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摘要：超高层建筑指的是层高在40层以上，高度超过100米的建筑物。超高层一般采用筒体结构以及钢结构，如双子塔、东方明珠、迪拜塔、台北大楼、上海中心大厦、环球金融中心、威利斯大厦等。本文将对超高层建筑的钢结构焊接工艺方法展开论述。
关键词：超高层；钢结构；焊接工艺
引言
超高层建筑的结构形式多采用巨柱框架＋核心筒＋伸臂桁架及巨型斜撑，焊接部位大多集中于柱—梁连接、柱—柱连接、桁架结构、巨型斜撑等位置。在超高层钢结构焊接过程中，焊接是施工中最重要的一步，如果焊接不到位，就很难保证工程质量，所以说焊接质量尤为重要。
1在建筑钢结构中焊接的重要性
（1）钢结构具有独特的灵活性和表现力，在世界各地的标志性建筑中都能看到钢结构的身影。建筑师们可以凭丰富的想象力设计出造型迥异的设计方案，实现设计师的构想，则需要能工巧匠的艰辛的劳动和聪明智慧。焊接，不仅理论性强，实践性也很强，在进行钢结构建筑的加工、制作阶段，钢结构的连接方式主要以焊接为主，焊接工艺的有效合理应用不仅可以提高工作效率，还可以保证建筑物的整体质量。在这个过程中，如果焊接工艺制定的不合理，那么必定会影响到整个工程的质量，导致工程隐患的发生；（2）目前来说，钢结构的连接方式主要以焊接为主，焊接在钢结构中拥有良好的灵活性和设计感，比其他连接形式更有利于建筑设计师发挥自身想象力，设计出令人惊叹的方案；（3）焊接在建筑钢结构中拥有举足轻重的地位。焊接明确要求施焊者要有特种作业操作证，持证上岗既是说明焊接是要有一定的理论性和实践性，在焊接作业时，不同的操作人员焊接质量也是不同的。建筑物承受着复杂的应力应变，这就必须保证焊缝要有良好的抗震性能和连接功能，既能减少土建施工带来的消耗也能实现一定的视觉效果。综上所述，为了保证建筑钢结构的焊接质量，建立健全完善的质量管理体系和使用合理焊接工艺是非常重要的。
2超高层建筑钢结构工程关键焊接工艺方法
兰州?名城广场作为名城企业集团进入西北以来倾力打造的商业综合体项目，名城广场1#楼是目前兰州楼层最多的超高层建筑，总高280米，共60层。4#楼共47层，每层高4米，规划高度为220米。我公司承建了4#楼体钢结构制作，运用CO2气体保护焊与埋弧自动焊相结合的方式进行焊接作业，CO2气体保护焊凭借其熔敷效率高、焊接变形量小、操作简单、适合自动焊和全位置焊接，便于在构件的复杂位置焊接等特点在建筑钢结构施工领域中被广泛应用。埋弧焊的主要优点是：自动化程度高，使得生产效率提高，焊接质量高，焊缝金属的性能容易通过焊剂和焊丝的选配调整，焊缝表面光洁，焊后无需修磨焊缝表面；焊接速度快，在焊接厚度为8～10mm的钢板时，单丝埋弧焊速度可达8～13mm/s；焊剂不仅能隔开熔敷金属与空气的接触，还能减慢熔池金属凝固速度，减少焊缝中产生裂纹、气孔等缺陷的可能性，两种焊接方法相结合，既能提高生产效率，也能解决复杂角度埋弧焊无法焊接的问题。
2.1选用原则
在建筑用钢结构中，应根据实际情况合理选择钢材，如当地的最低气温，楼层高度，焊接结构的难易程度等，按照钢结构焊接规范，符合规范要求的钢材才可以应用到工程中去，并且要有良好焊接工艺作为辅助。焊接工艺评定的相关工艺参数，可以使用厂家提供或者是通过试验来获取，本工程用钢材主要为Q345B和Q345GJC，埋弧焊焊丝牌号H08MnA，直径Φ4.8mm，焊剂SJ101，二保焊焊丝牌号E501T-1，直径Φ1.2mm。
