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摘要：本文首先介绍了钢结构的特点和焊接的准备工作，然后分析了结构装配定位焊和焊接工艺过程，最后探讨了焊接工艺的质量检验和焊后消除应力处理。
关键词：焊接工艺；钢结构；应用
中图分类号： P755.1文献标识码： A
随着我国城市化水平的不断提高，我国城市人口越来越多，城市用地有限，地价日益昂贵，城市建筑不得不向高空发展，高层建筑逐渐普及。有着强度高，自重轻，有良好的塑性和韧性，抗震性能好，工业化程度高，安装容易，投资回收快，环境污染轻，施工周期短，造型美观等优势的钢结构逐渐成为我国高层建筑的主要结构形式，钢结构建筑被称为 21 世纪的绿色建筑。而随着我国钢铁工业的发展，国家政策由限制使用钢结构转变为积极推广使用钢结构，促使我国钢结构建筑进入快速发展新时期。
1 钢结构的特点
1.1 优点
1.1.1 空间感强
由于钢结构的抗压、抗侧弯强度很大，是混凝土强度的1.5倍，因此钢结构所占用的建筑空间就要远远小于混凝土所占用的空间，这样就增大了使用空间。
1.1.2 施工速度快
钢结构的构件都是经过工厂精密制作后才能在现场进行安装。与普通混凝土建筑相比，在施工中避免了脚手架的大量搭设，同时利用压型钢板代替混凝土楼板，还有钢结构的安装与混凝土的施工可交叉进行，这样就提高了工程进度。
1.1.3 低成本、较环保
钢铁具有重复利用的特性，因此钢结构同样可回收再生利用，比其他建筑材料的成本较低，而且不会产生大量的建筑垃圾，对环境更环保。
1.2 缺点
1.2.1 耐高温性差
如果在发生火灾的情况下，钢材的导热系数比钢筋混凝土的导热系数大得多，其耐高温性比钢筋混凝土的结构低得多，随温度持续升高，钢结构的屈服强度与弹性模量将急剧下降。若钢结构处于温度300℃～500℃的环境中时，其强度下降40%至50%。若温度超过550℃，钢结构就会完全丧失刚度和强度，变形快速增大，拉力与承载能力完全丢失，导致钢结构倒塌。因此，在建筑设计钢结构的过程中钢结构防火措施是非常重要的一个环节。
1.2.2 耐腐性差
由于钢材本身具有易氧化的特性，这样就决定了钢结构的表面容易生成氧化铁锈，且锈蚀会引起应力集中，影响钢结构的安全，导致钢结构提前受损，因此，做好高层钢结构的有效防腐工作才能有效保证其使用年限。
2焊接的准备工作
2.1 按图纸及工艺要求，加工各种尺寸、形状的坡口；
2.2 装配定位焊前，焊接坡口及其内外两侧各20mm范围内的油污必须用溶剂揩抹干净，并用手提砂轮机打磨去除铁锈、氧化皮等杂质，使焊件母材表面露出金属光泽；
2.3 担任定位焊施焊工作的焊工必须持有合格证；
3结构装配定位焊
3.1 各件按焊接的先后顺序进行组焊。
装配质量达到图样技术要求后方可进行定位焊，定位焊所用焊条、焊丝必须与该处焊缝正式焊接时所用焊材相一致。
3.1.1 筒体与立板Ⅰ、Ⅱ、左右法兰严格按尺寸要求进行定位焊，横板、环板先不点焊；
3.1.2 定位焊点先用较小焊条较大电流点焊，定位焊缝长度一般为20～50mm，间距400～600mm，定位焊应距设计焊缝 端部30mm以上(特殊情况除外)。定位焊点应有足够数量和强度，较大的熔深、较小的余高；
3.1.3 在焊缝交叉处和焊缝方向急剧变化处不得有定位焊缝，定位焊缝应离开该处50 mm以上；
3.1.4 定位焊缝不得有任何的裂纹，不得有超标的夹渣、气孔等缺陷，如发现有焊接缺陷，必须彻底清除，重新进行定位焊；
