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摘要：在现代建筑施工行业，钢结构的应用范围相对较广，尤其在高层建筑施工中占据重要地位，焊接是保证钢结构稳定的关键环节，本文重点分析钢结构焊接数值模拟方法、焊接顺序优化措施，简单介绍了焊接施工禁忌与提高质量的方法，主要目的是帮助企业在提高焊接质量的同时降低整体成本，增加工程经济效益。
关键词：钢结构；焊接顺序；数值模拟
前言：
尽管钢结构的整体施工成本相较于其他建筑结构较高，但结构性能相对均匀，稳定性与安全性更强，故而在实际应用中能够承受较大的冲击力和振动力，对增强建筑承载能力与抗震能力具有重要意义。焊接是钢结构形成的基础，焊接数值与焊接顺序直接影响钢结构施工质量，因此施工企业要对焊接工艺加强重视。
一、钢结构焊接数值模拟方法
钢结构的焊接施工是一个热场与结构场高度耦合的过程，基于此特点，建筑施工企业在对钢结构焊接数值进行模拟时，可以采用热弹塑性数值模拟法对整个焊接过程进行模拟分析。具体步骤是：先利用非线性热分析法模拟钢结构焊接过程中的瞬态温度场，再采用应力应变分析法分析有限元模型的热场—结合场变化，最后通过建立并计算微分方程得出准确性较高的模拟数值。
二、钢结构焊接顺序优化措施
焊接顺序对钢结构的稳定性具有直接影响，若想保证钢结构施工质量符合建筑安全要求，必须保证焊接顺序的正确性与科学性。建筑施工人员在优化钢结构焊接顺序之前，需要先全面了解钢结构整体形状，焊缝的大小、长度、方向，避免在后续焊接过程中出现变形、扭曲等问题，降低钢结构稳定性与安全性。科学性与可操作性较强的焊接顺序如下所示：
第一，拟定焊接施工图纸，在保证图纸参数准确的基础上，遵循施工文件要求与焊接原则开展工作，科学控制温度场受热区大小，如此可以有效规避焊接变形问题出现。第二，在正式焊接时，施工人员要明确钢结构的刚度、强度以及焊缝具体位置、方向，针对不同焊接位置选择相应的操作手法；比如，对于打底焊等焊缝间隙较小的焊接位置，需要采用短弧操作，对于盖面焊等焊缝间隙较大的焊接位置，要加大电弧电压，以此提高施工质量与效率。第三，施工人员在优化钢结构焊接顺序时，需要先根据施工实际制定出几个合理性较强的焊接方案，然后将不同方案进行组合，对整合后的方案数据进行对比分析，如此可简化出最佳焊接方案，对提高焊接质量、避免变形现象具有重要意义，极大程度上能够增强建筑物的安全稳定性。
三、钢结构焊接过程中的禁忌
钢结构焊接质量直接决定了工程施工质量，影响焊接质量的因素相对较多，具体包括人为因素、技术因素、管理因素与环境因素。此外图纸设计、下料、打砂渣等施工环节也会影响钢结构焊接施工质量，因而建筑企业若想有效提高焊接工作效率与质量，必须明确焊接过程中的各项禁忌，做好事前预防、事中控制、事后检验等工作，如此方能有效避免残次品出现。
（一）人为因素
影响钢结构焊接质量的人为因素主要涉及三个方面，一是管理人员、二是施工人员、三是检测人员，其中施工人员的影响性最大。施工人员是焊接施工的主要执行者，如果其专业能力不足、缺乏质量意识，在焊接过程中没有遵守文件要求与技术标准，则必然会降低焊接质量，影响钢结构的稳定性与安全性；管理人员的主要作用是对焊接过程进行监管，若是管理人员对该施工了解不全面，便无法及时发展施工失误，给出的建议与意见也必然缺乏科学性与可靠性，对焊接施工造成不利影响；检测人员的工作是对焊接成品进行质量检测，如果检测人员在开展工作时，既没有遵守客观原则，又没有遵循标准规范，那么钢结构焊接检测结果会出现较大误差，可能导致建筑物在后续使用过程中出现安全隐患[2]。
（二）技术工艺
影响焊接施工质量的技术工艺范围相对较广，具体包括设计技术、施工工艺、检验技术等。因此建筑施工企业若是想要切实提高钢结构的焊接施工质量，必须结合现代科学技术，对上述技术工艺进行优化，确保施工设计具有加强的科学合理性，保证施工工艺的可靠性与可操作性，增强检测技术的精确性，只有真正提升焊接施工技术与工艺的操作水平，才能真正为取得良好焊接效果、推动经济效益与社会效益实现统一提供强有力支持。
