天津重钢机械装备股份有限公司天津市300459
摘要：我国钢材规格、型号、品种等具有多样性以及复杂性特征，从整体角度分析，在整体质量上与发达国家还存在一定的差距。高层钢结构施工作为建筑领域中重要内容，其在施工技术上还有待完善，经常会出现焊接变形等情况，有关部门需要强化施工技术、拓展施工领域，并重视管理水平提高，以下是高层钢结构施工工艺以及钢材焊接变形的影响因素。
关键词：焊接质量；高层钢结构；施工工艺；焊接变形
1建筑钢结构分析
当前，在建筑行业应用最著名的建筑钢结构便是北京的“鸟巢”、CCTV新址大楼、“水立方”、广州新电视塔、杭州湾跨海大桥与上海环球金融中心等。焊接技术在此背景下也得到了快速的发展，我国焊接技术不断引进国外先进的焊接方法，且有大量的科研人员加入了焊接技术的研究行列。而建筑钢结构的焊接过程是在高温加热的条件下，使焊缝熔池金属熔点的温度达到最高水平，促使熔池周围额金属湿度由熔点开始逐渐递减，直至达到室温。焊接过程的高温金属受热膨胀，并受到周围温度较低的金属的影响，使其无法自由膨胀，使得塑性逐渐变形。在焊接冷却过程中，塑性收缩后的金属，受到周围其他金属的影响，无法自由进行收缩，使得整体建筑钢结构产生一定的收缩效应，进而形成了焊接变形。人们在使用建筑钢结构的过程中逐渐发现，焊接变形后的金属对建筑钢结构产生较大的影响，尤其针对建筑钢结构的尺寸、外形与安装等方面产生了不良影响，不仅影响了建筑钢结构的质量，而且影响了建筑钢结构的外表美观性，在建筑工业中不利于为人们带来较高的感知体验。
2高层钢结构施工特点
2.1重视施工测量精度
测量与放线工作是高层钢结构施工的前提，也是施工单位整体施工程序的基础。高层钢结构在施工以及安装中具有质量大、误差差异明显等特点，如果在钢材细节上造成偏差，不仅影响整体的施工效果，甚至会改变钢材整体受力结构，造成一系列的安全隐患，严重更影响整体的施工质量以及施工效果。
2.2满足钢材施工条件
钢材结构在施工以及安装过程中极易受到外界因素影响。例如：温度、空气、湿度等，均会造成钢材形态的变化，对施工以及安装的精度造成一定影响。钢材受温度影响热胀冷缩，焊接工作也会受到温度影响。为了减少外界环境对钢材安装以及施工造成影响，需要人工创造合理的安装条件，对焊条进行预热、对钢板进行加温等。
2.3器械性能要求高
高层钢结构在安装以及施工中，对安装器械的使用要求比较高。钢结构在重量以及体型上都十分庞大，施工过程需要高空操作，对技术以及安装设施的要求比较高。在吊装中，器械不仅要满足钢材承重需求，还要能在不同的环境下完成钢结构的运输、堆放、安装工作，使其能够符合设计的安装标准。另外，由于钢材自身特点，需要严格把关防火以及防腐要求。高层钢结构施工工程量比较大，需要安装的构件也比较多，更加需要临时材料堆放场地以及中转堆放场地之间的配合作业。
3高层钢结构施工技术与焊接变形的影响因素分析
钢结构的焊件焊接变形影响因素较多，主要有以下几点：
3.1焊缝位置的设置
焊缝应沿焊件对称分布设置，否则会发生弯曲变形。
3.2构件的刚度
焊件焊后，焊缝会产生纵向和横向收缩变形产生拉应力，对于刚度大的焊件，在拉应力的作用下产生的变形比较小，而刚度小的焊接结构在拉应力作用下就会产生较大的变形。
3.3拼装和施焊顺序：
合理的安装顺序和施焊顺序相配合，能有效地控制焊件变形。对长焊缝，宜采用分段退焊、多人对称焊及跳焊法，先焊收缩量大的接头，并预留焊接收缩裕量，或利用反变形法进行控制。
3.4原材和拼装质量
原材和拼装对焊接变形也会产生影响。比如，拼装间隙过大，焊缝的横向收缩会增大。
3.5焊接方法
定位焊焊接时的预热温度宜高于正式焊预热温度20～50℃，质量要求同正式焊，要严格要求。
3.6工艺参数
在诸多焊接参数中，焊接线能量与焊接变形成正比，焊接线能量越大则焊接时产生的塑性变形区面积越大，焊后的焊接变形越大，反之则越小。
3.7焊后的消应力处理
可采用加热退火进行消应力处理，若仅为结构尺寸的稳定，可用振动法消除应力。
3.8焊接节点设计
便于焊工操作，减少构件尺寸、降低焊接收缩应力及收缩应力不均匀的情况，更重要的是避免应力集中。
总之，只有全面地分析各种不同的原因，掌握各种不同变形的影响，对影响所存在的地方进行一些合理的控制措施，才能使得钢结构在焊接后的效果更加良好。最后，焊接的工艺也会对焊接过程中的变形带来一定的影响，不同的焊接方式所产生的影响的大小也各不相同。当焊接过程中使用的电流偏大时，整个焊接的速度将会比较缓慢，所以较容易导致焊接过程中的变形情况，而且在对不同材料的钢结构进行焊接时，所带来的影响也各不相同。
4高层钢结构施工工艺及变形矫正策略
4.1焊接工艺措施
在焊接施工时，需要对焊接电流速度、焊接顺序、焊接方向等因素进行控制，减少其出现变形的概率。在顺序上保障先短后长、先立后平的顺序。在焊接时，以对接缝焊接优先，在对焊搭接缝等进行控制，从中间向两侧逐渐焊接。针对比较集中的焊接缝，可采取跳焊法，长接缝可采取对称焊接法。
4.2物理矫正法
矫正钢材变形可采取物理矫正法，利用钢材物理反作用力，并借助压力机、千斤顶等设备，矫正钢材构件。在矫正过程中，需要将变形区域放置在中间，以缓慢方式对其进行施力，对其进行矫正。
4.3火焰矫正法
火焰矫正法利用金属导热性能，使其能够在塑性状态下产生变形，依靠金属热胀冷缩的收缩差，使其能够按照矫正的方向产生形变，使其能够保持原有的状态。
4.4反变形法
反变形法需要利用夹具等固定性构件，增加变形构件的物理性能。在此之后，以焊接方式使钢材产生收缩，利用温度使其产生形变。由于在形变过程中受到外力控制，会保障其具有原有形态。此方法主要适用于低碳钢结构中，中碳钢结构会产生裂纹。
5结束语
总之，影响高层钢结构施工的因素具有复杂性特征，探讨高层钢结构施工工艺，提出钢材焊接变形矫正措施，具有重要的借鉴意义，希望能够有效提高我国钢材施工质量，促进我国建材市场发展。
参考文献：
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