一　簡析建筑鋼結構體系的復雜性

在對各行業鋼結構體系復雜程度認真分析比較后，人們很容易得出“建筑鋼結構是各行業鋼結構體系中最復雜體系之一”的結論。這是一個突破一般對焊接結構復雜性認識的觀點，也是一個宣傳多年而得不到完全肯定觀點，迄今為止可能還有很多人不同意上述的觀點。

不過，事實勝于雄辯，建筑鋼結構的發展現狀已經說明了一切。

歷史發展往往有驚人的相似之處，鋼結構行業發展過程和我國鍋爐壓力容器行業發展軌跡相似，已經進入到十分類似當年鍋爐壓力容器行業，從“無序狀態”、問題積重難返的局面進入“法治”的轉折期階段。鋼結構企業無論是市場競爭、工程質量、人員素質、安全運營等方面，都存在不同程度的不足、缺陷和遺憾。前段時間在鋼結構焊接工程中相繼發生重大、惡性安全、質量事故，同時各地相繼發現以焊縫裂紋為主的鋼結構質量缺陷，足以說明鋼結構行業也進入到“問題期”，于是也就有了我們談論的社會基礎。

有人在講課時，曾向學員們提出兩個問題：

問題一：在以下8個行業里，哪個行業焊接技術最復雜？

問題二：在以下8個行業里，哪個行業最不重視焊接技術？

①鍋爐壓力容器（含火電站）；

②長輸送管道；

③機械制造（含工程機械）；

④海洋石油平臺；

⑤造船行業（不含軍工）；

⑥化工行業；

⑦建筑鋼結構；

⑧鐵路鋼橋。

可想而知：學員們的回答是五花八門的，實際上答案十分肯定。兩個問題的答案只有一個，那就是建筑鋼結構！其理由如下。

建筑鋼結構行業的發展進程是由我國的鋼產量的提高速度決定的，我國建筑鋼結構經歷了困難期、低潮期、發展期、成熟期四個階段。大至可按以下時間段劃分，建筑鋼結構行業也是按照這個規律發展的。

第一階段：1949～1976年，我國鋼結構行業處于困難期。1949年全國鋼產量15.8萬噸，基本建設限制用鋼。

前期鋼結構連接以鉚接為主，設計不考慮鋼材的屈服極限，就部分焊接工作而言，當時焊接的主要對象是A3，使用的焊材主要是焊條，通常以交流焊條J422為主。結構形式相對簡單，在冶金工廠，以工藝鋼結構為主，多半是冶金窯爐、能源介質管道、支架、梯子、平臺、欄桿。當時對焊接技術十分不了解，有“火、電焊，三天半”之說法，而這種低級錯誤觀念，至今還影響我們的思維。

在此期間，主要使用碳素結構鋼。碳素結構鋼在1988年前稱為普通碳素鋼結構，并分為甲類鋼、乙類鋼、特類鋼三類。GB/T 700國家標準制定時，非等效采用國際標準ISO 630：1980《鋼結構》，對普通質量等級，改名為碳素結構鋼。標準中有Q195、Q215、Q235、Q255、Q275共5個牌號，牌號中字母Q代表鋼的屈服強度，其后數值代表鋼的屈服強度值（MPa）。其中Q195、Q275不分質量等級，Q215、Q255分A、B2個等級，Q235分A、B、C、D共4個等級，C、D級鋼相當于有之碳素結構鋼，其他相當于普通碳素結構鋼。

從20世紀60年代后期開始，冶金工程出現了16Mn鋼材，焊機開始大量采AX系列直流焊機，采用低氫型堿性焊條，研究和發展碳弧氣刨，人們開始重視焊接技術。

第二階段：1976～1980年，我國鋼結構行業處于低潮期。1978年鋼產量上升到3178萬噸；開始制作工藝鋼結構、廠房鋼結構，用鋼不再困難。

第三階段：1980～1998年，我國鋼結構行業進入發展期。1989年鋼材生產6159萬噸，1996年鋼材生產達到10514萬噸，居世界第一。開始出現大規模的鋼結構制造加工廠，開始制作廠房鋼結構、工藝鋼結構及中、小型的體育場館。

