浅析低合金高强度钢的钢结构焊接

浅析低合金高强度钢的钢结构焊接

王伟

中国水利水电第四工程局有限公司

摘要：现阶段低合金高强度钢在建筑结构上已被广泛应用，主要用于各类大型的工程结构及载荷较大的轻型结构上，但核能行业应用还比较少，因此保证核能重点工程质量尤为重要。

关键词：低合金；高强度钢；钢结构；焊接

引言

钢结构功能强大，坚固耐用，易于构建和维护，非常适合多层建筑。符合国家“绿色建筑、节能环保、循环利用、住宅产业化、工业化”的理念。钢框架的元件包括型钢、钢板通过焊接、铆钉、螺栓连接构成。焊接是现代钢结构中常见的连接方法。他们提供的服务包括优点包括结构简单、材料经济、制造方便、使用方便，适用于所有类型的元件连接。较为常见的缺陷是焊接裂纹、焊瘤、弧坑、气孔、夹渣、咬边、未熔合、未焊透。最大的危险是焊缝有裂纹，不仅可能导致焊缝结构损坏，而且可能导致产品报废甚至受伤。为此，在钢的制造和装配过程中，尤其是在裂纹控制过程中，控制焊接控制尤为重要。

1影响建筑钢结构焊接性能的因素

通常状况下，钢结构在稳固性上能够有一定的保证，且力学性能可以保证结构的安全。为了能够更好地保证钢结构焊接的质量，相关人员应该对材料的性能进行详细分析。然而在具体工程中，不同建筑结构的设计与技术的应用，会对材料的性能产生影响，因此设计人员在进行方案规划前，应该对钢材和焊接材料的化分、力学性能进行复验。复验后，其性能应能符合国家现行有关工程质量验收标准的规定。技术人员应该在具体工作中，将工程诉求与钢结构性能进行一一的比对，从而选择最有效的方式。对于钢结构的焊接来讲，碳含量的高低含量会影响最终的焊接质量。一般情况下，碳含量越高，最终焊接的难度就会越大。根据现阶段的调查来讲，符合国家标准的钢材主要是根据碳含量作为标准，在难度等级上，共有4个等级。当钢材的强度大于450MPa且含碳量超过0.6%时，则最终焊接难度较大。此外，钢材的使用方式也会直接影响这种焊接的难度。施工人员在进行结构的设计以及材料的采买时，必须要保证材料的强度与抗压程度的比例符合要求。

2钢结构施工要点

虽然钢结构最近才在我国建筑市场投入使用，但近年来发展迅速，高层建筑中的应用更加明显。钢结构也有相当大的优势，因为施工时间首先较短。钢结构件可以在工厂现场制造和安装，大大缩短了施工时间。第二，还有更多的空间。钢筋混凝土结构具有较高的抗冲击强度、较高的抗拉强度和较高的强度。因此钢结构部分相对较低，建筑中可用空间增加。钢结构较轻，因此可以在钢结构中设计为较大的开口。最后，钢结构也有回收利用的优点。钢结构材料易于重用，减少了建筑材料和环境污染。但也有缺点：第一、耐火性差，钢热导率强。与混凝土结构相比，耐火性能较低，在高于300℃时，钢结构的强度和刚度基本降低。因此，钢结构的应用应考虑韧性。第二，腐蚀敏感性较低。钢铁表面的铁与空气中的氧发生反应，被氧化，如果维护不当，可能会导致腐蚀，影响钢结构的安全性。因此，在使用钢结构时，应注意维护和防腐。在实际焊接技术的应用中，焊接技术的选择也至关重要，直接影响整体钢结构质量的提高。因此，在应用焊接技术时也应考虑到焊接机械的发展。我们建设项目中使用的许多焊接设备目前都是从国外进口或使用外国技术制造的。我们没有选择自己的地方程序，主要是因为我们的焊接程序在国外落后，很长时间没有发展。许多钢结构企业在发展钢材时，都注重引进国外先进的生产设施。同时，中国积极推进自身技术，推动焊接设施建设，相信中国近期将与世界保持同步。

3常见的焊接缺陷表象及危害

常见的焊接缺陷一般可以分为三大类，分别是“外观缺陷、气孔和渣滓、裂纹”。这三个缺陷又有许多不同的表现形式。咬边、焊瘤、凹坑、烧穿等几种不同的表象。所谓咬边，所呈现的表象沿着焊趾出现在焊接口附近的凹陷、沟槽；焊瘤顾名思义，就是在被焊材料上形成的类似于瘤的焊料残留；凹坑、烧穿的表象同样可以依据名称判断，就是被焊材料表面可见到的，影响材料外观和触感的凹陷甚至小洞。气隙是与焊接相关联的小气泡，由于存在气隙而导致焊接不完整。垃圾是未完全溶解的焊接介质或非金属材料，会影响电焊焊接质量。裂纹也经常出现在焊缝中，裂纹的外观更清楚地显示为被撕裂的材料，称为宏观裂纹。有些小而模糊，不易察觉。这些叫做显微裂纹。焊接缺陷很明显，但损坏是无法测量的。比如焊缝中的咬边、气孔、裂纹等缺陷。焊缝中可能导致锅炉及其他印刷机压力不平衡，可能引发压力设备爆炸和安全问题；通风孔、回路等缺陷的存在降低了焊接部位的焊接能力，焊接部位损坏时，首先出现故障部位，腐蚀物质发生，导致物质损坏。为此，这些常见的焊接错误不容忽视，必须根据原因进行分析。

