作者的话

以“奥运”“世博”工程为代表，我国的建筑钢结构行业迅速发展。焊接是构建钢结构的一种主要的连接方法，在建筑钢结构工程中发挥了重要的作用。据统计，约50％以上的钢材在投入使用前需要经过焊接加工处理。焊接可以说是钢结构的生命和灵魂。

目前，建筑钢结构已规模采用高强钢，对焊接在热输入控制、组织与性能方面的技术要求也在发展变化。焊接制造由“控形”向“控性”演变，由“宏观”向“微观”深化，由“经验估计”向“数字量化”提升，由“手工焊”向“自动焊”跨越。同时，建筑钢结构的钢材正在向更加高级的方向发展，节能减排的绿色制造理念推动着焊接钢结构的变革，未来新钢种会层出不穷，钢材的强度和韧性会不断提高。

为适应这样的发展趋势，对高强钢焊接接头的等强匹配和等韧匹配、接头强韧性界限值、预热温度和热输入量（焊接线能量）、工艺参数与定量评定等提出大量的研发课题。由于焊接接头与基体之间的不顺应，焊接接头成为影响构件服役的薄弱部位，亟待在焊接制造基础理论的应用上有所突破，从热源、电弧及熔池不同层面出发，揭示焊缝组织、应力状态以及接头性能的精确调控规律。

现代控制理论与数字信号处理技术的应用，使得我们能够通过“源”的能量输出形式变化赋予“弧”新的热特性和力特性，由此涌现出一系列“受控”条件下的弧焊新工艺。例如，通过对接头成形与热输入的定量分析来选择金属过渡的形式；多热源复合在提高焊接效率的同时也提升了焊接接头的综合性能。

与钢结构行业飞速发展的形势和对焊接的要求不适应的是，很多从业人员对焊接技术的认识不到位，认识水平有待提高。

近年来在钢结构焊接工程中相继发生重大、恶性的安全、质量事故；各地相继发现以焊缝裂纹为主的钢结构质量缺陷。这些现象说明钢结构行业进入“问题期”。问题的产生，很大部分来源于对焊接技术掌握的不足；问题的解决，必须依赖于对焊接技术的透彻理解。宏观来看，分析现状、找到对策，是钢结构行业提高整体竞争力、实现可持续发展、向产业化进军的要求。

现代建筑钢结构焊接工程向大型化和高参数方向发展；钢板的强度越来越高，厚度越来越大，系统越来越复杂，新钢种越来越多，要求技术条件越来越严格。钢结构焊接技术在工艺、材料和装备三大领域的关键核心技术方面，仍然需要更多的技术创新。作为研发和创新的基础，强调和普及建筑钢结构焊接应用技术的一些基础理论，使这些基础理论得到准确的认识，并被推广应用，显得十分重要。“正本清源”，才能“更上层楼”。

笔者在多年工作中发现，工程的成败常常直接决定于一些焊接技术基础理论是否正确合理应用。在缺乏基础理论指导的情况下，工程指挥者“以其昏昏，使人昭昭”，工程做得好不知为什么好，工程做得差不知为什么差。面对出现的问题，由于对事物的本质认识不清，“知其然而不知其所以然”，现场采取措施不得力，针对性不强，谬误时有发生。其工程肯定成也焊接、败也焊接。这种现象在建筑钢结构焊接行业相当普遍，十分令人遗憾。

目前钢结构从业人员中，焊接专业工程技术人员数量上、素质上难以满足要求，是急需解决的主要矛盾。大多数从事焊接技术和管理的人员并不是科班出身，而是根据行业或单位发展的需要“半路出家”。即使是专业对口的大专院校毕业生，没有三到五年的实践磨练，没有经过参加一两个大工程的锻炼，大多数是不可能胜任岗位要求的。焊接技术人员的成长，需要工程实践经验的积累。

笔者全程亲历“鸟巢”焊接工程以及多项重大建筑钢结构焊接工程，编著出版了《建筑钢结构焊接技术——“鸟巢”焊接工程实践》，本书是其姊妹篇，是以“鸟巢”为代表的建筑钢结构焊接技术的再一次总结和升华。

1.全面推广“鸟巢”钢结构焊接工程应用技术

“鸟巢”工程荣获国际焊接协会（IIW）2010UGOGUERRERAPRIZE（优格大奖），至今仍然影响着我国建筑钢结构行业的技术发展。本书以国家体育场“鸟巢”钢结构焊接工程采用的14项焊接技术为线索，收集整理了大量新型的钢结构体系应用“鸟巢”焊接技术的成功案例，揭示了建筑钢结构焊接技术的发展趋势。