第四階段：1998至今，我國鋼結構逐步進入成熟期。2006年我國的粗鋼產量達到5.188億噸，占全球粗鋼產量的35.8％。從此以后，我國成為世界鋼產量和鋼結構生產的第一大國。

目前，我國的鋼結構行業進入了成熟期。進入成熟期的主要標志就是奧運、世博鋼結構焊接工程及其配套鋼結構工程的順利建成、運營。以國家體育場“鳥巢”鋼結構焊接工程順利竣工并成功運營為例，“鳥巢”這一項世紀工程的順利建成，極大地推動了我國的施工技術和鋼鐵產業的飛速發展。2010年國家體育場“鳥巢”鋼結構焊接技術獲國際焊接協會（IIW）“格瑞勒”大獎（UGO Guerrera Prize），標志我國的施工技術進入世界先進行業。與此同時，一大批設計新穎、用料考究的鋼結構工程應運而生。使我國鋼結構產業出現了欣欣向榮、蓬勃發展的大好局面。

筆者經歷過建筑鋼結構從無到有、從有到大、從大到復雜、從復雜到規模世界第一的整個轉變過程，參加和指導過壓力容器、鍋爐、管道、高爐、轉爐、工程機械制作以及稀奇古怪的建筑鋼結構焊接工程，有資本對我所知的項目“品頭論足”。

經過長期的分析觀察，認為建筑鋼結構有以下特點。

（一）建筑鋼結構體系復雜

建筑鋼結構體系是一個“龐然大物”，一個鋼結構焊接工程用鋼量少則上千噸，多則幾萬噸到十幾萬噸。同時建筑鋼結構體系也是一個完整有機的受力體系，承受自重和自然界的各種交變荷載。

結構體系復雜不僅表現在造型新穎，采用大規格新鋼種，而且結構體系的碩大、高聳也是其中一難。自然狀況的變化，使建筑鋼結構體系受力不同于其他結構，僅對陰陽面受力分析來看，狀態十分復雜。斷面相同、材質相同的構件，在同一時間承受不同的荷載，而這些不斷變化的復雜荷載全部由建筑鋼結構焊縫分擔，因此，焊縫就是人們必須關注的關鍵。

有識之士常說：焊接是建筑鋼結構的靈魂和生命，直接受到鋼結構形式的影響甚至制約。由此可見，建筑鋼結構“成也焊接，敗也焊接”的確言之有理。

對建筑鋼結構系統而言，焊接工程決定了建筑鋼結構體系的初始應力，建筑鋼結構體系的初始應力狀態撲朔迷離，即有安裝應力、溫差引起的應力，又有焊接殘余應力，組成和分布十分復雜，定量分析十分困難。由于建筑鋼結構體系中存在數千個節點，對每個節點都進行有限元分析是不現實的，大面積的定量計算也是很難做到的。比如說，由于太陽輻射照度引起結構溫升的計算方法在相關規范中并沒有明確提及，可以參考的經驗較少，因此溫度應力計算采用的各種參數、室外風速取值很難確定。此外，漫反射、空氣流動性差等影響因素，在各類構件熱傳導計算邊界條件中考慮比較困難，目前只能根據工程經驗確定，在這些因素中，只有安裝應力和焊接殘余應力部分是人為可控的。

焊接是完成鋼結構體系初始應力控制的宏觀戰略部署關鍵工序，建筑鋼結構初始應力體系是由焊接來完成。因此，在復雜建筑鋼結構體系中，控制焊接應力應變的技術路線必須是從焊接工序入手，根據不同的結構體系，采用不同的施工方法、不同的應力應變轉換路徑，進行宏觀、微觀鋼結構體系應力與應變控制，這是全面質量管理中“全過程管理”在鋼結構焊接工程中的體現，同時也是設計和施工有機結合的高級境界，對焊接技術而言，無疑是責任重大，同時也是一大技術進步。