3.1.5 检查定位焊点合格后，进行焊前整体预热，预热温度为200-250℃，保温2小时；
3.2 选用奥氏体不锈钢电焊条(A102)焊条直径为Ф3.2、Ф4两种及和母材化学成份相同直径为Ф3mm的焊丝(氩弧焊)和纯度较高的A r 气。对焊条进行烘干处理250-300℃，保温1小时或按说明书进行烘干，随用随取；
3.3 焊接方法：对相关承受气密压力的焊缝采用氩弧焊打底(第一层)，其余可采用手工电弧焊，电源为直流反接。
4 焊接工艺过程
4.1 所有焊缝均采取对称焊，立板与筒体的焊接为中间向两端施焊，焊接电弧为短弧快速焊，焊缝为多层多道，焊接电流为：Ф3.2焊条时用90-120A电流；Ф4焊条时用120-150A电流。注意引弧和收弧的规范操作；
4 .2 焊接先后顺序如下
4.2.1 先焊筒体与立板的焊缝，除上面要求的外应按下面各条执行，焊缝两端距法兰盘≥50毫米不焊，后层焊缝两端都比前层短20-30毫米；
4.2.1.1 四立板与筒体焊完后，应焊立板端头与法兰间的焊缝(共16条)，此处焊缝只要填满坡口即可，不得有泄漏的缺陷，特别是三处焊缝交汇点，焊角绝对不能高、熔合要好(高了磨平)；
4.2.1.2 先焊筒体与法兰(一端)内侧缝，严禁在三处焊缝交汇点上起弧和收弧，焊至交点处应稍压低电弧，并作搅拌熔池(交点)通过与先前已焊好的对应层(道)连接，错开引弧端和收弧弧坑；
4.2.1.3 内侧焊缝焊至一、二层后(根据焊缝尺寸而定)，施焊法兰与筒体外端面焊缝直至焊满，继续焊内侧焊缝达到尺寸要求；
4.2.1.4 重复以上步骤焊另一端法兰。
4.2.2 横板应在焊完立板与筒体的焊缝后，将其焊上；
4.2.3 焊完筒体与法兰、立板、横板的所有焊缝，并符合要求后，立即将已预热的环板点焊、焊接，保证此件所有焊缝焊透，不得有泄漏，焊接要求如焊立板；
4.2.4 最后焊立板、环板与法兰的环形焊缝；
4.2.5 在焊接过程中控制好工件的整体层间温度，防止过高、过低，整个工件一次焊完；
4.2.6 每焊一道或一层应严格检查，清理、处理各种缺陷；
4.2.7 将各自的支架焊上。
5焊接工艺的质量检验
焊接检验主要包括如下几个方面：母材、焊接材料，焊接设备、仪表、工装设备，焊接接口、接头装配及清理，焊工资格，焊接环境条件，现场焊接参数，次序以及现场施焊情况，焊缝外观和尺寸测量及焊缝内在质量及变形状况。在这里我们主要探讨焊缝外观检查，焊缝质量无损检测及焊缝表面质量。
5.1 焊缝外观检查
焊缝外观应均匀、致密，不应有裂纹、焊瘤、气孔、夹渣、咬边弧坑、未焊满等缺陷。焊缝外观检查的质量要求应符合 JGJ81-2002《建筑鋼结构焊接技术规程》和 GB50205《钢结构工程施工质量验收规范》技术规范之规定，无损探伤须在焊缝外观检查合格后，24 小时之后进行。无损探伤的部位，探伤方法，探伤比例等按 GB11345《钢焊缝手工超声波探伤方法结果分析》规定施工。
5.2 焊缝质量无损检测
焊缝无损探伤的种类主需要有超声波探伤、射线探伤、磁粉探伤和渗入探伤等。检查标准为一级焊缝应进行100％的查验；二级焊缝应进行抽检，抽检比例 20％；全焊透的三级焊缝可不进行无损检测。焊缝无损探伤检测发现超标缺陷时，应对缺陷产生的原因进行分析，提出改进措施，焊缝的返修措施应得到焊接技术人员同意，返修的焊缝性能和质量要求与原焊缝相同.返修次数原则上不能超过两次，超次返修需要经焊接工程师批准。焊缝的返修也应该注意以下几点：
