莫忠敬
中国能源建设集团广东火电工程有限公司 广东广州510730
摘要：改革开放以来，中国的经济形势发展良好，作为中国主要的支柱产业之一，建筑业的发展规模迅速扩大。为了保证建筑工程质量，特别是建筑钢结构安装工程中，必须严谨科学的选择钢材和使用合适的焊接工艺进行焊接施工，从而提高施工项目的建设质量，确保工程保期、保质、安全竣工，这是一种良好的社会责任感。
关键词：建筑工程；钢结构；安装；焊接
引 言
建筑业的快速发展为钢结构的研究和应用提供了机遇。在建筑工程设计中，由于钢结构施工速度快，安装焊接方便，结构稳定性和经济高效，钢结构的应用越来越受到设计人员的重视。在具体施工过程中，应根据钢结构的实际情况，选择合理、科学的焊接方案和焊接工艺措施，确保钢结构的施工质量达到设计要求。
一、钢结构
1.1定义
钢结构是由钢制成的结构，目前是主要的建筑结构。钢结构建筑与传统建筑不同。所有钢制梁，柱等均经过处理，并与横截面钢和钢板一起安装。在当前的建筑行业中，钢结构主要用于工厂建筑物，大型体育场馆、房屋建筑和桥梁制造。在施工过程中，施工人员使用镀锌，纯磷酸锰处理，清洁和干燥，消音以及其他除锈技术来焊接，铆接，固定和压缩特定结构，从而提高强度和抗震性能。
1.2特点
与传统的木材和混凝土相比，钢结构更坚固，更轻，并且具有便于运输的特性，使其成为高层大跨度建筑物的理想选择。钢的可塑性和韧性非常好。钢结构建筑物具有很高的抗震性能和抗压性能。钢的密封性能良好，最新的焊接技术可以完全密封钢结构。这种钢生产率高，成品精度高，装配速度快，可显着缩短工期。另外，耐热性良好，但耐蚀性较弱。钢材是可回收材料，适合用于钢架建筑，且不会产生建筑垃圾。
1.3性能
在钢结构建筑中，为了达到保温和节能的效果，建筑施工时在壁柱之间添加了隔热材料，并在外壁上增加了隔热材料的层数，从而有效地减少了热传递并节省了能源，其性能低至大约4级，建筑施工时将耐火石膏板贴在墙壁和屋顶上。另外，墙体隔热可以有效地防止热量转移到火上。为了减少建筑物的噪音污染，施工人员在墙壁上填充了玻璃棉。这样可以有效降低隔音效果，增强建筑物的隔音效果。
二、钢结构安装
当前，在我国建筑工程领域中使用最广泛的建筑材料是刚性结构。从成分分析来看，它主要由钢板和截面钢组成。由于钢结构本身具有可变的形状和高强度，因此可以加工和焊接不同形状的钢，以满足不同工程结构的需要。将其放入所需的工程组件中，然后将这些准备好的工程组件放入建设项目中。目前，钢结构已被有效地用于建筑工程。与混凝土和石砖等其他建筑材料相比，钢结构的抗压强度和承载力更强，并且比其他建筑材料更轻且运输方便，使用后可以回收利用，同时，钢结构在施工过程中也有一些缺点。例如，与其他材料（例如混凝土和石砖）相比，钢结构的腐蚀和防火性更小，建造成本更高，操作更复杂。可能会出现诸如构造错误之类的问题。
因此，在实际的土木工程工作中，为了充分利用钢结构的优点，工作人员有必要强调和研究钢结构的性能。在建设项目的建设时，可以通过焊接来建造钢结构，导致存在大量的焊接工作，且高空作业较多，焊接操作位置困难，增加了施工难度和安全风险。首先，在施工过程中，技术员人员必须合理编制安装焊接施工方案，选择经济、高效的焊接办法和焊接工艺，提高施工效率和缩短施工工期，降低施工成本。其二，对施工人员进行岗前严格的安全技术培训和交底，确保施工人员掌握钢结构的安装工序和焊接工艺，以更好地了解钢结构的安装和焊接施工过程，才能确保项目顺利开展。