設計、制作、施工追求的鋼結構系統理想的初始應力狀態最終目標就是：安裝和焊接所產生的應力與應變完全符合設計的技術要求，并且最大程度的均勻化。因為鋼結構系統的初始應力是直接涉及結構安全與否的重要指標，這一觀念逐漸被工程界認識和接受，并開始系統研究。

然而，這是一件十分艱難的工作。因為，鋼結構體系的初始應力目前暫時不能大面積的定量分析。并且系統初始應力的形成和大小，在設計完成的前提下，100％取決于施工方法。這就是建筑鋼結構與其他結構的區別和特點，這是一個涉及面很大的動態過程，控制系統應力與應變有很大的難度。因此，應根據設計的技術指標，在工程中按照建筑鋼結構系統形成的路徑來控制鋼結構焊接工程的初始應力。

建筑鋼結構系統形成的過程是：鋼結構體系逐漸形成，其力系也逐漸變化。具體地講，是以零件逐漸形成部件，再過渡到局部穩定結構（工程中稱吊裝單元），再由多個局部穩定結構，通過合龍工序、過渡成帶有臨時支撐的封閉穩定系統，在此基礎上通過對支撐塔架卸載形成自承重鋼結構體系，實現鋼結構體系全部力系轉換，形成最終的建筑鋼結構體系的初始應力狀態。

一般來說，不同的類別（不同截面、不同型號、類別鋼材）的鋼結構有不同的施工方法。就是在相同類別的系統中，也存在不同的施工方法。實踐證明：在相同的鋼結構類別中，不同的施工方法會使系統從零件到部件，從部件轉換成局部穩定系統，并通過合龍、卸載形成封閉穩定自承重鋼結構體系的路徑不同，因此，所獲得的應力與應變結果也不一致，甚至有很大的差異。

結構剛度是隨著結構的建造過程逐步形成的，荷載也是分步作用在剛度逐步形成的結構上，如果內力分布與將全部荷載一次性施加在最終成形結構上，與逐步加載的方法相比較，系統受力結果有一定的差異。對于超高層鋼結構，這一差異會比較顯著；對于大跨度和復雜空間鋼結構，特別是非線性效應明顯的索結構和預應力鋼結構，不同的結構安裝方式（特別是不同的焊接工藝）會導致結構剛度形成的條件和程度的不同，進而影響結構最終成形時的內力和變形。因此，要求在建筑鋼結構的設計階段結構分析中，應充分考慮這些因素，必要時進行施工（焊接）模擬分析，因此，結構和焊接專業應充分結合，相輔相成，單打獨斗，不可能達到和實現建筑鋼結構體系初始應力的理想境界。

但有一點可以肯定：施工過程中制定有效的具備全面質量管理思想和技巧的《焊接方案》并深層次運行，以控制結構體系的焊接應力與應變，完全有可能實現建筑鋼結構系統的最佳初始應力狀態。

（二）建筑鋼結構工序最復雜

建筑鋼結構行業的主要工作流程是：①鋼結構設計；②鋼結構詳圖（深化）設計；③鋼結構使用鋼材的復檢；④鋼結構使用焊材的復檢；⑤焊接工藝評定（PQR）；⑥《焊接專項方案》編制（WPS）；⑦鋼結構號料放樣（傳統和計算機輔助CAM下料工藝）；⑧鋼結構下料；⑨鋼結構組裝；⑩鋼結構焊接（在焊接階段之后進行質量檢查和NDT）；鋼結構的一次涂裝；鋼結構拼裝；鋼結構安裝；鋼結構安裝階段的焊接（在焊接階段之后進行質量檢查和NDT）；鋼結構二次涂裝。

從鋼結構設計開始，焊接應用技術貫穿上述13個階段（鋼結構的涂裝可以除外）；鋼材（新鋼種）焊接性試驗盡管十分重要，由于工作量不大，涉及面小，因此沒有排在主要工藝流程中，焊接工藝評定是相當重要的，具有質量否決權的重要環節。這些流程遠比一般其他鋼結構體系復雜。

