王波

摘要：焊接時(shí)構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)的主要連接方法，如今物理、化學(xué)、冶金、計(jì)算機(jī)等不斷發(fā)展，使得出現(xiàn)了許多新工藝、新設(shè)備、新材料。這些技術(shù)內(nèi)容在我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)中發(fā)揮了非常重大的作用。因此本文通過(guò)研究低溫環(huán)境下的鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)，提出焊接時(shí)的注意問(wèn)題，要嚴(yán)格按照相關(guān)工藝進(jìn)行施工。并對(duì)低溫環(huán)境下不同的焊接工藝內(nèi)容進(jìn)行了一番介紹。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu);低溫焊接;技術(shù)措施

前 ?言

由于低溫環(huán)境下，鋼材容易發(fā)生脆斷現(xiàn)象，會(huì)加快焊縫、母材熱影響區(qū)的冷卻速度，從而產(chǎn)生淬硬組織，增大了脆性。這使得建筑鋼結(jié)構(gòu)中常用的低合金鋼（如Q345）的危害性加大。提高焊接水平能夠在很大程度上保證鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)快速發(fā)展，并對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量給予有力的保證。低溫環(huán)境對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的焊縫有很大的危害作用，我們要采取科學(xué)、合理的低溫焊接技術(shù)及工藝措施。

一、低溫焊接技術(shù)

為了實(shí)現(xiàn)施工的進(jìn)度要求以及保證建筑鋼結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量良好，我們需要對(duì)低溫焊接技術(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的分析，并對(duì)工程中的焊接材料、規(guī)格、焊接位置等方面進(jìn)行慎重考慮。

1.分析低溫焊接技術(shù)

在低溫焊接技術(shù)中，不同的預(yù)熱溫度會(huì)帶來(lái)不同的焊接強(qiáng)度，尤其在厚板焊接上，低溫環(huán)境會(huì)對(duì)強(qiáng)度指標(biāo)帶來(lái)很大的影響。因此重視環(huán)境溫度的提高以及準(zhǔn)確的預(yù)熱溫度是尤為重要的;當(dāng)然降低預(yù)熱溫度會(huì)在很大程度上減小焊縫的綜合指標(biāo)，其最大原因是因?yàn)檫^(guò)低的環(huán)境溫度加大了焊縫冷卻的速度;焊接熱循環(huán)的傳導(dǎo)方式使得20mm厚度的薄板比60mm的厚板受到低溫環(huán)境的影響小;焊接質(zhì)量并不是有環(huán)境溫度唯一決定的。但是改變環(huán)境溫度，尤其是改變母材本身的溫度會(huì)直接影響低溫焊接的成功率。

2.低溫焊接理論分析

焊縫金屬會(huì)受到建筑鋼結(jié)構(gòu)低溫焊接的破壞性影響，其主要表現(xiàn)是使得焊縫金屬出現(xiàn)裂紋，并使得工作狀態(tài)容易發(fā)生脆斷。而且溫度的改變會(huì)在很大程度上影響脆斷機(jī)理，其中包含著一定的客觀規(guī)律。

第一，采用低溫焊接的方式，其冷卻速度比常溫焊縫的快。冷卻之后會(huì)直接影響二次結(jié)晶，出現(xiàn)淬硬組織，并提高了硬度，從而增大了冷裂紋的敏感性。第二，如果結(jié)構(gòu)的拘束度很大，則會(huì)產(chǎn)生很大的焊縫冷卻速度，這會(huì)在很大程度上增加焊縫一次結(jié)晶的區(qū)域偏析。如果外加的拉應(yīng)力作用較大，就會(huì)產(chǎn)生熱裂紋，以焊縫中心處出現(xiàn)結(jié)晶裂紋的形式出現(xiàn)。第三，增加了冷裂紋的延遲效應(yīng)。在冷卻焊縫金屬的過(guò)程中，會(huì)大大降低游離氫的溶解速度，而一旦冷卻的速度變快，就會(huì)發(fā)生冷裂紋的現(xiàn)象。延遲效應(yīng)的增大會(huì)使得殘留在金屬中的氫含量增大，二者的關(guān)系是以正比的形式存在。第四，低溫環(huán)境下容易發(fā)生脆斷，尤其是快速加載焊縫時(shí)，會(huì)增大了工作的危險(xiǎn)性。這時(shí)，臨界轉(zhuǎn)變溫度會(huì)有一定程度的提高，并與拉應(yīng)力以及焊接殘余應(yīng)力共同作用，降低結(jié)構(gòu)的靜荷載強(qiáng)度，這會(huì)使得遠(yuǎn)低于材料焊點(diǎn)的外力作用下發(fā)生脆斷的可能性增大。

三、焊接工藝的選擇

1.接頭坡口形式

焊接接頭開(kāi)坡口主要是為了保證電弧能深入焊縫根部，使根部能夠焊透。在選擇坡口形式時(shí)應(yīng)考慮保證焊縫焊透，坡口形狀易加工，提高勞動(dòng)效率，節(jié)省焊材，減小焊后變形的可能性等。因此，實(shí)際工程中應(yīng)根據(jù)現(xiàn)實(shí)條件采用合理的坡口形式。本工程鋼板主要采用單邊坡口焊，T形接頭采用K形坡口。

