鋼結(jié)構(gòu)工程焊接技術(shù)重點(diǎn)、難點(diǎn)及控制措施獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

鋼結(jié)構(gòu)工程焊接技術(shù)重點(diǎn)、難點(diǎn)及控制措施獲獎(jiǎng)科研報(bào)告【摘要】在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及施工中，設(shè)計(jì)越來(lái)越新穎，使我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)工程出現(xiàn)了蓬勃發(fā)展的現(xiàn)狀。鋼結(jié)構(gòu)的焊接技術(shù)，促使了我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)邁向成熟，使我國(guó)已經(jīng)成為名如其實(shí)的鋼結(jié)構(gòu)大國(guó)。然而，研究鋼結(jié)構(gòu)工程焊接技術(shù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)尤為重要?；诖?，本文針對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析，以供參考。

【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu);焊接;重點(diǎn);控制

1鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)以及缺點(diǎn)分析

在現(xiàn)代工程建設(shè)中，鋼結(jié)構(gòu)已被廣泛應(yīng)用，主要是由于其有較好的優(yōu)勢(shì)。鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)主要包括自身強(qiáng)度高、塑性以及韌性好、并且跨度大、承載力高，其不僅能夠適用于各種工程，還可以明顯的提高工程整體質(zhì)量。另外，由于鋼結(jié)構(gòu)工作在一般條件下都很難受到外界的影響，變形也較小。但是，鋼結(jié)構(gòu)也有其自身的缺點(diǎn)，鋼結(jié)構(gòu)工程用到的材料主要是鋼材，鋼材的腐蝕性能較差，這個(gè)問(wèn)題在薄壁構(gòu)建中最為突出，所以其很容易被腐蝕，這樣一來(lái)，建筑在后期就要加大維修，從而浪費(fèi)更多的人力以及物力。另外，鋼結(jié)構(gòu)工程的耐火程度也不高，如果建筑發(fā)生火災(zāi)，就會(huì)給工程帶來(lái)無(wú)法避免的損失。

2鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)的重難點(diǎn)

在實(shí)際的鋼結(jié)構(gòu)焊接過(guò)程中，會(huì)受到外部熱力的作用，這樣焊接就會(huì)出現(xiàn)不均勻的情況，從容引起外部應(yīng)力變化，使得鋼結(jié)構(gòu)焊接出現(xiàn)異常情況。另外，焊接人員的專業(yè)水平不高，在焊接的時(shí)候沒(méi)有控制好焊接應(yīng)力，不熟悉的操作也會(huì)使焊接受得到影響，這樣就會(huì)出現(xiàn)焊接氣泡或者是裂紋等現(xiàn)象。以上的問(wèn)題，需要在實(shí)際的工作中做好焊接變形的控制，才能避免氣泡以及裂紋的產(chǎn)生，從而提升整個(gè)焊接工程的質(zhì)量。

3鋼結(jié)構(gòu)工程焊接質(zhì)量問(wèn)題分析

3.1材料的影響因素

主要包括以下幾點(diǎn)：在實(shí)際的焊接中，焊縫會(huì)擴(kuò)散氫，這就會(huì)影響到焊接頭。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的問(wèn)題主要是受到環(huán)境的影響或者是鋼材表面清潔不到位所導(dǎo)致的。另外，鋼結(jié)構(gòu)所使用到的氫含量要嚴(yán)格進(jìn)行控制，并且要在規(guī)定的范圍內(nèi)，一般的最小值是在100g<5ml。工程中所試用到的焊材在進(jìn)場(chǎng)的時(shí)候也要進(jìn)行嚴(yán)格的控制，需要按照批號(hào)進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)并記錄，如果檢測(cè)結(jié)果沒(méi)有達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，則杜絕使用。在使用二保焊的時(shí)候，需要在焊槍噴嘴以及保護(hù)罩內(nèi)涂抹防濺膏，這樣可以有效的杜絕氫含量的增高，這點(diǎn)需要引起重視。