除此之外，建筑鋼結構尚有兩個特殊工序：“合龍”“卸載”是均化系統應力應變的關鍵工序。

在建筑鋼結構宏觀力系的轉換中，采用科學合理的“合龍”“卸載”方案，能夠有效實現力系轉換的平穩過渡，最大限度均衡分配焊接殘余應力。

在我們的工程實踐中，經常聽到的、見到的是橋梁合龍，攔河大壩合龍。國家體育場“鳥巢”鋼結構焊接工程第一次提出建筑鋼結構焊接工程的合龍觀念，在2006年9月17日鋼結構支撐塔架卸載成功以后，從理論和工程實體上都為建筑鋼結構合龍提出了新的課題，也可以說是提出了挑戰。這是因為“合龍”觀念的提出，意味著鋼結構體系開始重視初始應力的研究，將會開辟一個新的技術領域，將會有更新更多的工作，將會碰到和解決更多的難題。

鋼結構焊接工程的初始應力與應變的指標，應當成為鋼結構焊接工程重要的質量控制指標，鋼結構整體合龍就是結構整體安全運營的關鍵工序。

1.合龍及合龍焊縫定義

建筑鋼結構在初始溫度的條件下，從分散的帶臨時約束體系到封閉穩定結構的結構體系轉換過程叫合龍，使之成為封閉穩定結構的焊縫叫合龍焊縫。

2.鋼結構體系轉換后的特點

①體系的剛性明顯增加，安全穩定性明顯增加。

②合龍后的鋼結構體系臨時約束一起形成了鋼結構體系的一次初始應力。

③合龍完成后的鋼結構體系經過卸載工序之后，鋼結構體系再次轉換為自承重體系，一次初始應力進行二次分配，形成鋼結構系統真正的初始應力狀態。

3.合龍溫度的確定原則

合龍時，構件平均溫度即為合龍溫度，合龍溫度就是鋼結構在合龍過程中的初始平均溫度，區別于大氣溫度，是結構使用中溫度的基準點。也稱安裝校準溫度。

4.合龍溫度監測的必要性

鋼結構的溫度是由周圍環境所決定的，是太陽輻射、空氣流動、環境溫度等多種因素共同作用的結果。鋼結構的構件溫度與周圍的環境溫度是有差別的，存在滯后性，在一些特殊條件下，存在鋼構件溫度比環境溫度高的可能性。同時，對于國家體育場如此大體量的空間鋼結構工程，各部位的鋼結構溫度也會存在差別。因此，不能簡單的通過環境溫度的測量而得到鋼構件的溫度，必須使用專門的測量設備對鋼構件進行直接的溫度測量。

事實上，鋼結構系統的合龍過程是整個系統一次初始應力的形成過程。真正形成鋼結構系統初始應力的工序是卸載。

帶有臨時支撐的鋼結構穩定系統，轉換成自承重穩定系統的過程叫卸載。

卸載是對鋼結構系統焊縫質量的最終檢驗，同時形成鋼結構系統真正的初始應力，鋼結構系統的一次初始應力在卸載過程中進行了二次分配，鋼結構系統的全部焊縫真正進入工作狀態。

從理論上講，鋼結構系統的初始應力是鋼結構體系安全運營的根本指標，只有充分實現設計對系統初始應力的要求，才有理由說，該系統是安全可靠的。

鋼結構焊接工程不希望焊縫的應力集中，希望焊接應力盡量均衡，對具體焊縫而言，不希望出現很大變形，影響觀感質量，更不希望存在很大的焊接殘余應力，從而影響鋼結構系統安全。

（三）建筑鋼結構分類最復雜

華南理工大學王仕統教授觀點：“正確選擇結構方案的前提是正確進行結構分類。不正確的結構分類，即不按力學原理分類，會導致專業人士的結構力學概念混亂，其直接后果是設計出笨重的鋼結構，與綠色建筑相左。”王仕統教授的結構分類遵循力學準則，目的在于把結構設計得更輕巧，“用最少的結構提供最大的承載力”。新分類將一切建筑結構簡明地分為彎矩結構和軸力結構兩大類，如表1.1所示。

