建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接工藝及其性能探究

安勇林 王海礁 陳建超

摘要：近些年來，我國建筑領(lǐng)域的發(fā)展正呈現(xiàn)出蓬勃的態(tài)勢，而在我國的建筑行業(yè)中，鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)占據(jù)著越來越重要的地位，其焊接工藝和性能一方面能夠直接決定著建筑物整體的美觀效果，另一方面，建筑鋼結(jié)構(gòu)的性能和焊接工藝的質(zhì)量還可以影響到建筑物的質(zhì)量，這關(guān)乎著人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全?；诖?，本文對建筑鋼結(jié)構(gòu)幾種常見的焊接工藝進(jìn)行了探究，并分析了建筑鋼結(jié)構(gòu)的性能。

關(guān)鍵詞：建筑鋼結(jié)構(gòu);焊接工藝;性能

引言：隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，越來越多的建筑工程項(xiàng)目涌入到我們的生活中，而在建筑工程中，鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的范圍也越來越廣泛，在其應(yīng)用期間會受到多種因素的影響，基于此，為了避免產(chǎn)生負(fù)面影響，鋼結(jié)構(gòu)本身就需要具備優(yōu)越的加工性能和力學(xué)性能。與此同時，鋼結(jié)構(gòu)的焊接工藝也是鋼結(jié)構(gòu)施工過程中的一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容，只有應(yīng)用了高質(zhì)量的焊接工藝和高性能的鋼材，建筑鋼結(jié)構(gòu)才能夠充分發(fā)揮自身的作用。

1建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接工藝分析

1.1高強(qiáng)鋼焊接技術(shù)

對于材質(zhì)不同的鋼結(jié)構(gòu)而言，與之相匹配的焊接工藝也不相同，而差異化的焊接工藝所形成的連接效果也具備不同的特征。在選擇高強(qiáng)鋼焊接的焊材時，第一點(diǎn)就是要考慮焊材是否具備強(qiáng)匹配性，就細(xì)桿性質(zhì)的建筑焊件而言，其節(jié)點(diǎn)焊接性能需要達(dá)到一個較高的水平，焊接材料熔敷金屬的強(qiáng)度、沖擊韌性以及韌性都要大于母材標(biāo)準(zhǔn)的最小值。與此同時，在兩段鋼結(jié)構(gòu)材料的焊縫接頭處以及熱影響區(qū)域的每一項(xiàng)性能同樣需要高于母材標(biāo)準(zhǔn)的最小值，只有這樣，焊接后的鋼結(jié)構(gòu)的連接效果才能夠達(dá)到建筑物的實(shí)際需求[1]。

高強(qiáng)鋼焊接工藝能否充分發(fā)揮其作用的關(guān)鍵在于焊接技術(shù)手法是否良好。在控制焊接質(zhì)量時，首要任務(wù)就是對熱輸出和冷卻的速度進(jìn)行嚴(yán)格地控制，要保證其速度處于標(biāo)準(zhǔn)電流電壓的范圍內(nèi)，與此同時，還要控制好由熱轉(zhuǎn)換為冷卻這一過程的時間和效果。鋼結(jié)構(gòu)的使用性能要求是決定鋼材焊接工藝的重要影響因素，同時還要盡可能地避免出現(xiàn)冷裂傾向現(xiàn)象，提升焊接效果。

1.2低溫焊接施工工藝

在低溫環(huán)境中展開建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接工作時，最重要的一點(diǎn)就是要選用最為適宜的鋼結(jié)構(gòu)材料，一般來說，低溫焊接施工工藝首選的兩種焊材類型為低氫或超低氫，這兩種類型的焊材可以與保溫的要求相匹配。在實(shí)際應(yīng)用低溫焊接施工工藝展開鋼結(jié)構(gòu)的焊接之前，首先需要對焊材進(jìn)行防護(hù)，要最大限度地減少熱量的流失，保證其溫度。不僅如此，對于焊槍、焊接接頭以及焊接設(shè)備等，同樣需要對其進(jìn)行保溫，這對于焊接效果的提升是比較有利的。在使用低溫焊接施工工藝時，為了保證最終焊接的質(zhì)量，需要做到以下幾點(diǎn)：第一，合理控制焊件的層間溫度;第二;增加焊接過程中的熱輸入過程;第三;充分考慮環(huán)境溫度;第四增加焊縫長度和截面面積。

1.3厚鋼板焊接技術(shù)