1）返修前需将缺陷清除干净，经打磨出白后按返修工艺要求进行返修；
2）待焊部位应开好宽度均匀、表面平整、过渡光顺、便于施焊的凹槽，且两端有 1：5 的坡度。
3）焊缝返修之后，应按与原焊缝相同的探伤标准进行复检。
4）要求一级焊缝的进行 100％超声波无损探伤，评定Ⅱ级。
5）要求二级焊缝的进行 20％的超声波无损探伤，评定Ⅲ级。
5.3 焊缝表面质量
焊缝表面质量要求为不得有裂纹未熔合、焊瘤等缺陷，焊接区应无焊接飞溅物。具体要求如下：
1）对接焊缝的余高为 2～5MM，必要时用砂轮磨光机磨平；
2）焊缝要求与母材表面匀顺过度，同一焊缝的焊脚高度要均匀一致；
3）焊缝表面不准电弧灼伤、裂纹、超标气孔及凹坑；
4）主要对接焊缝的咬边不允许超过 0.5mm，次要受力焊缝的咬边不允许 1MM；
5）管子的对接焊缝应与母材表面打磨齐平。
6焊后消除应力处理
将焊好的工件送入热处理炉中进行消除应力处理，可以350℃入炉，以每小时260℃升温速度升温到620℃左右，保温3～4小时候后以每小时260℃速度降温到400℃，然后随炉冷却。
7结语
目前在工程生产上，焊接是最主要的连接方法，焊接结构的重量已占钢铁总产量的50%以上，工业发达国家的这一比例已经接近70%。在钢结构领域，焊接技术的采用使得钢结构的连接大为简化，焊接结构在钢结构领域的应用，提高了生产效率，加快了速度，也保证了质量。在钢结构的施工过程中，焊接工作量大，质量要求高，焊接难度大，只有采取可靠有效的质量控制措施和检验方法，才能保证工程质量。
参考文献
[1]程中朋，马妮娜.钢结构的焊接[J]．黑龙江科技信息，2010，（06）．
[2]JGJ81-2002.《建筑钢结构焊接技术规程》[S].
[3]中国钢结构协会.建筑钢结构施工手册[M].北京：中国计划出版社，2005.
关键词：焊接工艺；钢结构；应用
中图分类号： P755.1文献标识码： A
随着我国城市化水平的不断提高，我国城市人口越来越多，城市用地有限，地价日益昂贵，城市建筑不得不向高空发展，高层建筑逐渐普及。有着强度高，自重轻，有良好的塑性和韧性，抗震性能好，工业化程度高，安装容易，投资回收快，环境污染轻，施工周期短，造型美观等优势的钢结构逐渐成为我国高层建筑的主要结构形式，钢结构建筑被称为 21 世纪的绿色建筑。而随着我国钢铁工业的发展，国家政策由限制使用钢结构转变为积极推广使用钢结构，促使我国钢结构建筑进入快速发展新时期。
1 钢结构的特点
1.1 优点
1.1.1 空间感强
由于钢结构的抗压、抗侧弯强度很大，是混凝土强度的1.5倍，因此钢结构所占用的建筑空间就要远远小于混凝土所占用的空间，这样就增大了使用空间。
1.1.2 施工速度快
钢结构的构件都是经过工厂精密制作后才能在现场进行安装。与普通混凝土建筑相比，在施工中避免了脚手架的大量搭设，同时利用压型钢板代替混凝土楼板，还有钢结构的安装与混凝土的施工可交叉进行，这样就提高了工程进度。
1.1.3 低成本、较环保
钢铁具有重复利用的特性，因此钢结构同样可回收再生利用，比其他建筑材料的成本较低，而且不会产生大量的建筑垃圾，对环境更环保。
1.2 缺点
1.2.1 耐高温性差