鋼結構體系的選擇不只是單一的結構受力問題，同時受到經濟條件許可度、建筑要求、結構材料和施工條件的制約，是一個綜合的技術經濟問題，應全面考慮確定。

鋼結構材料性能的優越性給結構設計提供了更多的自由度，應該鼓勵選用節材的新型結構體系。相對于成熟結構體系，新型結構體系由于缺少實踐檢驗，因此必須進行更為深入的分析，必要時結合試驗研究。

所以，在工程實踐中，人們十分重視對建筑鋼結構的分類研究，以期找出各類建筑鋼結構體系的理想施工方法，從而控制系統應力與應變，獲得建筑鋼結構理想的系統初始應力，實現設計的技術要求。

事實上，在一個工程中結構類型的界限并不是十分明確，對于一個建筑鋼結構工程而言，往往包含有多種結構類型，單一采用以上分類的鋼結構工程并不多見，因此具體情況要作具體分析，所以十分復雜。

（四）建筑鋼結構采用鋼材最復雜

客觀地說，目前為止，鋼結構行業主體用鋼仍然是低合金高強鋼，但這類鋼的生產和使用的范圍正在逐漸縮小，經濟發展的客觀需求和冶金技術的迅速發展必將推動鋼結構行業用鋼逐漸進入高強鋼領域；

2012年8月1日開始執行的GB 50661—2011《鋼結構焊接規范》拉開了鋼結構大規模采用高強鋼的序幕。

在GB/T 1591標準中設立Q295、Q345、Q390、Q420、Q460共5個牌號；在GB/T 16270《高強度結構鋼熱處理和控軋鋼板、鋼帶》中設立Q420、Q460、Q500、Q550、Q620、Q690共6個牌號。

GB 50661《鋼結構焊接規范》所述材料表中，全部采用了上述鋼材（見表1.2），從Ⅲ類鋼材開始已經進入到高強鋼（高性能鋼）的范疇。相對于普通鋼結構，高強鋼的鋼結構有以下優點。

注：國內新鋼材和國外鋼材按其屈服強度級別歸入相應類別。

①鋼材強度的提高能夠減少鋼板的厚度，縮小構件的斷面尺寸，從而減少用鋼，降低自重，且能夠削弱地震對鋼結構的破壞作用。

②鋼板厚度的減少，大幅度降低了焊縫坡口尺寸，從而提高了工效，降低了工程成本。

③有效的支持我國鋼鐵生產的技術進步，減產高效，在相同或減少能耗的前提下，生產出附加值高的高端產品。

（五）建筑鋼結構節點最復雜

現代建筑鋼結構焊接工程正在向大型化和高參數方向發展，鋼板的強度越來越高，越來越厚，系統越來越復雜，各類鋼結構體系因自重和外加自然載荷的影響，承受著復雜多樣的環境載荷，鋼結構體系的運營條件越來越苛刻，要求條件越來越嚴格。

受建筑鋼結構焊接工程的發展規律及趨勢所約束，使建筑鋼結構形成若干難點，尤其是由于建筑鋼結構復雜，工件不固定，很難實現機器人自動焊，極大影響了建筑鋼結構焊接技術進步，就其本質而言，就是建筑鋼結構母材強度級別的不斷提高和結構體系不斷創新而日趨復雜所致，圖1.1所示進一步說明了建筑鋼結構的復雜性。

（六）建筑鋼結構焊接工程采用的焊接技術最全

除此之外，就目前而論，建筑鋼結構采用的焊接技術最全（SMAW、GMAW、FCAW-G、SAW、ESE、SA、單絲氣電立焊EGW-S、…），這一點恐怕也是其他行業所不及的。