在建筑鋼結(jié)構(gòu)中，厚鋼板通常承擔(dān)著承重的作用。就當(dāng)前我國建筑行業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)而言，厚鋼板應(yīng)用的范圍愈發(fā)廣泛。一方面，這種情況推動了厚鋼板焊接技術(shù)的發(fā)展，另一方面，這也意味著建筑行業(yè)鋼材應(yīng)用的類型越發(fā)多樣化，在應(yīng)用厚鋼板焊接技術(shù)時，應(yīng)當(dāng)注重坡口選擇的科學(xué)性，避免因?yàn)楹附邮侄尾患殉霈F(xiàn)變形或裂紋的情況。與其他類型的焊接工藝相比，厚鋼板焊接技術(shù)的難度相對較低，并且操作起來也較為容易，良好的厚鋼板焊接技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)工作效率的有效提升，并且還可以有效降低焊接施工結(jié)束之后所形成的焊接應(yīng)力?？偟膩碚f，在建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接施工中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)施工需求選取最恰當(dāng)?shù)暮附庸に?，并與優(yōu)秀焊接操作手段進(jìn)行深度融合，從而切實(shí)提升鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量，保障鋼結(jié)構(gòu)的性能。

2建筑鋼結(jié)構(gòu)的性能特征分析

為了有效提升鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量，并保證其他相關(guān)工作的順利開展，建筑鋼結(jié)構(gòu)施工人員的首要任務(wù)就是要掌握鋼結(jié)構(gòu)本身的性能特征。一般來說，鋼結(jié)構(gòu)材料都具備較為良好的力學(xué)性能，并且加工的難度較低，即具有易加工的特征。除此之外，對于不同的建筑物而言，由于其自身的結(jié)構(gòu)存在差異化特征，在選用鋼結(jié)構(gòu)時，其指標(biāo)和區(qū)分也相對較大。通常情況下，建筑物結(jié)構(gòu)在選擇鋼結(jié)構(gòu)時，通常都會考慮到較多的指標(biāo)內(nèi)容，例如抗拉強(qiáng)度、延伸性能、可焊性、屈強(qiáng)比、屈服強(qiáng)度以及斷面收縮率等多個要素。對于性能不同的鋼結(jié)構(gòu)而言，其指標(biāo)不同，安全性自然也不相同，施工人員在實(shí)際展開施工的期間，需要選用最適宜的鋼結(jié)構(gòu)，而這項(xiàng)工作的進(jìn)行不僅需要與建筑物具體的施工需求作為依據(jù)，還要充分地考慮到鋼結(jié)構(gòu)自身的性質(zhì)。以鋼結(jié)構(gòu)的焊接使用作為案例來看，能夠?qū)ζ湫阅墚a(chǎn)生較大影響的一項(xiàng)內(nèi)容就是鋼結(jié)構(gòu)材料本身的碳含量。具體而言，鋼結(jié)構(gòu)材料的碳含量越大，其焊接施工的難度就會更大。所以，在實(shí)際展開鋼結(jié)構(gòu)焊接工作的之前，施工人員就需要對鋼結(jié)構(gòu)材料中的碳含量進(jìn)行較好的了解[2]。

現(xiàn)階段，我國的國家標(biāo)準(zhǔn)中將鋼結(jié)構(gòu)材料焊接的難度分為了四個等級，其劃分標(biāo)準(zhǔn)就是其中存在的碳含量。具體來說，當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)材料的強(qiáng)度大于420kPa，且碳含量大于0.5%時，其焊接難度就達(dá)到了一個較高的水平。除此之外，還能夠?qū)附庸ぷ鲙磔^大難度的就是鋼結(jié)構(gòu)需要應(yīng)用到一些比較特別的情況中，或者是鋼結(jié)構(gòu)的形狀或結(jié)構(gòu)較為特殊，這都會對鋼結(jié)構(gòu)的焊接工作創(chuàng)造難度。按照我國推行的《建筑抗震設(shè)計(jì)》中有關(guān)條款的規(guī)定，嚴(yán)格限制了可以進(jìn)行焊接的鋼結(jié)構(gòu)材料的性能，鋼材的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度二者之間的比值必須不能超過0.8，這樣的鋼結(jié)構(gòu)材料才能夠進(jìn)行焊接。

總結(jié)：綜上所述，在我國的建筑行業(yè)中，鋼結(jié)構(gòu)的具體應(yīng)用會受到諸多因素的影響，例如沉降、荷載以及溫度等，所以，為了保證建筑物整體的美觀性、安全性和穩(wěn)定性，鋼結(jié)構(gòu)的加工性能和力學(xué)性能都需要處在一個較高的水平，包括其焊接性能和強(qiáng)度性能等。借助高質(zhì)量的焊接工藝，鋼結(jié)構(gòu)本身的性能就可以得到有效地提升，建筑物整體的質(zhì)量也會增強(qiáng)，這可以為民眾的生命財(cái)產(chǎn)安全提供保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]余曉云，葉劍標(biāo).建筑工程鋼結(jié)構(gòu)焊接節(jié)點(diǎn)承載性能分析[J].齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2021，37（06）：79-83.

[2]汪凱.淺談建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接工藝與性能[J].江西建材，2019（09）：144-145.