三、钢结构安装焊接施工技术的具体应用
在建筑工程施工中，钢结构焊接施工，由于焊接本身工作量大，相关人员首先要掌握钢结构的安装和焊接技术要点，确保整个项目的正常发展。下面主要分析钢结构安装与焊接施工技术中的几点见解：
2.1焊前准备工作
在钢结构安装和焊接施工技术的过程中，必须做好焊接施工的准备工作。焊接施工准备工作主要包括以下几个方面：首先，根据设计施工图纸，编制安装和焊接施工方案，选择合适的焊接工艺，采购合适的焊接材料；其次，在焊接工作中，由于钢柱安装焊接的需要，一般采用钢管搭设柱焊接作业平台或采用专用吊篮进行钢梁焊接。第三，对于入场焊工必须经焊工资格审查合格，并经过岗前焊接测试合格方可持证上岗作业。第四，对于焊接设备和焊接材料，由于不同项目的施工环境、气候、工期、机械等差异，对于实际的施工中，应根据具体项目准备相应的设备和焊接材料。对于焊接量较大的工程项目，一般采用焊接速度较快的CO2气体保护焊。在实际焊接作业中，需要选择符合施工条件的焊接及辅助设备；焊接完成后，根据设计图纸、国家和行业技术标准规范要求组织有关单位进行验收，必要时委托无损检测。对于钢结构工程，由于其专业性较强，必须配备专业且有良好的技术素质管理人员和有经验焊工，才能确保工程的正常开展。因此，企业在选人用人时，要按照相关标准和规定选人用人，使之符合工作条件。
2.2钢结构的连接
现阶段，建筑钢结构工程主要采用由梁、柱组成。就柱截面而言，大多数采用箱形截面，一些柱结构采用“I”形截面或“横”形截面。梁截面主要采用“H”型钢梁，部分建筑也采用特殊截面。焊接和安装工作前，应根据需要进行相应的焊接工艺试验，并通过试验明确焊接结构所需的各种材料。此外，通过实验，可以确定后续焊接工作所需的各种参数。
2.3合理选择焊接方法
首先，焊接工程师需要在施工时分析钢材的尺寸和形状，考虑材料的成分，接头的形状等，并根据以上内容选择一种实用合理的焊接工艺...另外，在选择焊接方法时，必须考虑现场环境、气候、场地位置等的实际情况和施工工人的技术水平等条件的影响因素，例如不同焊接方法使用的使用的焊接工艺、焊材、适应的钢材范围、位置和稳定性和设备要求不同，影响到焊缝质量合格率和劳动生产率；所以需要选择最经济，合适的焊接方法，有效提高焊接质量和施工效率。
2.4节点形式与焊缝的检测
准备工作完成后，即可正式进行焊接工作。根据设计要求和钢结构的安装，某些操作过程需要仔细选择特定的焊接形式。焊接工作主要是将钢结构的各个组件焊接在一起。钢柱到钢柱的焊接，钢柱到钢梁的焊接，其他节点的焊接等。所用的焊接方法是全熔透焊接。除了在施工过程中焊接钢结构的主要部分外，还必须使用高强度螺栓将梁有效地连接到板上，并焊接钢柱底座和连接板之间的位置。由于钢板的厚度较大，通常在某些焊接操作中使用全熔透焊接，以有效地确保焊接质量。另外，技术人员需要及时检查和验收和委托无损检测，以防止在焊接质量不合格影响工程质量。如果发现问题，应及时反馈，确定焊缝返修的焊缝位置，专业技术员进行评估，组织有效的整改，确保焊缝符合钢结构的设计安装要求和相关标准规范。
2.5焊接施工顺序和施工工艺