2.焊接工程全面质量管理的思想得到了发扬光大

实现了管理同基础技术的有机结合，从实践角度提供了大量真实可靠的焊接数据；同时提供了组建正规焊工队伍的成功经验，为焊接工程全面质量管理提供了有益的借鉴。

3.新钢种焊接性试验技术也得到发展

“鸟巢”工程以Q460E-Z35、STMGr60（Q420）新钢种焊接性试验研究为核心，展示了新钢种焊接性的创新点以及焊接新工艺，为建筑钢结构焊接工程采用类似新钢种提供了详细的技术参考资料，缩短了建筑钢结构行业大规模采用高强钢的时间。本书对超过Q460E-Z35的高强钢焊接性试验进行了阐述分析，将成为后续工程的参考。

4.控制钢结构体系初始应力的观点得到了确认和发展

“鸟巢”工程中第一次正式提出控制初始应力的观点，开发和创新了复杂钢结构控制应力应变的基本方法，简化了应力应变控制的理论分析。本书收集了控制焊接应力应变及钢结构体系初始应力的案例，提出了全新的观点和措施，特别是焊接残余应力的控制与众不同，澄清了业内没有统一的认识。

5.低温焊接技术得到长足的发展

“鸟巢”工程中第一次进行大规模的低温焊接试验，解决了建筑钢结构冬季施焊的难题。本书从工程实践中总结了一套低温焊接施工技术并上升到理论分析，提出了防止低温脆断的理论及方法。

6.厚板多层多道错位焊接技术得到了全面的推广应用，仰焊技术得到长足发展

“鸟巢”工程第一次大规模采用厚板多层多道错位焊接技术，解决了仰焊技术推广应用的基础理论和思想认识问题。本书对厚板多层多道错位焊接技术在高强钢焊接中的应用、仰焊技术在控制钢结构体系初始应力应变控制中的地位和作用均有讲解，将这些技术提高到一个新的台阶。

7.控制焊接裂纹技术深入人心

落实了建筑钢结构焊接工程中主要防止热裂纹、冷裂纹、层状撕裂三大裂纹的观点，对防止裂纹做了深入细致的研究，把防止措施具体化，为提高建筑钢结构焊接质量提供了技术上的保证。

8.合龙已经成为控制钢结构体系初始应力状态的关键工序

“鸟巢”工程创立了建筑钢结构合龙技术，对建筑钢结构合龙及合龙焊缝在理论上进行了深入的分析研究。本书记叙了在典型工程中合龙技术的成功案例，不仅记载了全部合龙过程，而且对卸载也做了阐述。

本书所阐述的建筑钢结构焊接技术观点来自于实践，上升到理论并经过了实践检验；其中高强钢焊接技术是“鸟巢”之后浙江精工焊接技术研究所的科研成果。为了让这些观点迅速被读者理解和运用，用观点说明案例，用案例支持观点，两者有机结合。对大量素材进行了有针对性的选择，使观点和案例具有说服力和一定的理论高度。

本书记录了“鸟巢”之后的建筑钢结构的发展历程，收集了各单位在工程中对“鸟巢”钢结构焊接工程应用技术的学习、消化、吸收、创新，展现了一幅绚丽多彩的工程画卷。

本书的写作过程得到了中国工程建设焊接协会的大力支持，协会把本书的编写作为年度重要工作安排落实，派出人员协助专家工作，提供优秀焊接工程资料。

浙江精工钢结构（集团）有限公司大力支持本书的编写；公司董事长方朝阳先生、总裁孙关富先生以企业家高瞻远瞩的眼光，派遣高良等工程技术人员，无私地提供资料，协助编写。这样的善举值得尊敬和感谢！

感谢唐山开元机器人系统有限公司、北京时代科技股份有限公司、北京石油化工学院、四川玛瑞焊业发展有限公司、中建钢构有限公司、安徽鸿路钢结构（集团）股份有限公司、多维联合集团有限公司以及其他提供资料的相关单位和个人，感谢他们对本书的大力支持。

本书是多家单位和团队共同支持、团结协作的结晶，书中的观点和技术是宝贵的，体现的合作精神是无价的。

本书有丰富的工程第一手资料，所表述的技术数据全部经过工程实际的运用，真实、准确、可靠、较全面。本书可以作为焊接工程师培养“案例教学”的教材，可作为工程应用的手册；更希望成为大专院校毕业生的参考书，使莘莘学子毕业后带着正确的技术观点迅速进入角色。笔者相信，本书的重要技术观点和实际操作技术将在行业中得到广泛应用和推广。希望通过本书，令读者受益，加快建筑钢结构焊接工程技术发展的进程。

编者

2016年1月5日于上海