淺議鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢VIP

1、淺議鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢宋五星唐山億達(dá)建筑工程有限公司 河北省 064000【摘要】伴隨著我國經(jīng)濟的快速穩(wěn)定發(fā)展，我國的年鋼鐵產(chǎn)量、配套焊接材料產(chǎn)量及建筑結(jié)構(gòu)的鋼材使用量均實現(xiàn)逐年遞增式上漲。本文總結(jié)了鋼結(jié)構(gòu)的焊接技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀并對未來鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行了預(yù)測。【關(guān)鍵詞】焊接技術(shù) ；低溫焊接 ；材料； 趨勢；中圖分類號：TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：一、 當(dāng)代鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)當(dāng)代我國的焊接技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展取得了較為突出且迅猛的進(jìn)步，其中諸多新技術(shù)及方法的應(yīng)用使焊接的牢固性明顯增強，但其中存在的一些問題也不容忽視，下面就對此進(jìn)行相應(yīng)總結(jié)。1. 出現(xiàn)冷熱裂紋冷裂紋即指焊

2、縫冷卻過程中，溫度降低到馬氏體轉(zhuǎn)變溫度范圍(300-200以下)時產(chǎn)生的裂紋，在焊接后較長時間或立即后出現(xiàn)，因此也被稱為延遲裂紋。其焊接接頭形成淬硬組織、擴散氫的存在及濃集和較大焊接拉伸應(yīng)力的存在是冷裂縫形成的3個基本條件。熱裂紋又被稱為高溫裂紋或結(jié)晶裂紋，是指高溫下產(chǎn)生的裂紋，通常在焊縫內(nèi)部產(chǎn)生，也可能出現(xiàn)于熱影響區(qū)內(nèi)；以縱向裂紋、橫向裂紋、根部裂紋、弧坑裂紋和熱影響區(qū)裂紋為主要的表現(xiàn)形式。在冶金因素和力學(xué)因素的共同作用下即產(chǎn)生熱裂紋，其產(chǎn)生原因是在結(jié)晶過程中焊接熔池中的低熔點共晶和雜質(zhì)以液態(tài)間層形式存在而導(dǎo)致出現(xiàn)偏析現(xiàn)象，其強度在凝固后也較低，當(dāng)焊接應(yīng)力足夠大時，液態(tài)間層或凝固不久的金屬將

3、被拉開而形成裂紋。另外，若低熔點共晶和雜質(zhì)存在于母材晶界表面，焊接應(yīng)力足夠大時也可形成裂紋。2. 厚板、長焊縫焊接技術(shù)不完善建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接制作過程中的厚板、長焊縫的焊接效率及質(zhì)量對鋼結(jié)構(gòu)的實體質(zhì)量和成本有極其關(guān)鍵的影響。厚板對接和箱型構(gòu)件、T型焊縫的角接全熔透焊縫焊接不僅工作量最大，對技術(shù)要求最高，而且在焊接過程中焊縫第一層采取SAW技術(shù)進(jìn)行清渣工作也十分困難。因此，在實際中常采用以GMAW打底和SAW蓋面結(jié)合的工藝，但焊接效率的提高卻受到較大影響；在厚板對接和T型焊縫焊接中，為了達(dá)到焊縫全熔透、無缺陷的效果而廣泛采用碳弧氣刨清根工藝，然而，此工藝一方面增加了成本，另一方面對接頭質(zhì)量和焊工身

4、體也有較大影響。3. 現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)缺乏自動化 現(xiàn)在工業(yè)發(fā)達(dá)國家焊接自動化水平已達(dá)到80%以上，因而其在工作質(zhì)量和效率上都占有很大優(yōu)勢。而相較于我國按照手工焊和自動焊耗材估計得出的，名義上的30%自動化水平，兩者間差距極大。伴隨著建筑焊接結(jié)構(gòu)向大型化、重型化及高參數(shù)精密化發(fā)展的趨勢，效率低下、質(zhì)量不穩(wěn)定的手工焊將成為阻礙生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性提高的首要因素。 在制造廠和施工現(xiàn)場，我國焊接操作還停留在半機械或機械焊甚至是手工焊的水平上，焊接的自動化并未取得任何實質(zhì)性的發(fā)展；相較于鄰國日本也有不小差距，其已實現(xiàn)工廠內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)焊接的自動化，極大的降低了人工成本，也使工效及質(zhì)量得到提高。由于我國經(jīng)

5、濟及社會保障的不斷發(fā)展，增長的人工成本將不可避免的阻礙其發(fā)展。4. 鋼結(jié)構(gòu)焊接從業(yè)人員技術(shù)水平有限焊接技術(shù)對整個鋼結(jié)構(gòu)業(yè)務(wù)流程的影響可以說是舉足輕重，因為自鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計到整個鋼行業(yè)，焊接技術(shù)的應(yīng)用幾乎貫穿了所有的行業(yè)流程。所以，了解熟悉相關(guān)的技術(shù)應(yīng)用是作為鋼結(jié)構(gòu)焊接行業(yè)的技術(shù)人員的基本要求，而掌握自身業(yè)務(wù)所涉及的焊接應(yīng)用技術(shù)已是對從業(yè)人員的最低要求。但是現(xiàn)實不容樂觀，我國焊接從業(yè)人員與鋼行業(yè)的規(guī)模并不協(xié)調(diào)，鋼結(jié)構(gòu)焊接人員中懂得焊接應(yīng)用技術(shù)的少之又少，更不要說精通了，其人員配備與鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)本身需求間存在較大的差距。二、未來我國鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)發(fā)展趨勢根據(jù)我國現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)焊機技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，促進(jìn)我國焊接技