（三）过程管理
钢结构焊接施工过程管理主要涉及两方面内容，一方面是决策管理，另一方面是组织管理。前者是指建筑施工企业决策人员针对焊接施工做出的各项决策，比如方案设计、结构设计、技术优化等，只有保证决策的正确性，才能避免后续施工出现返工等问题；后者是指管理团队（组织）结合施工实际制定科学性与可靠性较强的方案，并保证方案能够顺利实施。加强焊接施工过程管理，需要管理人员立足于自质量控制角度，健全施工管理体系，充分发挥管理团队的作用，以此为提高焊接质量奠定坚实基础。
（四）施工环境
影响焊接质量的施工环境具体是指自然环境、施工现场、管理环境此三点。其中，自然环境是指焊接施工现场的地质、气温、降水等条件，施工现场包括通风、照明、机械设备、周边环境等，管理环境具体是指对同一工程项目中的不同施工环节交叉作业进行管理。保证各环境优越性是增强焊接效果的重要保障，因而建筑施工企业必须对控制施工环境予以高度重视。
四、提高焊接质量的主要措施
（一）优化施工图纸
图纸是施工人员开展焊接工作的主要依据，为了提高焊接质量，设计人员需要拨正施工图纸的科学合理性，对此设计人员应深入调查施工现场，综合分析建筑钢结构，对施工图纸进行优化。施工人员在正式开展焊接工作时，应先全面掌握图纸参数与具体工序，根据现场实际要求对设计进行转化。
（二）科学选择材料
钢筋、钢板是钢结构的主要组成材料，在焊接钢结构时，施工人员应科学选择钢材，这对提升建筑物整体优势、降低周边环境不良影响的关键。对此，建筑施工企业要强化材料选择力度，采购人员应按照设计要求购买质量与规格符合实际的材料，施工人员在钢材进场之前对其参数进行仔细二次核查，尽力确保钢材与钢结构焊接施工要求相匹配。
（三）提高工艺水平
焊接工艺是影响焊接质量的最主要因素，通常情况下施工人员的焊接工艺水平越高，焊接施工越能取得良好效果。为了进一步提高钢结构焊接质量，施工人员要对施工周边环境进行仔细考察，重点观察特殊施工环境，同时综合考虑焊接条件，确保底板处于平稳、严密状态。另外，还需要做好数据收集与成果检测工作，这对焊接质量同样具有极大影响，一定程度上制约着焊接效果，故而施工人员要想提高工艺水平，除了提升自身能力水平，还要对外界限制因素加大重视。
（四）做好验收工作
在对钢结构焊接施工进行质量验收时，检测人员必须按照国家规定的标准、规范以及施工文件要求开展工作，只有保证焊接成果符合上述内容，才能切实增强钢结构的稳定新与安全性。第一，检测人员应对钢结构的定位轴线进行反复校对，尤其是对焊接质量影响较大的基础轴线；第二，查核建筑物标高，保证检测数据与施工文件要求一致，标高无论过高或过低都会影响钢结构的承载能力，所以为了增强建筑物的使用性能，需要做好焊接验收工作[3]。
（五）革新焊接技术
在钢结构施工过程中，从整体上讲，焊接施工大多数开展在高空中，不仅施工条件相对艰苦，对施工人员的技术能力要求也比较高。因此，建筑施工企业要致力于革新焊接技术，充分发挥现代先进科学技术的优势，通过开展培训教育等方法增强施工人员能力素质，确保其可以有效克服艰苦施工环境中不利因素，有条不紊的开展后续工作，对提高钢结构焊接施工质量、降低安全事故发生率具有积极影响。
结束语：
综上所述，建筑施工企业为了提高钢结构焊接质量，可以先采用热弹塑性数值模拟法对焊接数值进行模拟，严格按照公式要求计算分析，再根据计算结果规划最佳焊接顺序。由于焊接质量施工受人为、工艺等多种因素影响，故而企业可以采取优化施工图纸、科学选择材料、提高工艺水平等措施解决焊接问题。
参考文献：
[1]唐杰.厂房建设中钢结构的施工质量及施工技术探讨[J].山东工业技术，2019（15）：115.
[2]郭彦林，郇志乾，朱邵辉，等.某超高层巨型转换桁架焊接残余应力数值模拟应用研究[J].施工技术，2016，45（14）：1-8+16.
[3]周广涛，张华，陈志伟，等.装载机虎头结构焊接顺序优化数值模拟分析[J].材料科学与工艺，2016，24（03）：62-67.