2.焊接材料

鋼結(jié)構(gòu)焊接接頭的質(zhì)量在很大程度上取決于所選用的焊接材料。焊接材料的選擇必須根據(jù)母材的成分、性能、接頭形式及質(zhì)量要求綜合考慮。焊接材料選擇不當(dāng)，熔敷金屬中摻入合金元素，易使焊縫過(guò)渡區(qū)產(chǎn)生脆相或裂紋。因此，在超低溫條件下焊接，在滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的要求下，優(yōu)先采用屈服強(qiáng)度較低、沖擊韌性好的低氫堿性或鈦鈣型焊條。在超低溫環(huán)境下焊條還應(yīng)進(jìn)行烘焙。

3.焊接順序

合理的焊接順序能夠有效地控制焊接變形。焊接順序一般先焊縮量較大節(jié)點(diǎn)、后焊縮量較小、先單獨(dú)后整體，分解拘束力的合理順序，從根本上減少撕裂源。本工程由于十字形鋼柱對(duì)接組合焊縫比較長(zhǎng)，由兩名焊工從中間同時(shí)向兩端進(jìn)行退焊，以防鋼柱的扭曲變形。

四、焊接工藝在低溫施工的防護(hù)以及注意的問(wèn)題

1.防護(hù)措施

在冬天實(shí)施鋼結(jié)構(gòu)的焊接工藝過(guò)程中，需要注意一定的防護(hù)措施。一是要注意及時(shí)發(fā)放定做的“三防“焊接服裝，而且要配備護(hù)膝，保暖的小棉襖、皮棉鞋、較薄的皮手套、防寒帽等;二是在有條件的操作面，要盡一切可能保證焊工是以坐姿的方式進(jìn)行焊接，可以在最大程度上減小焊工的體能消耗。

2.鋼結(jié)構(gòu)低溫施工下注意的問(wèn)題

在冬季或是低溫環(huán)境下施工時(shí)，要注意很多問(wèn)題。

在制作或安裝鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，要嚴(yán)格按照鋼結(jié)構(gòu)冬季施工的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行施工;對(duì)鋼構(gòu)件進(jìn)行正溫制作，負(fù)溫安裝時(shí)，要充分考慮在不同那個(gè)的環(huán)境溫度下設(shè)置構(gòu)件的收縮量，并在施工過(guò)程中使用偏差調(diào)整的相關(guān)技術(shù)，保證施工合理、科學(xué)的進(jìn)行;要對(duì)參加焊接負(fù)溫鋼結(jié)構(gòu)的施工人員進(jìn)行相關(guān)工藝的培訓(xùn)，保證考試合理，并取得相應(yīng)的合格證;要對(duì)負(fù)溫情況下使用的鋼材及相關(guān)連接材料，附帶質(zhì)量證明書(shū)。保證鋼材料符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn);要在焊接前，對(duì)焊劑進(jìn)行一定程度的烘烤，保證其含水量小于0.1%。

在組裝構(gòu)件時(shí)，要根據(jù)工藝的相關(guān)要求進(jìn)行有內(nèi)向外的擴(kuò)展組拼，并要預(yù)留合理的焊接收縮值。而且要將50mm內(nèi)存留的鐵銹、毛刺、泥土、油污、冰雪等雜物清除，保證接縫處于干燥的程度，沒(méi)有殘留水分的存在;根據(jù)氣溫條件編制鋼構(gòu)件安裝順序圖表，施工時(shí)嚴(yán)格按規(guī)定的順序進(jìn)行安裝;負(fù)溫安裝的柱子、主梁立即進(jìn)行矯正，位置校正正確立即永久固定，當(dāng)天安裝的構(gòu)件要形成穩(wěn)定的空間體系;季運(yùn)輸、堆放鋼結(jié)構(gòu)時(shí)采取防滑措施，構(gòu)件堆放場(chǎng)地平整堅(jiān)實(shí)無(wú)水坑，地面無(wú)結(jié)冰。同一型號(hào)構(gòu)件疊放時(shí)，構(gòu)件應(yīng)保持水平，墊鐵放在同一垂直線上，并防止構(gòu)件溜滑;不合格的焊縫鏟除重焊，按照在負(fù)溫度下鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝的規(guī)定進(jìn)行施焊;使用鋼索吊裝鋼構(gòu)件時(shí)應(yīng)加防滑隔墊，與構(gòu)件同時(shí)起吊的節(jié)點(diǎn)板，安裝人員需用的卡具等物用繩索綁扎牢固。

五、結(jié)束語(yǔ)

低溫焊接時(shí)冬季鋼結(jié)構(gòu)施工的重要手段，在有些省市，其冬季的溫度達(dá)到零下15攝氏度，而且持續(xù)的時(shí)間較久。為了滿足冬季施工中的進(jìn)度，要適時(shí)開(kāi)展鋼結(jié)構(gòu)的冬季焊接施工。項(xiàng)目技術(shù)人員要充分考慮低溫厚鋼板的質(zhì)量控制問(wèn)題，通過(guò)分析實(shí)際情況，制定出科學(xué)、合理的技術(shù)控制措施及其焊接工藝，盡最大可能減少環(huán)境帶來(lái)的不利因素。這樣才能在最大程度上提高焊接的質(zhì)量，并減少焊接的變形程度，從而達(dá)到施工的質(zhì)量要求。在實(shí)際施工過(guò)程中，會(huì)存在許多影響焊接質(zhì)量的因素，比如施工人員存在較弱的質(zhì)量意識(shí)，沒(méi)有一定的工作經(jīng)驗(yàn)，存在不合格的材料、儀器、設(shè)備等，或是項(xiàng)目管理不到位等。但是技術(shù)在工程實(shí)踐中是不段進(jìn)步的，我們要不斷克服低溫環(huán)境中存在的問(wèn)題，做到具體問(wèn)題具體分析，這樣才能保證工程質(zhì)量趨于完美。

參考文獻(xiàn)：

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