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摘要:建筑钢结构具有自重轻、建设周期短、适应性强、外形丰富、维护方便等优点,其应用越来越广泛。我国的建筑钢结构有以下特点:外观上,结构形状新颖独特,标新立异,体现了这个时代个性张扬的特点;材料的选用上趋向于越来越多的使用高强度、大厚度钢材,而且随着材料制造工艺水平的不断提高,铸钢、奥氏体不锈钢、复合钢板也得到越来越多的应用。焊接作为构建钢结构的一种主要的连接方法,在建筑钢结构中发挥了重要的作用。据统计,约50%以上的钢材在投入使用前都需要经过焊接加工处理。因此,焊接水平的提高是实现钢结构技术快速发展关键所在。
关键词:建筑钢结构;焊接技术;特点;发展
随着我国经济和科学技术的快速发展,我国的建筑行业已逐渐达到世界先进水平,在建筑钢结构的很多技术方面甚至已达到世界领先,然而建筑钢结构的焊接技术上仍然存在着一些不足和问题需要我们的探索与解决,同时也要对建筑钢结构焊接技术的发展趋势进行研究。
一、建筑钢结构概述
结构是建筑物的受力骨架,由基本构件和连接构成,工程应用中常见的梁、板、柱属于结构构件。钢结构是以钢材为主要材料构成建筑物的受力骨架,大型库房或者工业厂房中的变截面门式刚架,多、高层建筑中的多跨多层框架,都属于平面结构体系。平面结构体系构造简单,传力明确,易于实现标准化、定型化,制作简单,安装方便,施工进度较快。大跨度房屋中的平板网架、网壳、高层建筑中钢框架 -支承结构、核心筒钢框架结构、钢管混凝土结构、型钢混凝土结构等均属于空间结构体系,空间结构体系形式多样,易满足使用功能和建筑造型要求,缺点是难于实现标准化、定型化,制作和安装难度大。建筑行业中建筑钢结构的应用有着基础性的作用,而建筑钢结构又是以钢结构的焊接技术为中心进行的,所以建筑钢结构的焊接技术和焊接材料关系着建筑行业的质量和发展水平。
二、钢结构焊接技术的特点
1、建筑钢结构焊接的常见方式
焊条电弧焊,主要用在钢结构制作中辅助焊缝的焊接;埋弧焊,主要用于主焊缝的焊接;CO2实心焊丝气体保护焊,主要用于施工现场的主次焊缝的焊接;CO2药芯焊丝气体保护焊,主要用于现场安装工程、制作工程主次焊缝的焊接;电渣焊,主要用于构件筋板的焊接;栓钉焊,主要用于劲性钢筋构件的栓钉焊和楼板的穿透焊。
2、建筑钢结构焊接的主要施工技术
一般来说,一幢钢结构建筑要采用多种施工技术来完成整个建筑工程,目前钢结构建筑常用的施工技术有Q460焊接性试验研究新技术、大规模采用电加热预后热技术、后板复合技术、仰焊技术、大流量防风技术、杆结构低温焊接技术、铸钢及其异种钢焊接技术、防止冷、热裂纹技术、层状撕裂防止和处理技术、特殊焊缝处理技术、焊接机器人焊接技术、钢筋T形焊接接头压力埋弧焊新工艺、复杂钢结构应力应变控制技术、特殊钢结构合拢技术等等。
以上是建筑钢结构工程中常采用的基本焊接施工技术,建筑钢结构的焊接技术发展均在此基础上发展而来的。
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三、建筑钢结构焊接技术现状
1、建筑钢结构焊接技术和焊接材料
在 20 世纪后,建筑钢结构的焊接技术经历了多个技术过度,由之前的焊条电弧焊的焊接到埋弧焊接,再由 70 年代出现的实芯焊丝以及药芯焊丝为材料的气体保护焊接技术和螺旋焊接技术,在这些焊接技术的基础上逐步发展出了现代化的建筑钢结构的焊接技术,使现代钢结构的焊接技术大大缩短了工期,提高了生产效率,为企业创造了更多的经济效益。但有时,建筑钢结构焊接不是仅仅采用一种焊接技术就能够完成,需要根据钢结构所采用的钢铁原料和焊接技术所需的原料相结合,采用多种焊接技术和工艺。