1.焊條電弧焊（SMAW）

焊條電弧焊就是人們通常使用的手工電弧焊（SMAW），是用手工操縱焊條進行焊接的電弧焊方法。焊條電弧焊（SMAW）是利用焊條與工件之間燃燒的電弧熔化焊條端部和工件，在焊條端部迅速熔化的金屬以細小熔滴經弧柱過渡到工件局部熔化的金屬中，并與之融合一起形成熔池，隨著電弧向前移動，熔池的液態金屬逐步冷卻結晶而形成焊縫。焊接過程中，焊條芯是焊縫組成部分，焊條的藥皮經高溫分解和熔化而生成氣體和熔渣，對金屬熔滴和熔池起防止大氣污染的保護作用和冶金反應作用（某些藥皮加入金屬粉末為焊縫提供附加的填充金屬）。

電弧中心溫度在5000℃以上，電弧電壓在16～40V范圍，焊接電流在20～500A之間。

2.CO2氣體保護焊（GMAW、FCAW-G）

氣體保護焊與其他焊接方法相比，具有以下特點。

①屬于明弧焊方法，又沒有熔渣覆蓋熔池，便于觀察熔池和焊接區。電弧和熔池的可見性好，焊接過程中可根據熔池情況調節焊接參數。

②氣體保護焊是一種高效、節能、節材的焊接方法，焊接過程操作方便，沒有熔渣或很少熔渣，焊后清渣容易。不必像手弧焊那樣每焊一道即要清渣，因而減少輔助時間，提高工效，也不用換焊條，防止因扔掉焊條頭對材料的浪費。

③電弧在保護氣體的壓縮下，熱量集中，焊接速度較快，熔池較小、HAZ較窄，焊后變形小。

④有利于實現焊接過程機械化，自動化，特別是空間位置機械化焊接。

⑤可以焊接化學活潑性強和易形成高熔點氧化膜的鎂、鋁、鈦及其合金。

⑥適宜薄板焊接。

⑦能進行脈沖焊接，以減少熱輸入。

⑧防風性能較差。保護氣流的抗風能力有限。在施工現場時，如因通風干擾較大，需采取相應的防風措施。

⑨電弧的光輻射很強。在窄小空間部位及可達性差的地方焊接時，不如手弧焊靈便。

3.埋弧焊（SAW）

埋弧焊（SAW）是在一定大小顆粒的焊劑層下，由焊絲和工件之間放電而產生的電弧熱，使焊絲的端部及工件的局部熔化，形成熔池，熔池金屬凝固后即形成焊縫。

埋弧焊（SAW）是電弧在焊劑層下燃燒進行焊接的方法。埋弧焊（SAW）是利用焊絲與焊件之間焊劑層下燃燒的電弧產生熱量，熔化焊絲、焊劑和母材金屬而形成焊縫，連接被焊工件。在埋弧焊（SAW）中，顆粒狀焊劑對電弧和焊接區起保護和合金化作用，而焊絲則用作填充金屬。

4.電渣焊（ESW）

電渣焊是一種20世紀50年代開始應用于工業生產的熔焊化方法，它可以“以小拼大”，將較小的鑄件、鍛件、鋼板拼焊成大型機械產品零部件。在大厚度焊接結構的焊接中，具有生產率高、自動化程度高、工人勞動強度低等優點，最近，廣泛用于BOX結構的筋板的焊接。電渣焊優點和缺點一樣突出，由于焊縫和HAZ晶粒粗大，沖擊韌性低的缺點，在建筑鋼結構領域內逐漸受到限制。

5.栓釘焊（SW）

相對于其他焊接工藝而言，栓釘焊技術（SW）在國內應用的時間較晚，最初采用的時間大約是20世紀80年代初期，當時所用設備材料均從國外進口。隨著我國建筑鋼結構的高速發展，栓釘焊的應用領域也在逐漸拓寬，目前已經廣泛應用于建筑鋼結構、橋梁、電站、電氣設備、控制系統等許多方面，從而帶動了栓釘焊接工藝、設備、材料的發展。目前，我國已經能獨立開發栓釘焊接工藝所需的一切設備和材料，有的達到國際先進水平。但從發展的角度上看，我國對栓釘焊工藝、設備研究重視不夠，特別是基礎知識的普及有較大差距，在一定程度和一定范圍內影響了栓釘焊接技術（SW）的應用，進而影響其技術進步。

