一、前言

　　什么是“前沿技術(shù)”，舉例說明：在我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的發(fā)展進(jìn)程中，有兩次因鋼材品種發(fā)生變化帶來的焊接技術(shù)上的沖擊。

　　第一次是在上世紀(jì)60年代末期至70年代初期。當(dāng)時(shí)的基本建設(shè)行業(yè)以A3為代表的低碳鋼逐漸被以16錳為代表的低合金高強(qiáng)鋼所替代。在當(dāng)時(shí)，最引人注目是鋼制儲(chǔ)氧罐（壓力容器）采用了厚度為38毫米的16錳鋼板，在技術(shù)界引起不小震動(dòng)。為了適應(yīng)16錳的焊接特性，人們開始使用低氫型焊條和直流焊機(jī)；為了解決受力焊縫全熔透質(zhì)量缺陷，開始研究開發(fā)碳弧氣刨技術(shù)，該技術(shù)極大地推動(dòng)了焊接技術(shù)進(jìn)步。這些技術(shù)就是“前沿技術(shù)”，當(dāng)時(shí)最先掌握這些技術(shù)的單位就是掌握“前沿技術(shù)”對(duì)焊接技術(shù)進(jìn)步有貢獻(xiàn)的單位。

　　第二次變化是在奧運(yùn)會(huì)、世博會(huì)工程中，基本建設(shè)行業(yè)開始應(yīng)用Q420、Q460鋼材，傳統(tǒng)的低合金高強(qiáng)鋼逐漸被高強(qiáng)鋼替代。

　　高強(qiáng)鋼焊接前沿技術(shù)的實(shí)質(zhì)是：高強(qiáng)度鋼通常指ReL（屈服強(qiáng)度下限）≥400兆帕、Rm（抗拉強(qiáng)度）=500~1200兆帕；并考慮焊接性而生產(chǎn)制造的鋼材；Rm（抗拉強(qiáng)度）≥1200兆帕一般稱為超高強(qiáng)度鋼。

　　高強(qiáng)度鋼分為軋制后經(jīng)調(diào)質(zhì)處理的調(diào)質(zhì)鋼和不經(jīng)調(diào)質(zhì)處理的非調(diào)質(zhì)鋼。

　　調(diào)質(zhì)鋼和非調(diào)質(zhì)鋼在力學(xué)性能、焊接性和接頭性能方面有很大的差異。非調(diào)質(zhì)鋼的Rm（抗拉強(qiáng)度）≤600兆帕；而調(diào)質(zhì)鋼的Rm（抗拉強(qiáng)度）≥600兆帕。

　　高強(qiáng)鋼易產(chǎn)生的焊接問題主要是焊接裂紋和熱影響區(qū)脆化，對(duì)于Rm（抗拉強(qiáng)度）≥800兆帕、 ReL（屈服強(qiáng)度下限）/Rm（抗拉強(qiáng)度）≥0.85的調(diào)質(zhì)鋼，還存在一個(gè)軟化問題。

　　高強(qiáng)鋼較普通低合金高強(qiáng)鋼而言，在焊接技術(shù)上有很多特點(diǎn)，其中主要有5點(diǎn)：

　　一是高強(qiáng)鋼的屈強(qiáng)比ReL（屈服強(qiáng)度下限）/Rm（抗拉強(qiáng)度）是建筑鋼結(jié)構(gòu)抗震受力構(gòu)件的設(shè)計(jì)必須考慮的重要指標(biāo)，ReL（屈服強(qiáng)度下限）/Rm（抗拉強(qiáng)度）不同，焊接工藝不同。

　　二是焊接熱循環(huán)會(huì)造成高強(qiáng)鋼合金微量元素的損失進(jìn)而影響焊接接頭的綜合性能，因此必須嚴(yán)格控制。

　　三是高強(qiáng)鋼要控制焊接裂紋。

　　四是高強(qiáng)鋼要控制焊接熱影響區(qū)的脆化。

　　五是高強(qiáng)鋼要保證焊縫金屬的強(qiáng)韌化。

　　那么，“高強(qiáng)鋼前沿技術(shù)”有什么技術(shù)內(nèi)涵呢？

　　科技進(jìn)步的三大要素就是“高強(qiáng)鋼焊接前沿技術(shù)”的全部?jī)?nèi)涵：即工藝裝備、人員素質(zhì)、科技成果的開發(fā)應(yīng)用。

　　高強(qiáng)鋼焊接前沿技術(shù)的精髓是：優(yōu)秀焊接技術(shù)資源的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，即采用最新的、技術(shù)最先進(jìn)的焊機(jī)；采用適合母材強(qiáng)度配比的最好焊接材料；應(yīng)用最優(yōu)秀的焊接工藝；從而提高焊接效率，保證焊接質(zhì)量。

　　客觀地說，到目前為止，鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的主體用鋼仍然是低合金高強(qiáng)鋼，而這類鋼的生產(chǎn)、使用范圍正在逐漸縮小。筆者認(rèn)為，經(jīng)濟(jì)發(fā)展的客觀需求和冶金技術(shù)的迅速發(fā)展必將推動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)用鋼逐漸進(jìn)入高強(qiáng)鋼領(lǐng)域。

　　2012年8月1日開始執(zhí)行的《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》GB50661—2011拉開了鋼結(jié)構(gòu)大規(guī)模采用高強(qiáng)鋼的序幕。

　　在《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T 1591—1994中設(shè)立Q295、Q345、Q390、Q420、Q460共5個(gè)牌號(hào)的鋼材；在《高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼熱處理和控軋鋼板、鋼帶》GB/T16270—1996中設(shè)立了Q420、Q460、Q500、Q550、Q620、Q690共6個(gè)牌號(hào)的鋼材。

　　《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》GB50661—2011所述材料表中，從Ⅲ類鋼材開始已經(jīng)進(jìn)入到高強(qiáng)鋼（高性能鋼）的范疇。相對(duì)于普通鋼結(jié)構(gòu)，高強(qiáng)鋼的鋼結(jié)構(gòu)有以下3個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

　　一是鋼材強(qiáng)度的提高能夠減少鋼板的厚度，縮小構(gòu)件的斷面尺寸，從而減少用鋼量，降低自重，且能夠削弱地震對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑的破壞程度。

　　二是鋼板厚度的減小，大幅度地降低了焊縫坡口尺寸，從而提高了工效，降低了工程成本。

　　三是有效地支持了我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)的技術(shù)進(jìn)步，減產(chǎn)高效，在相同或減少能耗的前提下，生產(chǎn)出附加值高的高端產(chǎn)品。（待 續(xù)）

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