仅焊接量大大增加，焊缝的焊接残余应力也大大增加，这对钢结构体系初始应力的控制极其不利，同时也影响工程工期。考虑到厚板焊接接头填充量、焊接质量及焊接残余应力等方面的影响。
（三）焊接组合新工艺为了实现高质量、高效率、可靠性高的厚板窄间隙焊接，需解决窄而深的坡口内侧璧焊接熔合质量、焊接飞溅聚集、工艺参数稳定性及焊接操作的可靠性等问题，避免坡口内焊缝金属的一次结晶产生区域偏析，进而产生热裂纹。鉴于上述原因，提出如下焊接工艺方法：打底焊：采用改造型喷嘴的实芯CO2气体保护焊。该方法首先保证窄间隙坡口环境下的顺利焊接；其次利用GMAW的高效及熔深优点，提高焊接质量和效率。填充焊：采用双弧双丝自动气保焊接。一方面利用其熔咀的优势取代了埋弧焊机头熔咀无法进行窄而深的焊接，另一方面其焊接效率较手工焊有大幅度的提高，能够很好的保证焊缝的质量。盖面焊：采用双丝埋弧焊接。主要是提高焊接效率，保证焊缝的表面质量，获得良好的观感效果。
（四）焊接工艺措施多层多道错位焊接技术：多层多道焊及合理的焊接规范可减小焊接热输入，从而有效控制焊接变形和焊接应力。在多层多道焊接技术的基础上，加入焊接接头每一道次错位连接，即：接头不在一个平面内，通常错位50mm以上。这种技术其显著优点就是上一层次对下一层次进行了有效的热处理，特别适合于高强钢厚板的焊接。在应用时，可以消除焊接冶金过程中柱状晶并使晶粒细化。道间温度控制：根据国家规范GB50661-2011要求，在焊接过程中，最低道间温度控制在不低于预热温度。道间温度应在焊缝金属或相邻的母材金属处测得，测量时间选择在电弧经过之前的焊接区域内瞬时测得。由于焊缝较长，未能焊到的地方应采取保温措施。防止温度降低过快，如果焊接区域温度过低，应重新加热。后热与消氢处理：为了加速焊接接头中氢的扩散逸出，防止焊接冷裂纹的产生，焊后及时后热及消氢处理是防止焊接冷裂纹的有效措施之一。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆特别是对于氢致裂纹敏感性较强的厚板焊接接头，采用这一工艺不仅可以降低预热温度，减轻焊工劳动强度，而且可以采用较低的焊接热输入使焊接接头获得良好的综合力学性能。焊缝锤击消应力措施：焊缝锤击焊接过程中，在热状态下使用带有小圆弧面的锤锤击焊缝金属。使焊缝得到延展，减小焊件的残余收缩应力。锤击应均匀、适度，避免因锤击过分而产生裂纹。在低于300℃时，锤击力不宜过大；在100℃以下时，禁止锤击。
二、钢结构厚板高强钢焊接工艺在建筑工程中的应用分析
（一）工程施工钢结构的焊接要求与装置
首先要对现代钢结构的要求进行分析：基于当前的施工技术来看，传统的铆接结构已经被全焊结构取代，同样的铆接与焊接结合的方式也被取代；随着经济的发展和车辆的增加，桥梁需要承受的荷载也在不断上升，对钢材的强度与厚度的要求更高，质量控制也更加严格；列车的行车速度有了巨大的提升，尤其是动车与高铁的出现颠覆了以往的列车行驶速度，因此对钢槽的动荷载的承载能力、抗疲劳性能等要求越来越高，许多工程所处的环境非常恶劣，存在严寒等极端天气，要求钢材的焊接接头等具有更好的保温性能。对焊接的质量要求越来越高，以保证在荷载过程中的高强度、抗疲劳性能以及抗低温韧性等；要求施工人员熟练掌握焊接工艺，能够进行不同接头与不同规格钢板的焊接；对材料的质量要求高，严格的进场试验，不允许使用质量不合格的材料；要求在施工中使用新技术和新工艺，以提高焊接效率，节约工程成本。钢结构敢接装置主要有以下几种：机械装置，基于不同的焊接要求，使用不一样的焊接系统，其中点焊接系统有机械、供电以及控制装置。为了适应焊接工艺的要求，加压机构使用双行程快速气压传动机制，通过人工方式对手柄进行控制，进而调节焊接的开口程度。通常先将接的短行程张开，将电源接通，设备处于通电状态，然后将手柄启动、加压，当一个焊接周期完成之后会循环到最初的短行程张开的状态；然后是供电装置，点焊接的供电电路有焊接回路、变压器、开关等。在工程中使用较为广泛的交流电阻焊接功率为200kW，20V的次级输出单相电压。焊接的枪臂要求能够承受较大的电流，因此焊钳需要有着较好的导电、导热以及强度、刚度；第三则是控制装置，主要用于为系统提供信号，电阻焊机电流的接通与切断，同时还需要对故障实施检测与处理。
（二）钢结构的焊接技术
首先是高强钢的焊接技术，需要选择具有强匹配以及强节点弱杆件，要求焊接材料的熔敷金属的强度、冲击韧性以及塑性等都高于木材的标准值，兼顾焊缝的塑性，在进行厚板的焊接时按照厚度效应之后的强度选择焊材。在焊接过程中需要严格控制焊接质量：热输入与冷却速度、焊接的电流与电压等；选择高能量密度以及低热量输出的焊接方式，气体护焊、多层多道的焊接方式，减小熔敷金属的填充量；使用对称坡口进行轮流焊接，非常长的焊缝采用分段退焊或者是同时多人焊接的方式，采用条焊法防止出现变形与应力集中的情况；高强钢的焊接应当基于钢材的强化机理与状态，综合考虑施工质量要求选择有效的焊接工艺。其次是低温焊接施工工艺，在低温环境中选择低氢的材料，并对其采取有效的保温施。在焊接前做好其余的防护棚搭设工作，让焊接区域能够形成相对封闭的空间，减少低温环境造成的不良影响。同时严格控制焊接的质量：在低温环境下，注意预热的温度应当适当高于常温环境中的预热温度，焊接的曾建温度不能够低于预热的温度；适当增加焊缝的面积与长度，只在坡口上打弧，将弧坑填满能够避免收缩裂纹的出现；使用摆幅的方式，多层多道焊，温度要严格控制好。
三、结语
以上各项工艺技术措施和方法经过本工程的实践应用，在厚板箱形构件焊接中明显提高了焊缝的质量，收到了良好的效果，为国内同类工程厚板焊接技术方面提供了有效的参考。
参考文献:
[1] 张发荣, 何志涛, 姜殿忠, et al. 建筑钢结构厚板高强钢焊接工艺研究与应用[J]. 金属加工(热加工)
[2] 张心齐, 翟子山. 建筑钢结构厚板高强钢焊接工艺研究与应用[J]. 工业c,
论文作者:孟红利
论文发表刊物:《防护工程》2019年12期
论文发表时间:2019/8/30
标签：厚板论文; 钢结构论文; 焊接工艺论文; 质量论文; 裂纹论文; 应力论文; 温度论文; 《防护工程》2019年12期论文;