6、術(shù)的發(fā)展，使其適應(yīng)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)及我國市場經(jīng)濟的需求，趕超工業(yè)強國焊接技術(shù)發(fā)展水平，可預(yù)測我國鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)主要有以下幾個發(fā)展趨勢。1.低溫焊接技術(shù)得到廣泛應(yīng)用因我國地處溫帶，冬季持續(xù)時間長且覆蓋范圍廣，故鋼結(jié)構(gòu)焊接冬季施工歷來是業(yè)內(nèi)人士關(guān)注的重點。多年來不管是學(xué)術(shù)界還是工程界均致力于解決焊接工程冬季施工及確定施工臨界溫度問題。在國家體育場“鳥巢”的焊接工程中1萬噸以上的鋼結(jié)構(gòu)焊接工作是在冬季完成的。冬季焊接施工的臨界溫度要從人、焊機、材料、焊法及環(huán)境五個方面來確定，而僅從鋼材、焊材的承受力進(jìn)行判斷是不全面的。根據(jù)此觀點在“鳥巢”組織的大規(guī)模低溫焊接試驗取得了較好效果，據(jù)此進(jìn)而確定了停止焊接作業(yè)的

7、臨界溫度為150，國家體育場鋼結(jié)構(gòu)低溫焊接規(guī)程也得到了相應(yīng)的確定。建筑鋼結(jié)構(gòu)的冬季焊接施工不僅可以顯著縮短工期，也必將創(chuàng)造極大的經(jīng)濟價值。因此，在“鳥巢”鋼結(jié)構(gòu)焊接中采用的相關(guān)低溫焊接技術(shù)、經(jīng)驗具有極大的實踐價值，必將被廣泛接受并將在未來施工中得到推廣應(yīng)用。2.焊工資格認(rèn)證制度建立由于現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)工程復(fù)雜，施工環(huán)境多樣，焊接對象不確定，市場競爭嚴(yán)酷，工程過程中始終是焊接方案編寫、工藝評定、檢修等許多工作交叉進(jìn)行的情況，且鋼結(jié)構(gòu)的安裝及焊接過程戰(zhàn)線長、點多面廣的特點和因素的影響，使準(zhǔn)確科學(xué)的安排使用焊接人員，充分發(fā)揮其最大的能力和能動性成為了極具挑戰(zhàn)的管理學(xué)要求。焊接管理對于“天時、地利、人和”三

8、方面的要求造成了其獨特的管理困難。此外，培養(yǎng)造就大量熟練掌握鋼結(jié)構(gòu)焊接應(yīng)用技術(shù)的專業(yè)性極強的從業(yè)人員的滿足行業(yè)的巨大需求具有極大的現(xiàn)實意義。因此，基于各方面的需要創(chuàng)立焊工資格認(rèn)證機制是鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。焊工資格認(rèn)證機制的建立也必將在很大程度上促進(jìn)我國鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。3.激光焊將部分取代電子焊激光束在聚焦后焦點處能量密度為1010W/cm且加熱范圍小于1.0mm,若將此特應(yīng)用于金屬材料的焊接技術(shù)，除可提高焊接速度，還可將焊接接頭處的形變及應(yīng)力減小。激光焊也是比較理想的精密焊接技術(shù)，滿足精密焊接的高要求。激光焊可以在較遠(yuǎn)的距離內(nèi)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的焊接是因為激光束能在空氣中直線傳播不受

9、干擾。與電子束焊接技術(shù)比較，激光焊具有很明顯的優(yōu)勢，首先在焊接中不像電子焊需要真空環(huán)境，在成本及投入費用上可以得到明顯的縮減；其次，激光束焊接過程中不會產(chǎn)生X射線，焊工在焊接過程中不需要射線防護(hù)設(shè)備的保護(hù)。因此，在中、薄厚度的板材焊接中，其發(fā)展的趨勢將是激光焊部分取代電子焊而得到較普遍的應(yīng)用。4.厚鋼板焊接技術(shù)得到更廣泛應(yīng)用 建筑鋼結(jié)構(gòu)厚度并非越厚越好，且焊接難度隨鋼板厚度而遞增，這兩方面在不管是理論還是實踐中都得到了很好的證明。但是，鑒于設(shè)計者理念的需要建筑鋼材焊接工程中較厚板材的使用量明顯增多，這極大的促進(jìn)了厚板焊接技術(shù)的不斷發(fā)展。而“鳥巢”的鋼結(jié)構(gòu)焊接工程中采用焊接革新的組合工藝，既保證了焊接效率也提高了焊接質(zhì)量，具有很高的厚板焊接借鑒意義。故在未來的建筑鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的發(fā)展中，厚板焊接技術(shù)的應(yīng)用將得到更大和更深的推廣?？偨Y(jié)：我國鋼結(jié)構(gòu)的焊接應(yīng)用技術(shù)與世界工業(yè)發(fā)達(dá)國家的焊接水平在整體水平上人上仍有較大的差距，為趕超世界先進(jìn)技術(shù)，我們必須從各個基礎(chǔ)方面加強焊接技術(shù)，從整體上提升我國焊接技術(shù)水平。我國的鋼結(jié)構(gòu)焊接應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展趨勢不管是從焊接技術(shù)從業(yè)人員還是焊接工藝均可以得到可靠的預(yù)測。參考文獻(xiàn)：【1】賈寶華，