钢结构安装施工中，焊接工作应严格按照具体的操作顺序和工艺进行，并根据不同施工项目的特点和结构形式，合理确定施工顺序。另外，焊接工作中应考虑构件焊接的对称性，具体的焊接工作应严格按照这一原则进行。在建筑工程钢结构的焊接工作中，严格按照相应的顺序进行施工，并用高强螺栓初步拧紧相应的梁构件，然后进行焊接工作。焊接工作完成后，可拧紧高强螺栓，以满足施工的相关要求。焊接工作应自上而下进行，从上梁开始，依次焊接柱脚板、下层、托架、中梁等部位，最后进行焊接检查。在焊接过程中，可按上、下、中位置先焊接立柱之间的位置。其次，对相互堆放的钢梁进行焊接，可以采用同时焊接的方法，但同一钢梁的两端不能同时焊接。最后，梁的焊接可按下翼缘到上翼缘的顺序进行，梁部可按逆时针方向焊接。焊接工作的顺序和形式多种多样，应根据具体的焊接位置和焊接要求，合理选择施工工艺。
2.6焊接过程的质量检查
在开工前，技术人员每天深入施工现场指导施工、跟踪进度执行情况，及时作记录，使焊接记录单真实反映现场施工情况。焊接技术员或质检员对参与焊接的每位焊工进行详细的焊接技术交底，从母材标识、焊接材料、焊接电流、焊接顺序、焊接缺陷和焊接变形的处理、焊接位置等有针对性的作一一讲解，使每位焊工完全明白该部件的技术方案，特别强调焊工加强对所负责焊口的焊缝外观质量自检，并做好技术交底记录。对采购的焊接材料入库前应严格入库验收合格，方可使用，以确保所选择的材料符合结构要求，并详细做好焊材入库台账，在一方面，在焊接工作中，必须对照焊接工艺参数严格控制电弧电压，焊接力和焊接速度。最后，焊接工作完成后，应根据规格要求对易出现问题的焊接零件进行全面检查。某些检查任务应专门检查焊缝的变形程度，并严格检查焊缝的均匀性。
如果发现螺柱的根部未融化，则需要及时修复它们，以提高结构的整体焊接效果。
四、焊接质量缺陷及防止措施
钢结构焊接质量缺陷主要包括两部分：肉眼或低倍放大镜能看到的且位于焊缝表面的缺陷称为外部缺陷；用破坏性试验或专门的无损检测方法才能发现的内部缺陷等称为内部缺陷。主要的焊接质量缺陷及防治措施如下：
4.1咬边
在结构边缘焊接时，金属构件会沿焊趾熔化，如不及时处理，会造成凹陷和咬边。这种现象通常发生在焊缝边缘，可以是连续的，也可以是间断的。防治措施：
焊接时电流不宜过大，电弧不要拉得过长或过短，尽量采用短弧焊。
掌握合适的焊条角度和熟练的运条手法，焊条摆动到边缘时应稍慢，使熔化的焊条金属填满边缘，而在中间则要稍快些。
焊缝咬边的深度应小于0.5mm，长度小于焊缝全长的10%。一旦出现深度或产度超过上述允差，应将缺陷处清理干净，采用直径较小、牌号相同的焊材，焊接电流比正常的稍偏大，进行补焊填满。
4.2气孔
焊接部件的过程会导致金属和相应的气泡达到一定的高温。在金属焊缝的冷却过程中，不及时清除焊孔，则会形成气孔。防治措施：
选用合格的焊条，不得使用药皮开裂、剥落、变质、偏心或焊芯严重锈蚀的焊条；采用低氢焊条，并进行350~400℃烘焙，并恒温1-2小时；使用焊条时，采用保温桶，并随用随取。
应对焊口附近及焊条表面的油污、锈斑等清理干净。
选择电流的大小要是适宜，控制好焊接速度。焊前根据工艺要求，是否进行预热。
焊接完成或中途停顿时，电弧要缓慢撤离，有利于减慢熔池冷却速度和熔池内气体的排出，避免出现气孔缺陷。
减少焊接操作地点的湿度，提高操作环境的温度。气体保护焊时风速超过2m/s，手工电弧焊时风速超过8m/s，需采取有效的防风挡雨措施,方能焊接操作。
4.3夹渣
焊接后会形成一定量的夹渣，称为夹渣。它有多种形式，存在于焊缝中。夹渣有多种形式，可以是长的，也可以是连续的。防治措施：