如果在发生火灾的情况下，钢材的导热系数比钢筋混凝土的导热系数大得多，其耐高温性比钢筋混凝土的结构低得多，随温度持续升高，钢结构的屈服强度与弹性模量将急剧下降。若钢结构处于温度300℃～500℃的环境中时，其强度下降40%至50%。若温度超过550℃，钢结构就会完全丧失刚度和强度，变形快速增大，拉力与承载能力完全丢失，导致钢结构倒塌。因此，在建筑设计钢结构的过程中钢结构防火措施是非常重要的一个环节。
1.2.2 耐腐性差
由于钢材本身具有易氧化的特性，这样就决定了钢结构的表面容易生成氧化铁锈，且锈蚀会引起应力集中，影响钢结构的安全，导致钢结构提前受损，因此，做好高层钢结构的有效防腐工作才能有效保证其使用年限。
2焊接的准备工作
2.1 按图纸及工艺要求，加工各种尺寸、形状的坡口；
2.2 装配定位焊前，焊接坡口及其内外两侧各20mm范围内的油污必须用溶剂揩抹干净，并用手提砂轮机打磨去除铁锈、氧化皮等杂质，使焊件母材表面露出金属光泽；
2.3 担任定位焊施焊工作的焊工必须持有合格证；
3结构装配定位焊
3.1 各件按焊接的先后顺序进行组焊。
装配质量达到图样技术要求后方可进行定位焊，定位焊所用焊条、焊丝必须与该处焊缝正式焊接时所用焊材相一致。
3.1.1 筒体与立板Ⅰ、Ⅱ、左右法兰严格按尺寸要求进行定位焊，横板、环板先不点焊；
3.1.2 定位焊点先用较小焊条较大电流点焊，定位焊缝长度一般为20～50mm，间距400～600mm，定位焊应距设计焊缝 端部30mm以上(特殊情况除外)。定位焊点应有足够数量和强度，较大的熔深、较小的余高；
3.1.3 在焊缝交叉处和焊缝方向急剧变化处不得有定位焊缝，定位焊缝应离开该处50 mm以上；
3.1.4 定位焊缝不得有任何的裂纹，不得有超标的夹渣、气孔等缺陷，如发现有焊接缺陷，必须彻底清除，重新进行定位焊；
3.1.5 检查定位焊点合格后，进行焊前整体预热，预热温度为200-250℃，保温2小时；
3.2 选用奥氏体不锈钢电焊条(A102)焊条直径为Ф3.2、Ф4两种及和母材化学成份相同直径为Ф3mm的焊丝(氩弧焊)和纯度较高的A r 气。对焊条进行烘干处理250-300℃，保温1小时或按说明书进行烘干，随用随取；
3.3 焊接方法：对相关承受气密压力的焊缝采用氩弧焊打底(第一层)，其余可采用手工电弧焊，电源为直流反接。
4 焊接工艺过程
4.1 所有焊缝均采取对称焊，立板与筒体的焊接为中间向两端施焊，焊接电弧为短弧快速焊，焊缝为多层多道，焊接电流为：Ф3.2焊条时用90-120A电流；Ф4焊条时用120-150A电流。注意引弧和收弧的规范操作；
4 .2 焊接先后顺序如下
4.2.1 先焊筒体与立板的焊缝，除上面要求的外应按下面各条执行，焊缝两端距法兰盘≥50毫米不焊，后层焊缝两端都比前层短20-30毫米；
4.2.1.1 四立板与筒体焊完后，应焊立板端头与法兰间的焊缝(共16条)，此处焊缝只要填满坡口即可，不得有泄漏的缺陷，特别是三处焊缝交汇点，焊角绝对不能高、熔合要好(高了磨平)；
4.2.1.2 先焊筒体与法兰(一端)内侧缝，严禁在三处焊缝交汇点上起弧和收弧，焊至交点处应稍压低电弧，并作搅拌熔池(交点)通过与先前已焊好的对应层(道)连接，错开引弧端和收弧弧坑；
4.2.1.3 内侧焊缝焊至一、二层后(根据焊缝尺寸而定)，施焊法兰与筒体外端面焊缝直至焊满，继续焊内侧焊缝达到尺寸要求；
4.2.1.4 重复以上步骤焊另一端法兰。
4.2.2 横板应在焊完立板与筒体的焊缝后，将其焊上；
4.2.3 焊完筒体与法兰、立板、横板的所有焊缝，并符合要求后，立即将已预热的环板点焊、焊接，保证此件所有焊缝焊透，不得有泄漏，焊接要求如焊立板；