4积极预防钢结构焊接缺陷出现的合理对策

4.1对咬边缺陷的预防

焊接会导致沿焊趾焊缝出现某些凹进问题，而凹槽和凹槽位于父曲面之下，即边被咬。父材料在焊接过程中受到熔胶的影响，对某些未熔金属产生充填效果。对于咬边，焊缝的一侧或两侧要么连续显示，要么中断显示。但是，为了避免边误差，应选择合适的焊接电流和速度，并以短弧操作的形式使用科学的运输工具和合适的焊接杆角度，而焊接杆的凹槽焊接必须与侧壁保持合理的距离。

4.2对夹渣缺陷的合理预防

在钢焊接件中，某些焊接是不可避免的，对于焊接件中的剩馀焊接，也称为夹具。在钢结构中，发生夹紧损失时，可能会影响焊缝的稳定性和形状。焊接过程中，应力集中于尖角，尤其是在较大的焊缝中，这会导致尖角处出现裂纹。污染过程需要采取适当措施防止夹具的出现。对于焊工来说，由于焊接钢施工过程中的补偿困难，峰值应力可以根据文件夹的实际问题进行分布，以避免出现峰值裂纹。

4.3对未熔合问题的处理

焊接熔胶会在焊接金属和螺帽之间或未完全熔胶的焊接金属之间产生间隙。这是一个未合并的问题，其中侧壁主要未合并，层之间未合并，焊缝根部未合并。要解决这一问题，需要彻底清理每个层和浇口侧面板上的焊缝，选择正确的焊接焊缝，适当改进焊接技术，并集中注意焊接棒的正向振动等。

4.4　对气孔缺陷的预防

注意焊接环境的监控和不符合规定时的严格焊接；焊接杆是系统地购买、储存、放行和使用的。在20mm焊接前清洁污染物，如石油污染、锈蚀等。焊缝两侧全部完成。检查气体保护的纯度，检查管路泄漏；提高焊接操作的易用性。

4.5对裂纹缺陷的科学预防

选取适当的焊接材料，调整焊接金属的化学元件，以改善焊接金属的组织。使用适当焊接电流和焊接速度的标准焊接参数；焊接前预热会导致焊缝均匀冷却，冷却速度缓慢。选取熔接结构造型和组合顺序，以自由减少元件、减少熔接应力等。冷裂纹的预防措施包括加强对焊接环境的检测，在未受保护的措施下不得焊接；优化结构模型，以避免同一焊缝上的非均匀、异构焊缝，并避免焊缝应力过大；避免使用外部力对或刚性实体焊缝。凹槽上的污染、焊接棒的规范使用、分散氢含量的减少、焊接接头冷却速度的减缓等。在钢结构的设计和安装过程中，应进行焊接前、焊接中和焊接后强度校核，仔细分析发现焊接缺陷的原因，制定措施，并根据规范要求进行仔细调整。

结束语

综上所述，在钢结构焊接过程中，焊接缺陷会对焊接质量和工程质量产生不利影响，因此，为了合理保证施工质量，必须着重预防焊接缺陷，积极分析焊接缺陷的原因及其影响等。积极研究科学预防措施。主要应从各种缺陷的原因和影响入手，在焊接过程中要重视这些缺陷的预防，重视施工工艺、施工人员及施工设备的作用，以降低缺陷的发生概率，有利于我国钢结构焊接工程的积极发展。

参考文献

[1]左安文,曹凯中,杨佳陵,朱传浩,吴德恩,查红华.基于低合金高强度钢的钢结构焊接分析[J].居业,2022(03):39-41.

[2]吴招兵,张薇,赵中原,周克.高强度钢焊接工艺研究与应用[C]//.钢结构与绿色建筑技术应用.,2019:104-107.

[3]黄红刚.高强度钢现场焊接工艺研究及应用[J].武汉工程职业技术学院学报,2019,27(04):26-28.

[4]张宣关,陆建勇,武云飞,罗建华.建筑钢结构用低合金高强度结构钢及其焊接性分析[C]//.陕西省焊接学术会议论文集.,2018:171-176.

[5]王祖滨,沈荣.建筑钢结构用低合金高强度钢[J].钢结构,2018(03):47-51.