采用良好焊接工艺性能的焊条，所焊钢材必须符合设计文件要求。
通过焊接工艺评定选择合理的焊接工艺参数。注意焊接坡口及边缘范围的清理，焊条坡口不宜过小；对多层焊缝要认真清除每层焊缝的焊渣。
采用酸性焊条时，必须使熔渣在熔池的后面；在使用碱性焊条焊立角缝时，除了正确选择焊接电流外还需采用短弧焊接，同时运条要正确，使焊条适当摆动，以使熔渣浮出表面。
采用焊前预热，焊接过程加热，并在焊后保温，使其缓慢冷却，以减少夹渣。
4.4未焊透
在焊接过程中，焊缝未完全焊接，并且有许多因素导致此问题。主要的预防措施是选择正确的焊接方法，确保组件之间的安装间隙，在焊缝中进行正确的工作，并避免焊缝错位。防治措施：
按设计图样或规范标准规定的坡口尺寸进行加工和组对间隙。
焊前要认真清理坡口附件的铁锈油污，特别是彻底清理焊缝坡口根部，对多层焊缝在焊接中，用角形砂轮打磨清理焊层之间的氧化物。
合理的选择电流大小和焊接速度，随时注意焊条的正确角度。
对厚度较厚或导热性较高、散热快的焊件，可在焊前对焊接部位预热或在焊接中加热，使母材金属与焊条金属达到熔合。
4.5裂纹
钢结构的材质通常主要承重部分采用Q355B材质，它的含碳量高，受淬硬倾向和约束应力的影响容易引发冷裂纹产生。防治措施：
注意焊接接头坡口形式，消除焊缝不均匀受热和冷却因热应力而产生的裂纹。如不同厚度的管子对焊时，对厚壁管子做削薄处理。
选用材料一定要符合设计图样的要求，严格控制氢的来源，焊条使用前应进行烘干，并认真清理坡口的油污、水分等杂质。
焊接中，选择合理的焊接参数，控制热量输入以改善焊缝及热影响区的组织状态。
在焊接环境温度较低、材料较薄，除提高操作环境温度外，还应在焊前预热。焊接结束要设法保温缓冷和焊后热处理，以消除焊缝残余应力在冷却过程中产生的延迟性裂纹。
对于厚壁焊件，采用焊前预热，焊接过程加热，并在焊后保温，使其缓慢冷却，必要是采取焊后热处理消除焊接应力等。
4.6焊接变形
焊接时，由于焊件局部高温受热造成焊缝温度分布不均匀，导致在结构内部产生焊接拘束力大而变形。防治措施：
采用合理的焊接工艺参数，防止热输入量线能量过大，控制焊缝的温差。
采用合理焊接顺序，大管径、大构件采用对称焊接方法。
适当采用焊前预热措施和焊后热处理或后热措施，降低焊接应力。
焊前采取必要的反变形或强制反变形措施。
结束语
钢结构焊接施工受材料、焊接顺序、焊接工艺、焊接技能水平等多方面因素的影响，在工程焊接施工过程中，要做好准备工作，选择合理的焊接工艺，加强对关键部位的检查，以满足焊接质量的要求。
参考文献
[1]建筑工程中钢结构安装焊接施工技术应用[J].杜月胜.建材与装饰.2019(34)
[2]浅谈建筑工程中钢结构安装焊接施工技术应用[J].王俊杰.中国标准化.2019(22)
[3]建筑工程中钢结构安装焊接施工技术的应用[J].于孟佳.建材与装饰.2019(32)
[4]超级奥氏体不锈钢UNSN08367的成形及焊接技术[J].李强.石油和化工设备.2018(04)
[5]浅谈建筑工程中钢结构安装焊接施工技术应用[J].王俊杰.中国标准化.2019(22)
[6]浅谈钢结构安装工程施工管理[J].程芳德.居舍.2019(22)
[7]钢结构高层建筑的施工技术及要点[J].傅长根.江西建材.2019(03)
[8]建筑工程技术中钢结构安装技术探究[J].闫业涛.中国标准化.2019(04)