4.2.4 最后焊立板、环板与法兰的环形焊缝；
4.2.5 在焊接过程中控制好工件的整体层间温度，防止过高、过低，整个工件一次焊完；
4.2.6 每焊一道或一层应严格检查，清理、处理各种缺陷；
4.2.7 将各自的支架焊上。
5焊接工艺的质量检验
焊接检验主要包括如下几个方面：母材、焊接材料，焊接设备、仪表、工装设备，焊接接口、接头装配及清理，焊工资格，焊接环境条件，现场焊接参数，次序以及现场施焊情况，焊缝外观和尺寸测量及焊缝内在质量及变形状况。在这里我们主要探讨焊缝外观检查，焊缝质量无损检测及焊缝表面质量。
5.1 焊缝外观检查
焊缝外观应均匀、致密，不应有裂纹、焊瘤、气孔、夹渣、咬边弧坑、未焊满等缺陷。焊缝外观检查的质量要求应符合 JGJ81-2002《建筑鋼结构焊接技术规程》和 GB50205《钢结构工程施工质量验收规范》技术规范之规定，无损探伤须在焊缝外观检查合格后，24 小时之后进行。无损探伤的部位，探伤方法，探伤比例等按 GB11345《钢焊缝手工超声波探伤方法结果分析》规定施工。
5.2 焊缝质量无损检测
焊缝无损探伤的种类主需要有超声波探伤、射线探伤、磁粉探伤和渗入探伤等。检查标准为一级焊缝应进行100％的查验；二级焊缝应进行抽检，抽检比例 20％；全焊透的三级焊缝可不进行无损检测。焊缝无损探伤检测发现超标缺陷时，应对缺陷产生的原因进行分析，提出改进措施，焊缝的返修措施应得到焊接技术人员同意，返修的焊缝性能和质量要求与原焊缝相同.返修次数原则上不能超过两次，超次返修需要经焊接工程师批准。焊缝的返修也应该注意以下几点：
1）返修前需将缺陷清除干净，经打磨出白后按返修工艺要求进行返修；
2）待焊部位应开好宽度均匀、表面平整、过渡光顺、便于施焊的凹槽，且两端有 1：5 的坡度。
3）焊缝返修之后，应按与原焊缝相同的探伤标准进行复检。
4）要求一级焊缝的进行 100％超声波无损探伤，评定Ⅱ级。
5）要求二级焊缝的进行 20％的超声波无损探伤，评定Ⅲ级。
5.3 焊缝表面质量
焊缝表面质量要求为不得有裂纹未熔合、焊瘤等缺陷，焊接区应无焊接飞溅物。具体要求如下：
1）对接焊缝的余高为 2～5MM，必要时用砂轮磨光机磨平；
2）焊缝要求与母材表面匀顺过度，同一焊缝的焊脚高度要均匀一致；
3）焊缝表面不准电弧灼伤、裂纹、超标气孔及凹坑；
4）主要对接焊缝的咬边不允许超过 0.5mm，次要受力焊缝的咬边不允许 1MM；
5）管子的对接焊缝应与母材表面打磨齐平。
6焊后消除应力处理
将焊好的工件送入热处理炉中进行消除应力处理，可以350℃入炉，以每小时260℃升温速度升温到620℃左右，保温3～4小时候后以每小时260℃速度降温到400℃，然后随炉冷却。
7结语
目前在工程生产上，焊接是最主要的连接方法，焊接结构的重量已占钢铁总产量的50%以上，工业发达国家的这一比例已经接近70%。在钢结构领域，焊接技术的采用使得钢结构的连接大为简化，焊接结构在钢结构领域的应用，提高了生产效率，加快了速度，也保证了质量。在钢结构的施工过程中，焊接工作量大，质量要求高，焊接难度大，只有采取可靠有效的质量控制措施和检验方法，才能保证工程质量。
参考文献
[1]程中朋，马妮娜.钢结构的焊接[J]．黑龙江科技信息，2010，（06）．
[2]JGJ81-2002.《建筑钢结构焊接技术规程》[S].
[3]中国钢结构协会.建筑钢结构施工手册[M].北京：中国计划出版社，2005.