2.2钢结构焊接质量控制措施
表2.2-1钢结构制作质量控制措施—焊接质量控制表
钢材的力学性能及化学成分复验应符合《GB50205-2001》钢结构工程施工质量验收规范的规定，钢结构主要受力部位填充的焊接材料应按生产批号或炉批号进行复验，复验的检测机构应由国家技术质量监督部门认可。钢结构工程中选用的新材料必须制定焊接工艺评定，钢材应由生产厂家提供有指导性的热加工和热处理工艺参数，焊接接头性能等数据，焊接材料应由生产厂家提供质保书，包括焊前烘焙温度和时间，熔敷金属成分性能及指导性焊接参数，经专家论证评审和焊接工艺评定合格后方可在工程中采用。
2.3H型钢的焊接
2.3.1H型钢的拼接
腹板、翼板的拼接采用整板对接和小板对接，对接坡口为双面V形坡口，采用埋弧焊焊接，全熔透焊缝，正面焊接时，将焊接小车置于拼板一侧，与焊道保持平行，焊丝处于焊缝中心位置。将焊接小车置于轨道上，焊丝送至焊缝处，调整焊丝处于校直状态，并沿轨道空走一回，调整焊丝始终处于焊缝中心位置。焊接时要注意电流、电压、焊接速度有无异常，焊接工艺见下表。焊到端头熄弧板大于1/2处方可停焊，待稍冷后敲去焊渣，并将多余焊剂筛选回用。焊道表面要进行目检，看是否有咬边、未焊满等缺陷，如无异常，再进行背面焊接。焊接背面时，要先清根，打磨焊道，再进行焊接，厚板应再次反身致焊满，不应一次满焊，以免变形量过大。焊缝余高增强量0～3mm。焊后引熄弧板的去除不得用锤击落，应用火焰切割除去并将连接处打磨平整，锤击落引熄弧板将使焊缝产生裂纹。对背面待焊焊缝碳弧气刨进行清根时，刨后必须清除渗碳层。碳弧气刨电流采用直流反接。拼接焊道两端的点焊引、熄弧板的规格、材质应和母材一致，长度150mm，单个宽度80mm。对接坡口形式、焊接顺序及弧板形式见图1-1、1-2、1-3、1-4。
2.3.2预热与保温
为防止焊接裂纹的产生，中厚板（大于32mm）的焊接需要焊前预热，温度为100℃
2.3.3埋弧焊对接焊缝的焊接参数（Φ4.8mm焊丝）
2.3.4船型焊坡口形式见下图1-5：
2.3.5H型钢船型位置自动埋弧焊焊接参数：
组对好的H型钢应在龙门焊机上焊接，采用船型45°，如图1-6。
2.4丁字钢的焊接同H型钢。
2.4.1十字柱的组装焊接示意图见1-7。
T1为柱底板，T2为十字柱的腹板或翼板。
2.4.5十字柱上连接板的焊接示意图，焊接方法为二氧化碳气体保护焊，见图1-11、1-12。
T1为十字柱的翼板，T2为十字柱的腹板。
2.4.6二氧化碳气体保护焊焊接工艺参数
2.4.7母材厚度和焊脚高度的参考值：T-1～T-6
结语
当下，焊接技术已开始向环保型，创新型等方向发展，焊接技术呈现出多元化发展的趋势，科技发展日新月异，新的焊接方法、焊接材料层出不穷，在确保安全施工的同时也要注重环保和创新。全面深化焊接工艺的研究和改革，保证焊接工艺的质量，才能确保钢结构施工的安全文明，为国家在工业化发展领域做出贡献。
参考文献：
[1]毛勇敢.建筑钢结构的焊接工艺及其性能研究[J].科学技术创新，2017.
[2]张鹏，马晓霞，王俊红.建筑钢结构的焊接工艺与性能研究[J].铸造技术，2017.
[3]GB50661－2011钢结构焊接规范