【摘要】通过分析厚钢板在国内建筑钢结构中的应用及现场焊接的特点，介绍了厚钢板常用的现场焊接工艺及质量保证措施。1.建筑钢结构厚钢板现场焊接概述目前，我国钢结构数量众多，建筑钢结构的消费量占全国年钢产量的比重越来越大。2005年建筑钢结构的消耗量为1580万吨，预计2010年将达到2600万吨。在许多超高层建筑和大跨度建筑中，为了满足建筑造型和结构设计的要求，广泛采用厚钢板(一般在30 ~ 60mm以上)和超厚钢板(一般在60mm以上)。如1986年建成的中国第一座超高层钢结构建筑深圳发展中心，钢柱最大厚度为130mm(见图1)；1994年建造的深圳王迪商业大厦钢板最大厚度为100毫米；2007年封顶的上海环球金融中心使用的钢板最大厚度为100mm，其中超过40mm的钢板占整个钢结构的60%以上。在建的中央电视台新台址工程最大钢板厚度达到110mm，其外框筒结构大量使用60 ~ 100 mm的钢板，厚板约占总钢结构的70%。由于现场垂直运输设备的吊装能力和运输条件，大量的钢结构构件如重型钢柱、超长钢梁、大型桁架等。需要分段后以零件的形式运输到现场。然后现场组装这些构件，在分段压制的位置现场焊接大量厚板。与工厂焊接相比，厚板现场焊接具有以下特点：(1)现场焊接的工作环境相对较差。由于现场焊接属于室外作业，且一般工程施工时间跨度较长，现场焊接作业需要经历从冬季到夏季的过渡，还可能受到人为大风、暴雨、浓雾等不利气象条件的影响。特别是在超高层钢结构施工中，高空作业环境的特点是高湿、大风、低温。(2)现场焊接位置受周围环境限制，焊接难度大。因为构件一旦安装到位，焊接位置就不能改变，也不能像工厂焊接那样，用吊车和焊接平台把构件翻过来换位。(3)现场厚板焊接填充量大。比如1000mm长，1000mm厚的焊缝，用CO2气体保护，需要连续焊接6个小时。近年来，药芯焊丝CO2气体保护焊广泛应用于现场厚板焊接。药芯焊丝CO2气体保护焊兼有气体保护焊和手工焊的优点。工艺性能好，操作简便，施工效率高，是焊条电弧焊的3 ~ 4倍。它具有良好的冶金反应、良好的工艺性能、晶间腐蚀性能和低温冲击性能。特别是电弧稳定，飞溅少，焊缝成形平整美观，熔敷效率高，一般可达75% ~ 85%，适合全位置焊接。厚板现场焊接最常见的焊接缺陷是层状撕裂和焊接裂纹，最常见的施工质量问题是焊接变形过大。二。现场厚板焊接典型工艺流程及常见焊接工艺1。现场厚板焊接的典型工艺流程是铸造厚板现场焊接的质量，要求按照图2所示的典型工艺流程进行施工。2.现场焊接厚钢梁的一般工艺。建筑结构的钢梁一般在跨度大、应力大的部位采用箱形或H形截面。钢梁上下翼缘板较厚，超过运输长度限制的钢梁需要现场对接。焊接厚钢梁时，翼缘的焊接位置通常是水平的，腹板的焊接位置通常是垂直的。考虑到仰焊的难度，以及厚板焊接的大焊缝填充，如果没有试样
三。现场焊接质量保证措施1。焊工培训。厚板现场焊接的质量直接关系到操作者的水平和执行焊接工艺的能力。由于每个项目的原材料和结构特点不同，即使是持有有效焊工证的焊工，也必须在开工前进行有针对性的焊接培训，以熟悉现场工作环境和母材的特性。2.原材料的质量钢结构构件的原材料和焊接材料的质量是保证现场焊接质量的基础。由于厚板焊接接头普遍具有高约束应力的特点，特别是在T型和角部接头(厚板H型钢柱和梁、箱形柱和梁)中，层状撕裂现象尤为突出。除了对钢材质量等级A、B、C、D的要求外，还要求材料的Z向性能(层抗撕裂等级——，面积收缩率Z15、Z25、Z35)。焊接前，施工单位应对焊缝坡口两侧100mm范围内进行超声波探伤，以保证焊缝质量。3.提供良好的工作环境。由于填充量大，一般需要保证一次能焊完一条焊缝，避免中途停车。因此，对现场焊接操作平台和防护棚的要求较高。要求在焊接现场使用专用钢架或脚手架钢管进行搭设。平台底部铺设跳板，上铺防火石棉网，焊接操作平台四周设置踢脚板，防止小物件坠落。在焊接平台的四周和顶部，用防火材料搭建防护棚。要求防护棚顶部不透风，周边不漏水，能承受一定的外界荷载。4.严格执行焊前焊后热处理工艺。对于Q345及以上级别的钢材，如果板厚超过30mm，应严格执行JGJ 81-2002中规定的焊前预热和焊后热处理要求。有条件时，焊前和焊后热处理应优先采用电加热技术。
5．采用合适的焊接顺序由于厚板焊接热输入量大，焊接收缩量也较大。对于独立的构件如单独的钢柱，宜区采用双人对称焊接的方式进行，防止钢柱焊后垂直度超出规范要求。对于复杂的桁架现场焊接，要求在桁架整体拼装完成后开始焊接，总体的焊接顺序宜从中间向四周展开，尽量避免在周边形成约束的情况下进行焊接。如上海环球金融中心周边带状桁架采用如图3所示的焊接顺序进行焊接：上弦对按节点1→节点2→节点3→节点4，其次进入下弦：对接节点1→节点2→节点3→节点4，腹杆从中部向两端施焊，且腹杆上下两端不同时焊接。
6．加强焊接过程中的变形监测
焊接变形虽然会影响构件的安装质量，但也是可以利用的。在现场焊接作业前，焊工应提前了解构件的安装误差，适当地利用焊接变形消除部分安装误差。对于比较重要的构件，为避免焊接完成后变形过大，在焊接作业过程中，应对焊接结构进行同步监测，一旦发现变形超标，应及时调整焊接顺序或焊接速度，以保证最终的钢结构施工质量。 四、结语 建筑钢结构厚板现场焊接质量对建筑结构的安全至关重要，在施工过程中容易出现质量问题。施工单位在焊接作业前首先应确保原材料的合格，做好焊接工艺评定试验，并针对现场的作业环境进行焊工培训，加强焊接操作过程的管理。在原材料合格的前提下，由合格的焊工按照经过评定合格的焊接工艺施工，厚板现场焊接的质量一定是可以得到保证的。