建筑钢结构的焊接工艺及其性能研究论文_盛文义

建筑钢结构的焊接工艺及其性能研究论文_盛文义

上海中远川崎重工钢结构有限责任公司 上海宝山 201900

摘要:在当前这个科学技术日新月异的时代,钢结构在建筑行业中的应用越来越广泛,其已经创造了巨大的经济效益与社会效益。我们在看到建筑行业发展的同时,也必须要意识到建筑在使用中因为钢结构焊接质量问题引发的各种安全事故所带来的巨大损失,因此进一步加强建筑钢结构焊接质量控制就成为建筑行业发展的关键所在。鉴于此,本文主要针对建筑钢结构的焊接工艺及其性能进行了分析,在此基础上提出了几点建筑钢结构焊接质量控制的具体措施,仅供参考与借鉴。

关键词:建筑钢结构;焊接工艺;性能

1导言

随着我国经济社会的快速发展,对于建筑施工技术的要求也越来越高,采用焊接技术对钢结构进行合并以及整合,从而构成一个完整的建筑钢结构。这种施工技术是目前建筑施工的发展趋势,越来越多的结构均采用焊接钢结构的方式作为建筑的结构。

2建筑钢结构的焊接性能与特点分析

钢结构的连接方法主要有焊接、铆钉连接和螺栓连接三种方式,螺栓及铆钉连接根据设计及使用要求,均具有各自的特点,焊缝作为钢结构中最常见及凸显重要的链接方式,主要具有以下性能和特点:不削弱构件面积,节约钢材;构造简单,加工方便;连接密闭性好,刚度大;易采用自动化作业,生产效率高等。但焊缝在施焊过程中,会因焊接材料、作业人员、作业环境、工况及工艺不同,造成焊缝焊接质量缺陷,影响质量,给结构安全带来不利影响。因此,现场施工时,要充分认识焊缝连接时常见的质量缺陷和原因,并制定相应的防治措施予以克服,从而确保和提高焊缝施工质量。

3建筑钢结构的焊接工艺控制要点

3.1焊接施工的准备工作

焊接施工前的准备工作在钢结构安装焊接施工技术的应用过程中十分重要。其中,焊接施工准备工作具体有以下几个方面的内容。其一,在焊接工作中,由于钢柱安装和焊接的要求不同,柱焊接是用钢管来建设操作平台,而钢梁焊接则是采用特制的吊篮。其二:因为每一个建筑工程拥有的焊接任务量不同,对焊接材料所需要的设备和材料也不同,因此就需要我们去准备焊接设备和材料。而一些焊接任务很多的工程一般会用焊接素的快的二氧化碳气体保护焊接。其三,在完成焊接的准备工作之后,负责人要做好人力的安排。由于钢结构工程项目的专业性比较强,所以对所需的工作人员和焊工也有一定的要求,相关工作人员要有良好的技术素质,为工作的开展提供有力条件,企业负责人在进行招聘的时候要按照标准和要求对人才进行选用,并且在其工作前进行上岗培训。

3.2选择正确的焊接工艺形式、材料和工序

在焊接接头坡口形式的选择上,为了使电弧能够充分深入焊透至焊缝的根部,需要在接头上开一个坡口,在选择坡口的形状时,应选择易加工的坡口形式,并且保证焊缝能被完全焊透,从而达到降低焊接成本和减少焊后变形可能性的效果。在选择焊接用材料时,应当充分考虑到母材的具体化学成分、物理力学性能、接头的形式等因素。如果没有正确选用焊接用材料,就会很容易使焊缝的过渡区产生脆裂现象。因此,进行超低温焊接时,应在保证设计强度的前提下,尽量选用低氢碱性或者钛钙型的焊条,因为其屈服强度比较低、冲击韧性比较好;同时对焊条进行预加热,从而提升焊条的抗疲劳强度。