3.2母材材質(zhì)的影響

主要包含以下幾點(diǎn)：首先，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)使用到的鋼品種與其他國(guó)家列舉的鋼品種不一樣。部分鋼結(jié)構(gòu)焊接存在缺陷的原因是由于母材板厚達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，這也與母材的性能有很大的關(guān)系。另外，鋼材中會(huì)含有磷或者是硫等有害的物質(zhì)，在軋制的過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)硫化夾雜物或者是其他材質(zhì)缺陷，從而使板材受力不夠均勻，出現(xiàn)分層或者是撕裂的情況，如果出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題就很難進(jìn)行修復(fù)。因此，在規(guī)定中藥注重板材的選擇和運(yùn)用，一般而言板材的厚度等于五公分或者大于五公分，而且在進(jìn)行拉力作用時(shí)，也要根據(jù)國(guó)家制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，分值需要在允許的范圍內(nèi)。

4鋼結(jié)構(gòu)工程焊接技術(shù)要點(diǎn)

4.1基于視覺(jué)感知的焊接技術(shù)

此技術(shù)主要是利用激光掃描識(shí)別構(gòu)件的特征以及需要焊接的部位，視覺(jué)系統(tǒng)在捕捉到信息后，再傳達(dá)到控制系統(tǒng)和焊接數(shù)據(jù)庫(kù)中?？刂葡到y(tǒng)再根據(jù)接收的到的信息進(jìn)行路徑的規(guī)劃，并進(jìn)行糾偏，焊接數(shù)據(jù)庫(kù)再根據(jù)接收到的信息選擇匹配的機(jī)器人進(jìn)行工作的執(zhí)行。從目前情況來(lái)看，視覺(jué)感知技術(shù)是目前公認(rèn)最高，最有希望解決好非標(biāo)構(gòu)件焊接的技術(shù)，但是限于鋼結(jié)構(gòu)的尺寸都比較大、規(guī)格也比較多、技術(shù)要求也更為復(fù)雜，所以這項(xiàng)技術(shù)還沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的突破?？梢钥闯?，只有最為先進(jìn)的非標(biāo)鋼構(gòu)機(jī)器人焊接才能夠解決這些疑難雜癥。此項(xiàng)技術(shù)的研究主要應(yīng)用在于以下幾點(diǎn)：（1）通過(guò)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)三維模型和焊縫進(jìn)行建模，從而減少了傳統(tǒng)的以手工為主的工作量，這樣就在一定程度上提高了整體工作效率。（2）通過(guò)對(duì)鋼構(gòu)件的位置或者是焊縫位置進(jìn)行有效的識(shí)別，就可以簡(jiǎn)化固定程序中點(diǎn)位和實(shí)際點(diǎn)位不符的情況，也可以起到很好的糾偏作用，再通過(guò)編輯好的程序進(jìn)行多點(diǎn)電弧點(diǎn)位定位，提高焊縫的識(shí)別度，從而提高生產(chǎn)效率。

4.2離線編程的焊接技術(shù)

這項(xiàng)技術(shù)的工作原理主要是：確定需要焊構(gòu)件的模型、再提取焊接作業(yè)的軌跡到機(jī)器人按照軌跡進(jìn)行構(gòu)件的焊接。這項(xiàng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，但是此項(xiàng)技術(shù)在設(shè)計(jì)階段、加工等階段都需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行改變和調(diào)節(jié)，在結(jié)束這些程序之后，還要進(jìn)行相關(guān)驗(yàn)證，如果符合標(biāo)準(zhǔn)才可以加以推廣使用，所以說(shuō)這項(xiàng)技術(shù)在短期內(nèi)是很難實(shí)現(xiàn)理想效果的。從目前情況來(lái)看，鋼結(jié)構(gòu)在智能制造中大部分都是選擇這種方法的，這種方法主要適用于批量大、規(guī)格一樣、標(biāo)準(zhǔn)不高的構(gòu)件，并不適用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜或者是大型的構(gòu)件。

