摘要：钢结构焊接工程是否可以在低温下开展施工作业，临界施工的环境温度最低可达到多少，是工程施工作业中存在的难点问题。我国JGJ81—2002《建筑钢结构焊接技术规程》规定，焊接作业区环境温度低于0℃时，应根据钢材、焊材制定适当的措施。中国北部冬季温度降低，施工周期短，限制了钢结构应用和发展。钢结构焊接工艺的研究，尤其是在低温环境中的焊接工艺研究对于延长中国北方寒冷地区钢结构的施工期具有重要意义。
关键词:钢结构；低温；焊接
引言
钢结构由于其自身重量、适应性、施工时间、形状丰富和可维修性等优点，广泛应用于建筑行业[1]。钢结构设计中，焊接技术是一个重要因素，尤其是在焊接质量低直接影响钢结构整体质量的深层振动技术中。结合蒙塔古火山矿泉水工程，对烧焊技术进行了研究，以控制低温焊接技术的质量，保证钢结构低温的质量。
1低温焊接易出现的问题及原因分析
1.1焊缝过宽或过窄
造成焊缝过宽或过窄的原因主要有两个，其一是低温条件下人体的灵敏度降低，操作的精度降低，容易造成焊缝控制不当的情况；其二是焊接过程中的胀缩，低温环境不仅会影响焊接后焊材与母材的融合，还会影响焊材及母材的收缩一致性。
1.2冷裂纹
扩散氢含量、淬硬组织及拘束应力是冷裂纹三要素。钢结构生产中往往拘束度较大，同时钢结构有较强的钢淬硬倾向，在低温环境中淬硬倾向更加严重，这些为冷裂纹的产生均提供了基础。综上所述，这就需要钢在焊接时设计焊接工艺时对于冷却速度t8/5给予足够的重视。同样冷裂纹将是焊接工艺重点解决的问题。
1.3夹渣未熔透现象
夹渣和未熔透的现象虽然在低温焊接过程中不常见。但是处于低温的环境，在进行焊接的时候仍旧采用与正常温度下一样的电流进行加热焊接，容易导致焊条的融化不完全，从而造成夹渣、未熔透的现象。
2保证低温焊接质量的措施
2.1人员准备
进行重要钢结构焊接的人员，必须经专业培训且通过考试，并持有效证件。但因焊接构件类别、规格、材质的不同，焊接人员技能资格等级要求也不同，因而必须对焊工技能资格进行严控。一是核查及确认焊接工人资格，即考核项目与焊接工作一致；二是监控焊工资格的时效性。提升操作人员水平能力操作人员的水平对钢结构焊接质量起着不可忽视的作用。首先要不断完善焊接操作人员的职业教育培养体系，通过理论与实践的系统化学习，大力开展校企合作，要培养出一大批具备专业技术能力与一定焊接经验的焊接职业人才。其次，要做好对焊接专业毕业生的岗前培训工作，要结合企业焊接工作或产品的特点对其进行针对性的培训，并用模拟件对培训情况进行考核，考核合格的才能进入实际操作岗位。
2.2设计焊接工艺评定试验
为了保证钢结构工程的焊接质量，可以设计一项焊接工艺评定试验，能够为焊接接头是否符合质量要求提供重要的凭据。在进行焊接工艺评定试验之后，相关技术人员可以根据试验的结果来设计焊接工艺指导书，为钢结构工程的焊接提供技术标准。如果建筑企业第一次选择某种钢材以及焊接材料之后，必须要首先进行焊接工艺的评定试验，并将评定的最终结果和报告内容进行保存。如果缺乏焊接工艺指导书的指导和干预，会使焊接人员在进行钢结构工程焊接时受到外界因素的影响，导致钢结构工程的质量下降。
2.3选择合适的焊接材料
