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摘 要：钢结构以其众多的优越性能正广泛应用在建筑领域,而焊接技术作为建筑钢结构发展的技术支撑也越来越受到人们的重视.本文通过对建筑钢结构焊接技术的现状进行简要分析之后,重点探讨了建筑钢结构焊接技术发展过程当中的几种焊接新技术的出现于应用情况,最后提出了未来建筑钢结构焊接技术的发展趋势.
关 键 词：建筑钢结构；焊接技术；发展趋势
1钢结构建筑简述
钢结构因为其具有的施工周期短、受外在环境影响小、扩大空间面积、可重复利用性、抗震性能优越、施工方便等优点所以广泛的应用在高层建筑、空间钢结构工程、厂房、仓库、码头、桥梁当中,而且慢慢形成了具有自身施工特点的施工工艺.然而钢结构的焊接技术对于钢结构建筑的发展起着关键性作用,由于有了焊接技术的进步才有今天钢结构建筑的发展,所以在重视钢结构建筑的发展的同时也要注重钢结构焊接技术的研发与创新.
2建筑钢结构焊接技术现状分析
2.1焊接技术和焊接材料的发展
新中国成立之后我国的经济有了大力发展的保障,特别是在建筑领域当中不仅钢筋混凝土得到空前的发展,钢结构技术在建筑业的应用也越来越广泛,特别是钢结构焊接技术的发展更是给钢结构建筑的出现带来了技术支撑.在20世纪30年代的时候在钢结构的焊接技术领域出现了一种新的焊接技术,即焊条电弧焊技术,在40年代的时候中期埋弧焊又成为了主要的焊接技术,69年代之后陆续出现了实心焊丝、螺栓焊、药芯焊丝气体保护焊、熔嘴电渣焊等新技术.可想而知,这些焊接技术的出现给钢结构建筑的发展提供了强大的技术支撑,虽然焊接技术很多,但是并不是每一种焊接技术都是可以应用在建筑钢结构的焊接当中,焊接技术与焊接工艺的选择要根据钢结构建筑的原材料以及焊接材料等来确定.
2.2建筑钢结构焊接设备的发展现状
焊接设备的选用关系到建筑钢结构的焊接质量,所以注重焊接技术的同时也要
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2.3焊接技术人员的培养现状
钢结构的焊接工作是一个技术性非常强的工作,它对焊接技术人员的技术水平以及综合素质都有着较高的要求.虽然我国的钢结构建筑正蓬勃发展,钢结构焊接技术从业人员也与日俱增,但是由于我国的优秀技术人员比较欠缺,焊接技术的理论发展还不是很完善,所以就造成了我国焊接技术人员的技术水平以及综合素质会相对较低.和发达国家相比较,我国在对焊接技术人员的培训、管理、资质考核等方面的工作还不是很全面,甚至有时会出现市场混乱的局面,不同种技术人员从事的工作参差不齐,这样根本不能够保证我国焊接技术的发展.
3建筑钢结构焊接技术的发展趋势
3.1新技术的创新应用
建筑钢结构技术在工程建设领域应用越来越广泛的一个重要原因是钢结构焊接技术的不断创新发展,焊接新技术的不断出现保证了建筑钢结构的质量以及结构类型的多样性.建筑钢结构焊接新技术主要包括高强钢焊接技术、低温焊接技术、厚钢板焊接技术、铸钢和铸钢节点焊接技术、组合楼板栓钉穿透焊技术及其他新技术等,下面就列举几种新的焊接技术来说明建筑钢结构焊接新技术的创新应用.
3.1.1高强钢焊接技术
北京新保利大厦是我国首次把高强钢应用到实际建筑工程当中来,经过近几年的发展高强钢在钢结构工程当中的应用越来越广泛,而高强钢焊接技术也得到了很好的发展.高强钢焊接技术当中焊材的选配要遵循强匹配、满足冲击韧性以及兼顾焊缝塑性等原则.在高强钢焊接技术当中确定预热温度的主要方法包括裂纹试验控制方法；硬度控制方法；根据裂纹的敏感值、拘束度等级、板厚范围等来确定最低预热温度；根据钢材的特定曲线图来确定等.高强钢焊接质量的控制内容主要有三方面,首先要控制好焊接电压、电流、焊接速度以及冷却时间等；接着控制好焊缝当中碳氧等元素的配置比例,尽量选择碱性低的优质焊材；最后要控制好应力和变形,尽量选择低热及高能量密度的焊接方法,采取多层道进行焊接,还有就是减少焊接坡口的间隙以及角度,减少熔敷金属的填充量.在高强钢焊接技术的材料选择方面一定要选择合理含碳量的钢材,含碳量为0.36%的QST工艺强化高强钢就很适合这种焊接技术,它在新保利大厦工程当中得到了很好的验证.
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3.1.2低温焊接技术
低温对于钢结构建筑的施工影响比对混凝土施工小的多,但是也不能说没有影响,在钢结构低温焊接技术没有出现之前钢结构冬季的低温天气对于钢结构施工还是有很大的不利影响.低温焊接技术和常温焊接技术的区别主要表现如下：①焊接材料的选择上要尽量选择低氢材料,必要时对其进行保温处理；②焊接前的防护处理,由于低温环境下焊接区不容易保温,热量损失严重,所以尽量选择气体保护焊或者在焊接区搭设防护棚；③低温环境下的预热温度要比常温下的高,加热区也要扩大100mm左右；④加大热输入值；⑤焊接后要立即对焊接接头处进行有效的保温处理,这样有利于焊接处氢气的散出,防止后期冷裂纹的出现.
3.1.3组合楼板栓钉穿透焊技术
由于组合楼板在高层建筑钢结构当中的大量使用,所以也给栓钉穿透焊技术的发展提供了平台,穿透焊技术指的是在进行焊接时通过电弧的燃烧使得栓钉穿透压型钢板并焊接在钢梁的表面上,这时候栓钉起到的两个关键性作用为水平方向的抗剪和垂直方向的抗掀起.通过对国内外实际工程当中上万个焊接参数的收集分析研究之后,把组合楼板栓钉穿透焊的过程分为起弧、不稳定燃烧、稳定燃烧和熄弧顶锻这四个阶段,并在焊接的过程控制当中引入了能量控制法,穿透焊技术在国内外都得到了广泛的质量验证,比如说我国北京LG大厦工程项目当中所采用的楼板为闭口型镀锌铝锌压型板,板的厚度达到了1.5mm,楼板的安装施工的指导思想就是能量控制法,安装之后楼板的合格率高达98%,比普通焊接技术及普通施工的合格率高了15个百分点.3.1.4铸钢及铸钢节点焊接技术
铸钢节点之所以广泛的应用于一些大跨度的空间桁架结构当中,主要是因为它具有良好的加工性能以及复杂多变的建筑造型,特别是在处理复杂交汇节点方面更具优势.但是铸钢节点的应用也有一定的缺点,因其含碳量比较高,杂质比较难以控制,而且铸态时的组织晶粒比较大,导致了其焊接性能会相对较差,所以铸钢节点对于焊接工艺的要求也很高,主要表现在减少残余应力来防止裂纹的产生.目前我国的铸钢节点已经在很多实际工程中得到应用,比如国家体育场鸟巢的桁架柱采用的就是铸钢节点,还有广州会展中心的桁架铸钢支座,特别是天津经济技术开发区的标志性建筑雕塑,创造了铸钢件最大板厚的记录,该工程从设计、安装施工及
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