（七）建筑鋼結構功能性強，地位很高

到目前為止，我國已建成許多幢高層、超高層焊接鋼結構建筑，大跨度空間鋼結構已在各種體育館、展覽中心、大劇院、候機樓和一些工業廠房中應用，這些建筑基本上都是地標性建筑和功能、公用性很強大的建筑。橋梁鋼結構方興未艾，鋼結構住宅在我國經過近幾年的深入研究和開發后，也已進入一個新的發展階段，其中發展最快的就是建筑鋼結構，目前，建筑鋼結構設計越來越先進，施工技術越來越成熟，使建筑鋼結構形成了以下特點。

外觀上，結構形狀新穎獨特，標新立異，不與人雷同，體現了這個時代個性張揚的特點。

材料的選用上，趨向于越來越多的使用高強度、大厚度鋼材，而且隨著材料制造工藝水平的不斷提高，鑄鋼、奧氏體不銹鋼、復合鋼板也得到越來越多的應用。

規模上，越來越多的超高層、大跨度世界級超大規模建筑在國內誕生，就其規模而定，肯定是世界第一。

由于規模太大，發展又相當迅速，因此，焊接從業人員急劇增加，造成了目前很多“發展中的問題”。

（八）建筑鋼結構焊接工程應用機器人自動焊很困難

機器人自動焊是一種借助于機械和電氣等方法，使焊接過程實現自動化、程序化的焊接施工方法，最適合建筑鋼結構高強鋼的焊接。由于機器人最忠實地執行WPS的工藝紀律，因此，對于操作人員的焊接技術水平要求較低，焊接過程中受人為因素的影響小，并且具有焊縫成形美觀，焊接過程穩定，焊接效率高等優勢。在厚壁、長焊縫、多位置焊接的建筑鋼結構工程建設中，機器人自動焊具有很大的應用空間。

機器人自動焊接首要條件是工件相對固定，然而，建筑鋼結構焊接工程很難做到這一點，這是因為建筑鋼結構構件設計沒有實現標準化，或者說標準化程度不高，這對在復雜鋼結構體系中應用機器人自動焊技術帶來很大的困難，因此，存在很多方面的關鍵。

建筑鋼結構采用機器人自動焊肯定是大勢所趨，這是我們即定努力方向。

目前最困難的是建筑鋼結構設計標準化，標準化實現的速度越快，水平越高，越有利于焊接機器人自動焊技術的推廣應用。

焊接機器人自動焊技術涉及面很廣，包括：經費的投入、管理體制的調整、人員習慣的改變等，因而困難都會很大，所以不能求大、求全、求快。

因為在任何情況下，都要把提高建筑鋼結構企業經濟效益作為推行技術進步的根本目的。

（九）建筑鋼結構不重視焊接

這里所指的主要是不重視焊接從業人員隊伍的建設，特別是焊工隊伍的建設。

俗話說：“沒有規矩就沒有方圓”說的是標準規范的重要性。在JGJ 81—2002《建筑鋼結構焊接技術規程》基礎上編寫的GB 50661—2011《鋼結構焊接規范》的出版發行，部分克服了JGJ 81—2002《建筑鋼結構焊接技術規程》覆蓋面不足的缺點，增加標準對焊接工程的部分覆蓋面，對規范鋼結構焊接技術起到了不可替代的作用。但是，十分遺憾，GB 50661—2011《鋼結構焊接規范》一開始就發現了不足，由于取消了焊工考試取證的內容，導致長期困擾鋼結構行業焊工持證上崗的問題一拖再拖，嚴重影響了鋼結構行業的有序管理。

目前，焊工證就有5種之多：①國家安監部門頒發的，焊工特種工種安全操作證；②國家人社局頒發的，焊工技能等級證；③國家質量監督總局頒發的，壓力容器、壓力管道焊工操作合格證；④國家各部、委焊工考試委員會頒發的、各大系統所屬業務的焊工操作合格證，比如：冶金、電力、化工、造船等（各大國家直屬系統焊工合格證逐漸由中國工程建設焊接協會統一）；⑤涉外工程的各種焊工操作合格證，比如：AWS、JIS焊工操作合格證；后三類證件可證明焊工在某領域內的某項（或多項）焊接技藝水平，而前兩類不完全代表焊工的實際操作水平，不能單獨在工程中應用。有的管理者沒有上述經驗和認識，見證就收，使焊工持證者有機可乘、有空子可鉆，這也許是造成焊工證管理混亂的重要原因之一。

