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　　摘要：建筑钢结构具有自重轻、建设周期短、适应性强、外形丰富、维护方便等优点，其应用范围广泛。焊接，作为构建钢结构的一种主要的连接方法，在建筑钢结构中发挥了重要作用。焊接生产信息化除了包括一条优质焊缝形成过程的信息化以外，还包括焊接结构生产全过程的信息化。阐述了焊接结构件装焊计算器辅助工艺规划（WCAPP），建筑钢结构应实现机器人自动焊对信息化管理技术的需求。论述建筑钢结构焊接工程中的技术方向、存在的问题，并提出了要求。 

　　关键词：建筑；钢结构；焊接；信息化；新技术 

　　自 20世纪 80 年代以来，中国建筑钢结构得到了空前的发展，高层钢结构、论文格式空间钢结构、桥梁钢结构、轻钢结构和住宅钢结构如雨后春笋。据统计，约50%以上的钢材在投入使用前需要经过焊接加工。因此，焊接水平的提高是实现钢结构技术快速发展的关键所在。2012 年 8 月 1 日开始执行的 GB50661-2011《钢结构焊接规范》拉开了建筑钢结构大规模采用高强钢的序幕。迄今为止，建筑钢结构行业主体用钢是低合金高强钢，这类钢的生产和使用在我国迅速发展并逐渐进入高强钢领域。针对新钢种的特点，焊接工艺有了很大的提高和进步；对焊接材料、设备，信息化管理技术提出了新的要求。 

　　一、高强钢建筑钢结构性能 

　　2004年，低合金高强钢ASTMA913Gr60（相当于Q420）在北京新保利大厦工程成功使用。经过两年的发展，目前，国内已有数个钢结构工程使用了高强钢，如国家体育场（鸟巢）使用了国产Q460E-Z35钢，最大板厚110mm；国家游泳中心（水立方）工程使用了国产Q420C钢；中央电视台新台址工程更是使用了Q390D、Q420D-Z25、Q460E-Z35级别钢。高强钢在建筑钢结构中的广泛应用，带动了高强钢焊接技术的发展。据调查：Q460E-Z35钢在我国第一次大规模生产和应用，也是世界首次使用厚度为110mm、总重为750吨的重要工程。因此，焊接试验方法具有极大的推广应用价值，特别是在我国新钢种不断出现的今天，应当引起我们的高度重视。高强钢建筑钢结构性能主要有以下几个： 

　　1、控轧控冷工艺（TMCP） 

　　严格控制钢板冷却和厚度下降的过程，并在接近或低于铁素体开始生成的温度（Ar3 910 ℃）下完成终轧。其显微组织和力学性能无法由热处理获得。这种轧制方式可在较低的碳当量下获得较高的强度且焊接性好。 

　　2、合金强化 

　　通过微合金元素的细晶强化、析出强化，提高钢板的强度和韧性；通过正火细化晶粒、均匀组织，进一步提高钢板的塑性和韧性。国产高强钢（中厚板）主要是通过这种方法制造的。 

　　3、淬火+自回火控制轧制（QST） 

　　卢森堡钢厂的轧制 H 型钢（Gr60 钢曾在新保利大厦工程中使用），淬火后利用截面中部温度散热进行自回火，是 TMCP的特殊应用。如 Gr65 钢的淬火温度为 871℃，自回火温度为 593 ℃。其强度高同时焊接性好。 

　　4、组织强化（如淬火+回火） 

　　轧后加热温度超过相变重结晶温度 30 ℃～50 ℃，经水冷后生成的淬火过饱和固溶体为不稳定组织，强度和硬度都很高。随后进行 600 ℃高温回火则可使淬火固溶体分解软化，达到塑性和韧性的要求，也称为调质处理。 

　　二、计算机辅助工艺对焊接结构件装焊工作的影响 

　　1、建筑钢结构机器人自动焊技术 

　　焊接机器人是指：具有三个和三个以上可自由编程的轴，并能将焊接工具按要求送到预定空间位置，按要求轨迹及速度移动焊接工具（焊枪）的机器；比较完整的机器人自动焊应有精密焊接质量闭环控制系统、机器人控制电源、焊接过程动态建模与控制、自主跟踪等系统，并隶属于焊接专家系统。。由于机器人最忠实执行 WPS 的工艺纪律，因此对操作人员的焊接技术水平要求较低，焊接过程中受人为因素的影响小，并且具有焊缝成形美观、焊接过程稳定、焊接效率高等优势。在厚壁、长焊缝、多位置焊接的建筑钢结构工程建设中，机器人自动焊拥有很大的应用空间。