3.3预防钢结构变形

在进行焊缝布置的时候,必须要严格控制焊缝与焊缝之间的实际距离,避免出现距离过近的现象。当钢材的尺寸与零件长度尺寸出现不符的情况时,必须尽量减少焊缝拼接,当这个尺寸不符较为严重的情况下,则不能进行焊缝拼接,并且焊缝布置应当对称于轴线两侧或者构件的重心位置,以此来降低焊接应力与焊接变形出现过于集中的情况。在实施构件与零件连接的过程中,必须要尽可能防治不等截面与不同厚度进行连接。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为保障连接位置的截面或者厚度相等,在连接构件与零件的过程中,必须要根据缓坡的具体形式来针对截面的形状与厚度实施调整,从而有效避免焊接以后出现变形或者应力过大的情况。

3.4节点形式与焊缝的检测

在建筑工程项目中,按照普遍的钢结构设计规律,全熔透焊接的形式主要是现场安装柱与柱之间对接的方法。同时钢梁与钢柱牛腿上、下翼缘的焊接形式也是为全熔透焊,而通常用高强螺栓连接大幅钢板,角焊缝的是双剪连接板和钢柱脚。其中,建筑工程中的焊缝大都为全熔透焊缝,因为钢板的厚度很大。而对焊缝进行检测的时候,在检测的过程中发现质量问题时,检测单位要告诉焊接负责人,确保相关人员及时对其进行返修重焊工作。在对焊缝进行检测的时候通常采用斜探头进行超声波探伤。因为这种方法可以清楚地找出探伤部位、存在缺陷问题的位置,并且还可以判断焊缝是否合格。

3.5高强焊接技术

高强焊接技术作为我国建筑行业中高端的施工技术。这种技术的主要能力就在于“强”,一方面要求焊接材料的强度十分的高,另一方面要求对焊接两种材料之间有很强的相关性,使二者的融合度在焊接的过程中达到最高;还有一个就是对焊接接头的各方面要求强度也相当大。所以要是用这种高强焊接技术一定要对每一个焊接接头和焊接材料要求十分严格,并且进行严厉的审查保证焊接的质量和建筑工程的安全性。

3.6低温焊接技术

因为高强焊接技术“高强度”的要求条件比较高,所以我国目前应用比较广泛的一种技术就是低温焊接技术。而低温焊接技术的工作原理是要在低温环境下进行施工,无疑给施工队伍带来很大压力,施工队伍需要对施工空间进行密封处理。物理封闭和气体封闭这两种方法主要应用于密封处理。将焊接操作周围搭设防护层来进行隔绝焊接区的方法叫做物理封闭,这种方法不会产生任何物质。而对焊接过程中使用的气瓶进行保温处理的方法叫做气体封闭,而气体封闭则相对高级,在这两种方法的帮助下,焊接操作才能顺利完成。

3.7焊接质量的有效控制

在最低预热温度的控制上可以优先采用以下方法:开展裂纹实验进行控制、通过硬度控制预热温度、依据裂纹指数及板厚拘束度等进行确定、依据热输入以及钢材特性冷却时间等实现精准控制。为实现对焊接质量的精准控制,可采用控制热输入以及冷却速度、控制焊缝元素的质量百分比、应力与变形控制等。此外,低温焊接时,应注意尽量选取氢含量较低的焊接材料并进行保温处理,焊接过程中避免热损失,焊接质量的控制方面,通过采用合理的预热和层间温度、采用合理的焊接方法、焊接后保温等措施来完成。对于厚钢板也应采取合理坡口类型、预热及层间温度以及保温等关键措施防止由于焊接而产生的裂纹及形变量。高强钢的焊接需充分考虑钢材质的强化机理,并依据指标要求进行高效合理的钢材及焊材的选用,并选择合适的焊接工艺,以有效指导生产过程,同时应采取各类措施防止冷裂及接头弱化等现象的发生,完成高质量的焊接过程

4结论

总之,在实际应用过程中,钢结构易受到包括温度、荷载及沉降在内的多种条件的影响,因此,钢结构需具备较好的力学性能及加工性能,如强度性能及焊接性能等,同时,做好钢结构部件间的焊接,以保证钢结构建筑的安全可靠。

参考文献:

[1]韩延辉,田成福,张莉莉.建筑钢结构的焊接工艺及其性能研究[J].铸造技术,2016,37(02):339-342.

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[4]李宏.建筑钢结构焊接技术发展趋势研究[J].山西建筑,2015,41(25):128-129.

论文作者:盛文义

论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期

论文发表时间:2018/5/23

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