焊接材料是影响钢结构工程焊接质量的关键因素，因此必须选择合适的焊接材料，才能够得到段质的焊接接头。在钢结构工程焊接过程中选择焊接材料的过程中，需要遵循四个原则。第一，母材所选择的钢材需要具备强度好、塑性好、韧性好、疲劳性好、可焊性好的特点，这样才能保证后续的焊接质量。焊材的选择应遵循等强度、等韧性以及等成分的原则，使所选择的焊材与被焊的母材有较好的相似性。如果在焊接厚板的过程中，因为焊接材料的冷却速度较快而出现较大的焊接应力，会导致焊接材料出现裂纹。为了避免裂纹的出现，需要进行焊前预热以及焊后缓冷，改变焊接接头的结构，完善焊缝的性能，提高HAZ的效果。第二，对形状较为复杂或者对厚度较大的钢结构工程进行焊接，应当选择抗裂能力较强的低氢型焊条。这是由于焊接的金属在冷却的过程中，会产生较大的收缩应力，因而导致焊接材料出现了裂纹。选择合理的施焊顺序可以使焊缝所产生的收缩力被平衡，即在焊接时产生的收缩力会与已经焊接结束某个位置的收缩力相互抵消。利用锤击法也可以消除收缩应力，在锤击时应遵循“三点锤，三点不锤”的原则，避免出现变形的状况。第三，当对低合金钢进行焊接的过程中，如果这些低合金钢的强度有所不同，可以根据实际的焊接材料中强度较弱的一种，能够保证最终焊接的质量，提升钢结构工程的最终质量。第四，当在钢结构工程的焊接过程中，会受到外界部分条件的影响而无法完成翻转的问题时，需要选择能够进行全位置焊接工序的焊条。
2.4焊接缺陷的预防措施
夹渣、凹陷以及气泡和气孔都是焊接工艺应用过程中容易出现的缺陷，这些缺陷的存在将会严重影响钢结构的焊接质量以及钢结构的使用效果。因此，需要加强对焊接缺陷的分析以及认识，明确焊接缺陷处理的相关措施并采取科学的方案进行处理。通常将残留在焊缝中的熔渣称之为夹渣，夹渣会降低焊缝的致密性和焊缝的强度，焊缝边缘有氧切割以及碳弧气刨残留的熔渣都是引发夹渣的主要原因。其次，焊接电流过小、坡口角度问题以及焊接速度太快也会诱发夹渣问题，焊接人员在使用碱性焊条时由于焊条极性不准确以及电弧过长等，也会容易引发夹渣现象。工作人员要想防止焊接过程中夹渣问题的发生，需要对破口的边缘进行详细的清理，认真选择坡口尺寸，选择适合的焊接速度以及焊接电流。需要多层焊接时，要仔细观察坡口两侧位置出的熔化现象，并认真清理焊渣彻底清除封底焊渣，防止埋弧焊焊偏。
2.5低温钢结构焊接技术
(1)选择焊接材料:E5015、E5016低氢焊接棒，用于本项目抗线圈和主厂房，焊接线直径=5mm，其馀E4303焊接直径= 4 mm.5 mm。(2)坡口加工:为了保证冷焊焊接质量，减少低温对焊接件的影响，在负温度环境初始阶段对工程进行了结构设计和试验，以进行高层冷焊工作。(3)确定焊接工艺:在进行焊接工作之前，必须用适当的焊接工艺进行焊接工艺评估，焊接工艺评估必须符合有关国家规定中规定的现场焊接规程。(4)焊缝温度控制:用阻燃剂预热焊接前的焊接区域，焊接后的热和热，以及硅钢焊接接头过载，使焊缝冷却缓慢。对于负温度下的开口焊缝钢结构，应使用临时防护屋顶，在该屋顶上可以根据需要提高烟囱温度，以提高焊缝区域的温度，提高焊缝质量[2]。本工程建造了宽1.2m×1.2x 1.2m的防护掩体。(5)焊后超行程控制:焊接区域冷却缓慢，并对潜在裂纹和热影响变形进行检查，以确定可能的超频。
结束语
在钢结构焊接工程中，低温焊接是冬季钢结构施工的重要一环。为满足进度要求，钢结构冬季焊接必须进行时，如何控制低温厚板焊接质量，是需工程技术人员重点解决的难题。必须据工程实际分析,采取必要的技术措施、焊接工艺及管理措施,克服低温环境的不利影响,从根本上提高焊接质重和大幅度减少焊接变形以达到设计及现行规范要求。
参考文献
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