我国桥梁钢结构焊接技术发展现状及展望

发表时间:2020/5/22   来源:《建筑实践》2020年2期   作者:朱 光
[导读] 随着社会经济的飞速发展,桥梁建设越来越完善。
         摘要:随着社会经济的飞速发展,桥梁建设越来越完善。钢结构建筑型式作为一种全新的建筑模式,在众多城市施工中得以应用。而钢结构焊接施工又是钢结构工程施工质量的重要影响因素之一。因此,对桥梁钢结构焊接技术发展趋势及创新策略进行分析探究,对提高桥梁钢结构工程质量水平大有裨益。
         关键词:桥梁钢结构;焊接技术;发展现状;展望
         引言
         钢结构其自重较轻、建筑周期短,具有较强的适应性,更易于施工等在当前建筑工程施工中应用较为广泛。在钢结构工程施工中,焊接技术是非常关键的环节,焊接质量的好坏会直接影响到钢结构的整体质量,因此在钢结构焊接施工过程中,需要严格对焊接技术质量进行控制,确保钢结构施工的质量。
         1桥梁钢结构焊接技术特点
         钢桥梁结构复杂,形状各异。钢箱梁大多为箱形结构,桁梁一般为箱形杆件,焊接空间狭小,焊接可达性较低,焊接位置特殊,长直易焊接焊缝极少,桥位作业又属于高空作业,不便于自动化焊接(图1)。因此,传统的手工焊方法仍然发挥了极大的作用,焊接人员充分利用传统焊接方法技术特点,优质高效地完成钢桥梁焊接制造。(1)焊条电弧焊设备简单,使用灵活方便,经常用于定位焊、焊缝返修;(2)二氧化碳保护焊可实现全位置焊接、焊接效率高、热输入小、焊接变形小、焊缝质量可靠;(3)埋弧焊焊接质量高、劳动强度低、熔敷效率高、但无法实现全位置焊接[9];(4)机器人焊接具有自动化程度高,生产效率高,劳动强度低,焊缝成形美观,一次可实现多条焊缝焊接。

        
         图1桥梁钢结构杆件示意
         2桥梁钢结构焊接技术发展问题
         2.1桥梁钢结构焊接用材
         在对桥梁钢结构进行焊接的时候,应用比较广泛的焊接材料是镀铜焊丝,现阶段大部分国家都大力提倡使用绿色节能无污染的材料来进行施工操作,因此,不同的行业也在积极的寻找能够替代污染比较大的绿色材料,而镀铜焊丝因为在进行焊接的过程当中会产生非常多的污染物及焊接烟雾大,所以国外实际的使用范围已经很少。在日本、美国等工业发达国家,无镀铜焊丝使用比例已达30%以上,且该比例逐年上升,我们国家无镀铜焊丝的研发推广应用则较慢。但是,随着我国新型经济转型不断的深入,国家对环保工作的重视程度逐年提高,绿色、节能、环保的材料在后期的市场当中必然占据主要的地位,所以,无镀铜焊丝也可能广泛的应用到建筑领域当中。
         2.2桥梁钢结构焊接设备
         桥梁钢结构焊接技术的应用需要焊接设备的有效辅助,在选用钢结构焊接设桥梁钢结构备时,考虑钢结构建筑安全稳固的使用需求,通常以国外先进的焊接设备为主。桥梁钢结构我国目前在钢结构施工中,某项技术可能处于领先地位,但相比国外钢结构焊接桥梁钢结构设备,我国生产的设备在自动化水平及整体技术可靠性上尚有差距。在桥梁钢结桥梁钢结构构焊接技术不断学习成熟的同时,也要在钢结构焊接设备上加以改进。
         2.3桥梁钢结构焊接工程技术人员
         桥梁钢结构的焊接工程对焊接技术人员的要求非常高,因为焊接质量的优劣直接关系到人们的生命财产安全问题,这就要求所有的焊接技术人员的培养工作一定要专业、科学。现阶段,我们国家的焊接技术人员综合素质还比较低,进行一些要求比较低的工程任务还可以满足,但是,在一些比较重要的建筑工程建设当中,高技术的焊接人员还是比较缺乏。所以,我们国家一定要积极学习国外先进的焊接技术人才培养制度,不断的强化对技术人员的培养工作。
         3桥梁钢结构焊接技术发展趋势
         3.1桥梁钢结构焊接工程实践数量及规模不断增加