5鋼結(jié)構(gòu)工程焊接管理與控制措施

5.1正確處理焊接變形

在進(jìn)行焊接工程中，需要最大程度的降低焊縫截面積，需要充分滿足連接施焊量。另外，焊腳尺寸可以決定焊縫的強(qiáng)度，還可以增大應(yīng)力的集中系數(shù)。為了降低焊縫的金屬量，對(duì)焊縫和板厚而言，可以開(kāi)出不同的坡口，最為常見(jiàn)的就是X型、V型等。同時(shí)，還要堅(jiān)持焊縫量越少的原則，因?yàn)楹缚p量越少說(shuō)明焊接的質(zhì)量越高。另外，還要選擇合適的板厚，所有焊縫都應(yīng)多層焊接，并且焊縫的布置應(yīng)盡可能靠近中和軸。同時(shí)還要堅(jiān)持對(duì)稱原則，中和軸周圍的焊縫必須盡可能平衡，以減少變形的發(fā)生。

5.2控制焊接殘余應(yīng)力

在進(jìn)行焊接殘余應(yīng)力的時(shí)候，一方面需要控制焊接縫隙的尺寸，需要將尺寸控制在最小的范圍，這樣可以有效提高焊接的整體質(zhì)量。另外一方面，需要控制焊接縫隙的拘束度。最為主要的一點(diǎn)是要做好技術(shù)交底工作，在工程實(shí)施中需要嚴(yán)格按照相關(guān)制度進(jìn)行操作。最后，由于鋼結(jié)構(gòu)焊接殘余應(yīng)力主要是由鋼結(jié)構(gòu)本身的強(qiáng)度影響的，所以說(shuō)，相關(guān)人員需要降低鋼結(jié)構(gòu)的剛度，使鋼結(jié)構(gòu)收縮自如，從而有效的控制應(yīng)力。

5.3選擇合適的焊接材料

首先，基礎(chǔ)鋼材料需要具有良好的強(qiáng)度，可塑性、韌性、疲勞性和可焊接性需要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，以確保隨后的焊接質(zhì)量。焊接材料的選擇應(yīng)遵循相等強(qiáng)度，相等韌性和相等組成的原則，以使所選的焊接材料與待焊接的母材具有良好的相似性。其次，對(duì)于形狀復(fù)雜或厚度較大的鋼結(jié)構(gòu)，應(yīng)選擇抗裂性強(qiáng)的低氫焊條。這是因?yàn)楹附咏饘僭诶鋮s過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很大的收縮應(yīng)力，從而導(dǎo)致焊接材料開(kāi)裂。選擇合理的焊接順序可以使焊接產(chǎn)生的收縮力達(dá)到平衡。第三，在焊接低合金鋼的過(guò)程中，如果這些低合金鋼的強(qiáng)度不同，則可以保證最終的焊接質(zhì)量，并根據(jù)實(shí)際的強(qiáng)度來(lái)提高鋼結(jié)構(gòu)工程的最終質(zhì)量。第四，在鋼結(jié)構(gòu)工程的焊接過(guò)程中，由于外部局部條件的影響而無(wú)法完成翻轉(zhuǎn)的問(wèn)題時(shí)，必須選擇可以進(jìn)行全位置焊接的焊條。

5.4對(duì)焊接工藝進(jìn)行評(píng)定試驗(yàn)

在實(shí)際的焊接工程中，如果要保證鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量，就需要對(duì)焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這也是評(píng)定焊接接頭質(zhì)量要求是否達(dá)標(biāo)的憑證。在進(jìn)行焊接評(píng)定后，相關(guān)工作人員要根據(jù)評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)焊接工藝指導(dǎo)書(shū)，從而為焊接質(zhì)量提供強(qiáng)有力的保障。如果企業(yè)是首次選擇鋼材或者是焊接材料，也要對(duì)焊接工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)和評(píng)定，將最終的結(jié)果以及報(bào)告進(jìn)行記錄保存和整理