2、焊接技术工作者的培养
在我国建筑行业蓬勃发展的今天,建筑钢结构所需要的焊接技术工作者也在与日俱增,也就难免会出现鱼龙混杂的情况。建筑钢结构的焊接技术有很强的专业性和复杂性,要求焊接人员有很强的技术性。虽然我国的焊接工作者很多,相应的焊接工作也能够得以顺利完成,但缺少真正优秀的焊接技术人员。因为建筑行业在我国的发展时间有限,所以与其他发达国家比起来,我国的焊接技术人员的培养、考核、认证制度还不够完善,管理和认证方式比较混乱,不能准确保持焊接人员的技术水平,也就使钢结构焊接存在着安全隐患和质量没有保证,不利于我国建筑钢结构焊接水平的整体提高。
四、钢结构焊接技术的发展趋势
1、由于建筑的发展,厚板钢构件的焊接是目前钢结构建筑的主要焊接问题,由于钢板的厚度增加,大大增加了焊接的难度。由于规范的制定是根据以往的经验来完成的,因此,现有规范中对于钢板厚度的规定仅为100mm,这在多数的钢结构工程中都超过了这个限制,对焊接技术提出了较为超前的考验。目前常采用的厚钢板的焊接方法包括厚板焊接破口的设计,采用远红外电加热技术来实现预热和后热,组合焊接的技术,以及多层多道接头错位焊接技术。
2、需要逐步加大对高效焊接方法及建筑钢结构焊接工程实践的应用。首先,需要相关工作人员不断针对焊接方法及焊接方式进行研究与完善,以提高焊接熔敷率为目的,加大对于15 k g/ h 单位以上,高效焊接技术方法的研究。与此同时,还可以通过对国外成功焊接方法(包括旋转喷射电弧高效焊接技术以及多丝焊接技术等在内)的引入方式,为自主技术的研制与成功应用提供一定的借鉴与经验;其次,可以通过适当控制接头焊接填充量的方式,一方面提高建筑钢结构焊接的工作质量,另一方面可提高工程应用中的经济效益。从当前技术发展趋势的角度上来看,应当将研究重点集中在对激光焊接技术以及氩弧激光焊接技术的应用方面;最后,需要从技术装备的角度上入手,在合理提升建筑钢结构持续焊接时间的基础之上,降低辅助操作时间。同样从现阶段的技术发展趋势上来看,需要重点关注的发展方向是:一方面,是以连续送丝为中心的自动焊接技术装备;另一方面是以成套性为主的高效焊接技术装备。
3、需要逐步加大对于焊接设备生产商的发展与进步。独立的单纯性焊接设备生产商受到整个建筑钢结构焊接市场覆盖面较窄、在工作人员、作业资金以及应用技术等多个方面存在的缺陷问题影响,导致整个行业的发展前景不容乐观。为更好的建筑钢结构焊接技术的发展趋势相适应,需要在充分联合焊接材料以及焊接设备的基础之上,通过对现代化焊接技术工艺以及操作方式的有效综合,提高焊接设备生产商的综合性优势,为焊接技术的发展提供可靠驱动动力。
五、完善建筑钢焊接工作人员考核制度
完善的制度和规范是对行业持续健康发展的保障,钢结构焊接工作者作为一种高技术工种,其资格认证的体系不严格,全国性统一的资格考试所包括的行业和领域较窄,缺乏统一专业的划分,不能很好的适用于现如今的建筑钢结构焊接行业,所以应建立完善的焊接工作者的考试资格认证系统。
由于焊接是钢结构建筑施工中主要的连接方式,其重要性是不言而喻的,随着钢结构体系的发展、钢结构构件的多元化,对焊接技术也提出了发展的要求。提升焊接技术水平是保证钢结构建筑结构安全度、提高结构耐久性的重点问题,因此,焊接技术会随着科技的发展而更加成熟、更加先进。
论文作者:赵行锋
论文发表刊物:《基层建设》2015年16期供稿
论文发表时间:2015/12/18
标签:钢结构论文; 焊接技术论文; 建筑论文; 技术论文; 结构论文; 焊丝论文; 构件论文; 《基层建设》2015年16期供稿论文;