试论超高层建筑钢结构连廊厚板焊接施工技术

【摘要】本文通过对于钢结构焊接过程的焊前准备、焊接过程的管理、焊接完成后续工作三个重要环节的分析讨论，简要的阐述了超高层建筑钢结构连廊厚板焊接施工技术要点，希望为钢结构焊接提供有力的支撑，对类似工程具有一定的指导意义。

【关键词】超高层建筑；整体提升；钢结构厚板；CO2气体保护焊；质量控制

1.焊接施工难点

1.1所有主梁的制作方法通常是采用分段制作，沿其长度方向，并且必须要进行现场焊接成型。另外要对焊接变形进行严格控制，这样有助于减少拼装整体误差和高空对口合拢难度。但由于连廊钢板厚度较高，对于其焊接变形较难控制，所以在进行焊接时要足够重视。

1.2在进行焊接时首先要将提升单元提升到相应位置，焊接节点是连廊与塔楼的接缝处，由于焊接是在高空进行并且焊接工作量较大，所以保证焊接人员的人身安全就显得尤为重要。高空焊接质量要求极其严格，在进行焊接时接焊缝均为一级焊缝，以保障焊接质量，避免出现较大的责任事故。

1.3温度对于施工质量的影响较大，因为超高层建筑施工工期较长，所以在施工中要考虑到高空温度变化对于材质的影响，因此我们要避免这个因素的影响，在焊接时要保证温度一定，以免因为温度骤变导致焊接处结构不稳，对建筑物以后的使用留有后患。

1.4焊接施工要按照顺序进行，如果焊接未按照顺序进行，则极可能造成焊接收缩变形不能得到充分的释放，留下安全隐患。

2.焊接工艺的确定

由于连廊钢结构焊接技术要求严格，所以在进行焊接时要选择合适的焊接工艺，在对钢梁翼缘进行焊接时其焊缝要处于水平位置并且要求其要有足够的填充量。仰焊的施工难度较大而且安全系数较低，所以在进行焊接时要采取措施避免进行仰焊作业，而采用单边V形坡口的平焊方式对上下边沿进行焊接能够有效的避免仰焊作业，同时还可以提高焊接效果。保护气一般选用CO2气体这是综合钢结构连廊焊接的施工要求和主塔楼箱型柱焊接的相关经验，才进行的合理选择。采用CO2气体作为保护气的优点在于，能够有效降低施工成本，提高焊接质量，并且该工艺还能提高焊接效率，因为实心焊丝的CO2电弧穿透能力强熔深大，与手工电弧相比效率为其1～4倍，另外能够减少表面浮渣，省略了清渣工序，再者焊接时的损耗量也较小，所以焊丝头使用剩余量少，有效的减少了施工成本。

3.焊接实施工艺

3.1焊前准备

1）制定焊接工艺评定：原材料是否合格是影响焊接质量的一个重要因素，所以在进行焊接作业准备阶段要对原材料进行严格的检验，以确保原材料的合格，焊接工艺选取之后要做相应的试验确定施工工艺是否满足施工要求，对现场施工环境进行考核，根据现场施工实际情况对焊工进行技术交底。在原材料检验合格之后，再由焊工根据试验合格的焊接工艺进行施工。

2）作业人员及材料选择：对于焊接工作人员的选取要选择具有相关的专业证件，并且焊接经验丰富的焊接人员，因为超高层建筑焊接工作难度较大，如果施工人员施工技术不达标将会留下安全隐患。进行焊接时保护气CO2气体纯度一般要高于99.7%，对于其保护气其含水量要求是低于0.005%，否则在进行焊接时极易发生氧化反应造成焊接失败。一般焊材选用ER50-6型Φ1.2 mm的焊丝最符合施工要求，实心CO2气体保护焊丝。

3）主要参数：电流以100～350 A为宜；焊丝伸长度为15 mm；喷嘴与母材间距以12～15 mm为宜；CO2气体流量不宜过慢一般为35～65 L/min。

4）焊缝坡口形式及环境：连廊主梁采用单边V形坡口的平焊方式，3～4 mm的间隙是拼装时最为合适的距离。 在进行焊接工作之前要认真清除设备上的防锈漆，并且在进行每个焊口焊接时都要进行相应的处理，这样有助于减少焊接处从根部出现缺陷，从而提高了焊接质量。另外还要做好防风工作，在进行焊接时如果施工现场风速>2 m/s，要采取相应的措施隔绝风，在进行焊接时最好是在无风的天气下进行。对于焊接作业区的相对湿度要求是低于90%，这时方可进行焊接作业。

5）误差纠正：对于已经出现的误差，常常通过反变形的方法在地面进行拼装进行纠正。如果反变形法不能够纠正已出现的误差，要通过地面拼装测得相应数据，并及时报给焊接工作监理部门，然后根据实际情况对焊接顺序进行合理的调整，在焊接未出现误差的情况下，严禁更改施工顺序。

6）焊接前预热：根据焊接过程中的实际情况，对焊件进行预热，保持施焊中的层间温度，这有助于防止焊缝产生裂纹。

3..2焊接过程控制

1）焊接顺序的安排，要合理安排地面拼装和高空对口安装的焊接顺序，这样是为了减少焊接收缩变形对结构整体误差，另外还可以降低因内应力过大产生的影响。在这个工程焊接过程中采用的是全方位对称连续焊接，所谓的全方位对称是指结构对称、节点对称，为了实现高空对接顺利完成，对于整体平面上焊接顺序遵循由中部对称向外焊接的顺序。采用对称焊接方法对单元接头进行焊接，在焊接时要保证处于相同的热输入的情况下，这是为了保证焊接完成之后不会出现裂缝现象。

2）应力及变形控制，导致焊接变形现象出现的原因主要是，在焊接过程中受热不均或者温度急剧变化，从而产生一种特定的温度场，导致应力变化，出现裂缝或者变形。为了解决这一问题，一般是先采用先手工电弧焊进行打底焊接厚度一般在4-5层，然后再用CO2气体保护焊，并且要对焊件提前预热。

3）防止层状撕裂，解决这一问题的方法一般是要对焊接30 mm的区域附加超声波探伤，保证不出现裂纹夹层等缺陷。然后再进行下一道工序。

4）为了保证焊接质量，在进行焊接过程中对于同一条焊缝进行焊接作业时要连续进行，一次完成中间不能出现停顿，对于板厚100 mm、长度800 mm的大型焊缝，其焊接必须完成2/3的工作量才能停止焊接，再二次施焊完成。再次焊接前按规定要求进行预热处理，中途不宜停止。

5）在高空焊接施工过程中焊渣飞溅比较大、长时间在高空高强度作业导致施工人员疲劳及自然环境恶劣等因素引发的安全隐患突出，因此，在多工序交叉作业工况下必须做好防护，以保证安全问题，这是最关键的一部分。

4结语：

所有钢梁焊接均为厚板焊接，对其施工质量进行检测合格率达到95%以上，返修后合格率达到100%。在进行焊接施工之前根据高层钢结构连廊施工的总体技术路线，确定了焊接技术难点，并制定出了针对实际工况的焊接工艺和控制措施，另根据相应的规范确定了合适的工艺参数。本工程实践结果表明：厚板焊接质量、进度、安全均满足要求，社会效益及经济效益明显。

参考文献

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[4]曾强.上海环球金融中心钢结构综合施工技术[J].施工技术，2008（6）：22.

作者简介：

1舒立，大专，焊接工程，施工现场管理

2詹绍明，大专，焊接工程，施工现场管理