中国建筑第二工程局有限公司上海分公司上海200040
摘要：钢结构建筑节点处连接方式的优劣对整体性能的影响非常大，钢结构破坏最薄弱的环节一般都是在节点连接处，而焊缝连接相较于其他连接方式效果更好，应用也更为广泛。焊缝连接是将两种或两种以上材料通过物理方式连接成一体的技术，其优点有：不削弱构件截面，节省材料，操作简单，生产效率高，可实现自动化生产，而且焊接相比于其它连接方式刚度更大，密封性能更好。
关键词：钢结构；焊缝连接技术；应用发展
1焊缝缺陷评定标准
在已经诊断焊缝缺陷后，要结合焊缝质量对其进行分级处理，主要分为I级、II级、III级以及IV级，质量则是逐级减少。
第一，焊缝本身具有最大的反射波幅，且数据不会超过波幅曲线的评定线，视为I级焊缝。与此同时，若是最大反射波幅超过波幅曲线的评定线，且能被检测人员检测出相应的严重缺陷，则视为IV级缺陷。
第二，若是最大反射波幅位于整个元件的I区，没有被判定为裂纹等严重性缺陷时，就将其视为I级焊缝缺陷。相对应的，若是最大反射波幅位于整个元件的III区，无论焊缝的尺寸或者是波幅参数大小为多少，都将其视为IV级焊缝缺陷。值得一提的是，若是最大反射波幅位于整个元件的II区，要结合实际缺陷长度进行判断分级，超出评定等级就要对其进行返修或者是重新检测。
2焊缝连接的发展现状
2.1焊接存在的问题及解决措施
2.1.1焊缝节点脆性断裂
焊缝节点脆性断裂是指焊缝节点未经明显的变形而发生的断裂。钢材焊缝处在反复荷载作用下引起材质的破裂，称为疲劳破坏。引起疲劳破坏的因素有很多种，首先就是钢材本身化学元素的影响。钢材中含有的碳、氮、硅、锰等微量元素，虽然含量很少，但其对钢材的性能有着至关重要的影响。在这种情况下进行焊接，焊缝节点位置最容易出现缺陷，例如裂纹、气孔、未焊透等问题，会造成局部应变集中，使得焊缝逐步产生破坏。此外，在较低温度下工作的工件，钢材的韧性、塑性会降低，在相同应力的情况下，产生脆性破坏的可能性变大。在相同情况下，不同的焊接质量跟焊接工艺也会影响焊缝的强度。
预防焊缝节点脆性断裂措施可从以下几个方面考虑：（1）选用优质焊条，必要的话可选择跟原工件强度相近的焊条。当焊条跟原工件强度相差过大，在同一较大应力条件下工作时焊缝会断裂，所以必须严格控制焊缝焊接质量，定期检查已加工的工件，清除不符合标准的工件。（2）合理选择焊接方法，例如当板进行拼接时，尽量采用对接焊缝而不是采用角焊缝。避免采用多条交叉焊缝，使横向加劲肋与工件受拉一侧保持一定的安全距离。焊接完成后，及时对焊缝处进行切口消除，打磨表面使其光滑，减少残余应力。正确使用工件，不超负荷使用，不违规使用，确保工件的强度及焊接强度按照正常使用来设计。
2.1.2焊接变形
引起焊接变形主要有人为因素与非人为因素。人为因素是指构件本身在焊接前焊缝布置不均，从而导致不均匀收缩，最终产生变形。操作时焊接温度、速度等不一致以及搭接不合理会引起应力集中，也会引起变形。非人为因素是指焊接工件本身的原因或者操作人员无法控制的原因，其中包括温度。在温度影响下，加工件受热不均匀也会引起变形。
预防焊接变形，对于人为因素，可通过检查等环节避免。焊接过程中，焊接人员应严格遵循国家相应的焊接规定和标准，组织专门人员定期检查已加工的工件，核实相关的工件参数，检查工件的摆放、焊接平台的搭建等是否合理。对于非人为因素，存在着一些不可控的成分。焊接人员要秉持特殊情况特殊对待的态度，根据焊接构件的特点选择适宜的焊接工艺，尽可能避免非人为因素导致的变形。最后，要在焊接过程中注意检测工件的各项参数是否满足设计标准和设计目的。
2.1.3焊接残余应力
对于焊接结构来说，残余应力也会直接影响焊缝断裂性能。焊缝的残余应力包括横向残余应力和纵向残余应力。由于构件在焊接前后加热过程中钢结构受热不均匀膨胀产生纵向残余应力等造成较大收缩变形导致产生横向残余应力。