         桥梁钢结构工程施工数量的增多带动了钢结构焊接技术工程的深入发展和不断完善,高效的焊接技术应日趋增多。在焊接熔敷率要求提高的同时,高性能焊接质量不可或缺,尤其是在桥梁钢结构11kg/h-15kg/h桥梁钢结构单位间及以上的熔敷率要求下,要加大对高效焊接技术方法的研究。在国内桥梁钢结构焊接工程实践中,本着提高我国自主焊接技术含量的目的,可适时引入多丝焊接、旋转喷射电弧焊接等技术形式,对其加以分析研究桥梁钢结构。在钢结构焊接工程质量及效益的获取上,借助接头焊接填充量控制的方式能够得以实现。站在桥梁钢结构焊接工程技术发展及应用上看,桥梁钢结构焊接技术的研究重心以氩弧激光焊为主。考虑到焊接技术操作中的辅助操作项多而耗时,要对桥梁钢结构焊接时间,主要是持续焊接时间加以提升,然后补充以连续送丝功能为主的自动焊接技术装备。
         3.2桥梁钢结构焊接材料向优质化方向发展
         桥梁钢结构施工技术的进步对焊接材料也提出了更高要求,焊接材料作为焊接行业的一个重要市场,在后期研发上主要向焊接材料的优质化方向发展,以匹配桥梁钢结构高效焊接技术。例如,在桥梁钢结构焊接材料中,自动焊丝、气电焊丝及保护焊丝等都已经在性能上更富优越性。随着桥梁钢结构施工对用钢型号有了新的技术规范要求,相应地,桥梁钢结构焊接材料也在向着高抗震性、高强度表现、高纯净性及高耐火性方向演变。从今后一段时间看,研究及开发高性能桥梁钢结构焊接材料将成为桥梁钢结构施工行业聚焦点所在。伴随着桥梁钢结构的进一步发展与完善,实芯桥梁钢结构CO2桥梁钢结构焊丝、药芯桥梁钢结构CO2桥梁钢结构焊丝、特种电渣焊材料以及气电焊焊接材料的使用总量势必会不断扩大的推升;激光、等离子弧、电子束等焊接能源及电弧跟踪方法也将得以大幅改善,桥梁钢结构焊接材料技术升级前景无限。
         3.3桥梁钢结构强化桥梁钢结构焊接技术人员专业技能
         在桥梁钢结构施工数量增多,钢结构焊接技术迎来新的发展契机的背景下,从事建筑行业施工作业人员的技术水平也逐渐成为制约钢结构行业稳续发展的重要因素之一。钢结构焊接作业属于高技术工种之一,需要严格的管理操作制度加以保障,但当前我国基于桥梁钢结构焊接技术人员的资质评定未成系统,在认证相应的施工作业资格时不够严格,缺乏统一专业的划分,与新时期桥梁钢结构行业的发展及钢结构焊接市场的人才需求不相匹配。为此,强化桥梁钢结构焊接技术人员队伍的统一考试及资格认证体系建设极为重要。例如,钢结构焊接作业的工作环境及作业条件趋于复杂化,相应的焊接质量要求也愈来愈高。在焊接工艺规程操作实施前、中、后等阶段,涉及到对焊接材料(母材、焊条、焊丝等)、焊接接头的质量检验工作,确定焊接方法、工艺参数、焊接尺寸、坡口结构形式,这些焊接作业技术要点需要焊接作业技术人员认真操作。而随着焊接设备自动化水平的逐步提升,钢结构焊接技术人员专业技能中还涵盖了数字化技术操作内容。
         结语
         在当前新市场经济常态下,在钢结构施工作业过程中,焊接技术的广泛应用对其施工作业质量和作业效力的影响力是不容忽视的,为此,要想从根本上提高工程施工质量和施工效率,根据焊接材料的特点来选择适当的焊接技术、提高对材料采购的重视度以及完善质量控制计划,是现阶段基层产业机构保证工程质量最终目的实现的重要发展战略。
         参考文献
         [1]李雪峰.我国桥梁钢结构焊接技术的发展现状与发展趋势[J].科技创新
导报,2018,12(8):67.
         [2]李国强,王彦博,陈素文,等.高强度结构钢研究现状及其在抗震设防区
应用问题[J].建筑结构学报,2019,桥梁钢结构(1):1-13.
         [3]方胜利.大型悬挑钢结构施工关键技术研究[D].武汉理工大学,2019:23-24.
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