我們今天面對著這樣一個事實：焊接已經從一種傳統的熱加工技藝發展到了集材料、冶金、結構、力學、電子等多門類科學為一體的工程工藝學科。而且，隨著相關學科技術的發展和進步，不斷有新的知識融合在焊接之中。那種靠苦干、大干的傳統觀念，是肯定搞不好焊接的。然而，我們的主管部門對此則知之甚少。

最近幾年，盡管JGJ 81—2002《建筑鋼結構焊接技術規程》明文規定了焊工培訓的標準及方法，由于沒有權威部門的指導，人們對焊工持何證上崗仍然是“無章可循”。

可能是出于對政府部門的信任，全國大多數鋼結構企業和焊接工程，在部分業主、監理的督促下，單獨采用了國家安監部門頒發的焊工“特種工種安全操作證”。于是，在很短的時間內，數以萬計的農民兄弟姐妹“放下鋤頭、立即拿起焊槍”，他們經過短期的安全知識培訓，向老鄉和師傅學習一些落后的甚至是淘汰的操作技術后，馬上就成為掌握工程質量命運的焊工。這樣的焊工有體力，有熱情、有干勁，唯獨沒有專業理論和正規的操作技術。他們干的活越多，質量隱患越多，愈加今人提心吊膽，如果再加上指揮、監督失誤，可以設想，工程質量肯定不容樂觀（上海膠州路火災、某體育場倒塌就是這些“焊工”的“產品”之一），而且這種態勢目前依然存在，尚有市場。

綜上所述，無可辯駁的理由證明：建筑鋼結構體系是目前我國鋼結構系統中最復雜的體系之一，焊接技術也是最復雜的。應當說，系統越復雜，技術相應復雜，人們的重視程度就越高。然而，建筑鋼結構行業的現實無法讓人完全樂觀，人們對焊接應用技術的認識和掌握的程度，還不完全適應建筑鋼結構體系的復雜性的需求，有的單位甚至差距很大，這是值得我國警惕的。

應當說，建筑鋼結構整體發展是正常的，方向也是正確的，主流是好的，所出現的問題是局部的，不是建筑鋼結構焊接技術固有的缺陷和不足，也不是人們主觀所為。因此，不應當由施工單位負主要責任。但是，我們建筑施工企業的領導和部分技術人員的確認識不清，“火、電焊三天半”的思想時有抬頭，“低級錯誤”時有發生也是事實。這也說明問題的嚴重性和我們工作的長期性、艱巨性。

世上沒有無緣無故的評價，社會上對建筑鋼結構焊接體系復雜性認識看法各異情有可原，由于我們宣傳不夠，社會輿論、領導意識對建筑鋼結構體系的復雜性認識不清，看法錯誤，這是可以原諒的；然而，另外一方面，也來自內部盲目隨從的思想影響，人云亦云，迷失了正確的方向，看不到問題的實質，甚至自暴自棄，這是不能原諒的。

對此，筆者呼吁：施工單位首先要提高認識，準確理解工程，“只有首先尊重自己，才能贏得社會的尊重”。

為了正本清源，迅速提高建筑鋼結構行業的社會地位，發揮推行技術進步的應有作用，我們策劃寫作《建筑鋼結構焊接工程應用技術及案例》。

本書目的明確，觀點鮮明，案例和分析針對性較強，希望讀者通過本書的閱讀，能夠提高對建筑鋼結構技術實質的認識，防止和減少“低級錯誤”的發生。

本書的另外一個目的是：希望作為有關院校、有關專業的教材或參考資料，使學生畢業后在盡可能短的時間內、攜帶正確的技術觀點迅速進入角色。