消除残余应力的方法较多，其中局部低温势处理法和热时效法的效果较好。局部低温势处理法是在靠近焊缝区域两侧的范围进行加热，同时对中部区域进行冷却处理，从而形成温差。这两区域的材料受到不同温度影响，产生的不同变形相抵消，相当于抵消了残余应力。另一种热时效法的工作原理是先加热待焊接构件达到塑性状态的温度范围并保温。这样操作会使应力逐渐消除，然后将构件冷却。虽然此方法消除残余应力比较成熟且可靠效率高，但热时效法不符合绿色节能和可持续发展的理念。
2.2两种焊接形式及其优越性
目前主要有对接焊缝构造和角焊缝构造两种焊缝构造形式。对接焊缝构造形式中衬板采用双边焊缝构造形式节点的构件抗断性能显著提高，对高强钢梁柱翼缘对接焊缝而言，焊接加工质量占主要因素。对接焊缝构造形式，在未来的梁柱节点上连接应用方面将会有很大发展。当角焊缝连接的梁柱节点遇到破坏时，会导致起落弧处出现缺陷，引起应力集中并产生裂纹。
对于对接焊缝和角焊缝而言，即使节点破坏位置相同，破坏形式也不尽相同。由此可见，结构的破坏形式或极限承载力等会因焊缝形式的差异而不同。焊接结构有以下优点：节省材料，生产效率高，构造简单，操作方便。通过焊接，可将不同形状、不同厚度和不同种类的金属连接起来，节点强度高。对静力和疲劳试验的结果表明，铆接和焊接件的静强度相差4.9%，可认为焊接件的静力和疲劳性能不低于铆接件；而在成本方面，栓接比焊接的预计成本要高得多。
钢结构节点连接通常采用单一的连接方式，然而在改造工程中，可以发挥创新思维，在一个连接节点处采用两种或两种以上的连接方式，来进一步提高节点的强度和抗裂度，从而提高节点的承载能力。以焊缝连接形式为主、栓接为辅的新型节点连接方式，已得到较为广泛的应用。
2.3二氧化碳气体保护焊
深圳大运中心主体育馆首次采用单层折面空间网格结构的钢屋盖形式，但由于其焊接过程中存在焊接热量集中、焊接变形和应力难以控制等难题，在经过一系列试验后，最终选择了二氧化碳气体保护焊进行焊接。
二氧化碳气体保护焊是以二氧化碳气体作为保护介质，隔绝空气与可融化的金属焊丝，从而达到焊接的稳定与控制焊接变形的目的。二氧化碳气体保护焊相较传统焊接有着诸多优势，其焊接成本低，二氧化碳气体易于获得，焊丝便宜。由于材料隔绝了空气，焊缝抗锈蚀能力提高。同时，此种焊接方式操作性能好，不但不限工件厚度，而且便于全方位焊接和检测。二氧化碳气体能起到很好的冷却效果，焊接时热量集中的问题得到有效解决，工件热影响区域减小，变形同时减小。最后，二氧化碳气体保护焊方便快捷，焊后无须进行清理工作，省时高效。
二氧化碳气体保护焊也有一些缺点。当进行室外作业时，必须依靠挡风装置才能进行焊接；设备相较传统焊接设备更为复杂，维修不易；高温下二氧化碳气体具有强氧化性，焊接对象局限于不易被氧化的材料；同时，二氧化碳气体保护焊光热辐射较强，必须注意劳动保护等。
结论
随着科学技术的发展，工业技术也在当今社会到工业建筑中发挥着越来越重要的作用。那么工业焊缝技术在工业建筑中起着决定性作用。所以在建筑钢结构中的焊缝质量控制问题中，我们主要从三个方面进行分析和阐述，建筑钢结构的现状，重要性以及存在的问题和对策。这就要求我们要更加注重钢结构的焊缝质量，这样才能够在不断提高工业技术人员的焊接技术水平和技巧中，提高整个工业建筑行业的在钢结构建筑方面的焊接质量。
参考文献：
[1]段斌，孙少忠，谢琦，等.国内建筑钢结构工程焊接质量控制的现状[J].钢结构，2012，27（3）：54~57.
[2]席居法.建筑钢结构焊接施工的质量控制[J].建筑，2014（3）.
[3]孙道渠.浅析钢结构焊接施工中常见问题及质量控制对策[J].四川水泥，2014（12）：193.
[4]陈忠，徐前，陈久勇.建筑钢结构焊接施工的质量控制分析[J].金属加工：热加工，2015（8）：74~76.