焊接技术是建筑钢结构的灵魂，焊接质量的优劣决定了建筑钢结构的成败。建筑钢结构本身所具有的结构形式多样性和焊接节点的复杂性，使得建筑钢结构焊接具有了与船舶、压力容器等传统金属构件焊接不同的技术特点。中国工程建设焊接协会副秘书长张友权结合多年的理论和实践经验总结、分析了建筑钢结构的结构特点，从焊接工艺技术、从业人员资质、焊接工程管理等方面探讨了建筑钢结构焊接技术在我国的发展方向。本报将分3次连载《建筑钢结构焊接技术在我国的发展》一文，敬请关注。——编者
焊接技术是钢结构工程建设极为重要的主要技术之一，不仅仅是保证钢结构工程的质量，从某种意义上来说，是焊接赋予了钢结构以生命。没有焊接，钢结构仅仅是一些零散的、冰凉而毫无生气的钢铁零部件而已。是焊接，让高炉矗立，吞(矿)石吐(铁)水、冶炼钢铁;是焊接，让油气长输管道畅通，成为经济大动脉;是焊接，让“鸟巢”(国家体育场)耸立，给北京2008奥运增辉;是焊接，让央视新大楼昂首云天，向世界展现崭新的中国。
随着我国改革的深入和经济的飞速发展，钢结构行业进入高速发展期。2011年我国的钢产量已超过6.9亿吨，钢结构年产量已达3000万吨、焊接材料产量约500万吨。钢结构的发展促进了焊接新技术、新工艺、新设备、新材料的应用与开发。反过来焊接新技术、新工艺、新设备、新材料的科技进步又为钢结构行业的快速发展提供了技术支撑和保证。特别是进入21世纪以来，我国国民经济继续保持快速平稳发展。在发展沿海、西部大开发和振兴东北老工业基地战略部署的指引下，西气东输、西电东送、南水北调、铁路建设与提速等许多国家重大工程以及北京2008奥运工程和上海世博工程全面展开，新建体育文化场馆、会展中心、候机楼、地标性建筑等一大批新、奇、精、特的建筑钢结构遍布神州大地，我国钢结构技术出现了崭新的局面。据不完全统计，2011年末，我国200米以上的超高层建筑当前已超过350栋，排名世界前10位的摩天大楼，中国就占有7座。超高层项目推动区域发展在中国的区域经济中占据了不可或缺的地位。《2012摩天城市报告》数据显示，中国在建的摩天大楼总数已经超过200座(仅计算写字楼与酒店)，相当于美国现有摩天大楼的总量。相关数据表明，5年后中国将拥有800座摩天高楼，相当于美国今天的4倍。其中80%将建在经济不发达的内陆地区。可以毫不夸张地说，我国已经成为世界最大的钢结构生产、使用大国，一些制作、安装技术已达世界领先先进水平。
一、建筑钢结构的基本结构形式及复杂节点
纵观国内近几年钢结构工程，无不体现出“大、特、新”的特点。超高层、大跨度的世界级超大规模建筑屡见不鲜，结构形状新颖独特，标新立异，具有强烈的视觉冲击效果。随之而来的是钢结构体系繁多，节点构造复杂，焊接接头形式多，构件制作和现场安装中的焊接技术难度越来越大。如国家游泳中心“水立方”的非对称、不规则球管节点;国家体育场“鸟巢”的空间弯扭构件多分支节点;广州歌剧院的树支状铸钢节点;广州电视塔耐候钢结构及深圳大运会超大型铸钢节点等。
随着建筑高度的增加、结构跨度的增大，抗震性能设计对主要钢结构焊接质量要求随之升高。框架梁与柱的连接焊缝、剪力板与柱的连接焊缝、梁腹板与柱的连接焊缝和柱的拼接焊缝等都是结构的主要部位，基本上都是坡口熔透一级焊缝，100%超声波探伤，对焊接质量要求非常高。
二、推广应用高效、优质、低成本、低排放的先进焊接技术
随着经济发展的需要和科技的进步，各类钢结构钢材强度级别越来越高、尺寸参数越来越大型化;“鸟巢”(国家体育场)、央视新大楼等钢结构采用了强度级别为Q420、Q460的钢材，其最大厚度达110毫米。其制作、安装不断需求更高效、更自动化、更优质的焊接技术。如埋弧自动焊(单丝、双丝或多丝)焊接、CO2气体保护焊(实芯焊丝或药芯焊丝)焊接，电渣焊、气电立焊、栓钉焊等;焊接设备大量采用节能、环保且焊接质量优异的逆变焊机。
中冶集团建筑研究总院焊接所长期致力于钢结构焊接技术的研究开发，并于20世纪70年代在武钢、20世纪80年代初在中国第二十冶金建设公司分别建立了国内第一条焊接H型钢、轻型焊接H型钢生产线。焊接H型钢生产线采用钢板矫平、多头精密切割机下料、气动组装、埋弧自动焊或CO2气体保护焊自动焊接、翼缘矫直机矫形、H型钢三向精密切割机或圆盘锯定尺的先进生产工艺，特别在轻型焊接H型钢生产线研制开发了双头CO2气体保护焊(实芯焊丝或药芯焊丝)自动焊接，研制生产了双丝贴角埋弧自动焊机，大大提高了生产效率和产品质量;在中信大厦等超高层钢结构的工地安装施工中，研制开发了CO2气体保护焊(实芯焊丝或药芯焊丝)自动、半自动焊机及工艺，大大提高了生产效率和产品质量。目前，我国主要的钢结构生产企业，不论是国有大型企业、还是合资或民营企业，上述先进生产工艺流程已成为钢结构制作的基本通用模式而被广泛采用。当然，随着科技进步，各个生产工艺流程的设备、工艺已有很大的变化：如计算机自动套料下料、双丝或多丝埋弧自动焊接、双丝或多丝CO2气体保护焊接均可提高焊接生产效率。
工地安装以前主要是用焊条电弧焊，生产效率低，对焊工的技术水平要求也高;从20世纪80年代开始，逐渐推广采用CO2气体保护焊(实芯焊丝或药芯焊丝)半自动焊接，现在已基本成为建筑钢结构现场安装的主要焊接方法，大大提高了生产效率和焊接质量。 |
