—访长江精工钢结构(集团)股份有限公司总工程师戴为志先生
记者:戴总,您好!感谢您在百忙之中接受我们的采访。作为举世瞩目的奥运工程,“鸟巢”凝聚了建设者辛勤的汗水和集体的智慧,如今也引来了络绎不绝的参观者。您曾在相当长的日子里见证了她的成长。在建设的过程中,您有什么感受与体会?
戴总:每次到北京,我都要去看奥运场馆建设,特别是“鸟巢”工程。她那时间和空间上丰富的层次感,给人以全新的感受和强烈的视觉冲击;她那独一无二的钢结构编织出的网状效果,更让人震撼。有时,自己都被那复杂、气势恢宏的钢铁建筑所陶醉,甚至产生梦幻与错觉。
其实,一开始人们对“鸟巢”的设计褒贬不一。由于钢结构设计过于复杂,质量指标要求很高,造成了“三难”的局面,即设计难、画图难、制作施工更难,以至于有外国人曾笑话, 并预言中国人建不起“鸟巢”。事实上,一个崭新理念的工程将会给材料工业和施工技术提供一次进步的绝好机会,“鸟巢”工程在一定程度和范围内可以检验我国钢铁工业水平和综合施工能力,也能把焊接技术推进到一个新阶段。“鸟巢”工程在全面提升施工技术的同时,对质量管理能力也提出了挑战。而焊接质量是整个工程安全运营的根本保证,容不得丝毫的懈怠和马虎。因此,建立健全焊接质量管理体系,综合协调并不断消除影响焊接质量的各方面因素,保障质量管理体系有效运行,是“鸟巢”工程成功的关键。
如今,中国人在秉承了五千年的文化内涵的基础上,应用现代科技手段,进行了艰苦卓绝的技术攻关,克服了目前建筑钢结构难以想象的困难, 开展全面质量管理,集我国工程界智慧之大成,终于建成了“鸟巢”。在施工安装焊接的全过程中,我们没有依赖任何外国人,我们既有民族气节的骄傲,又有历经风雨见彩虹的快乐感和成就感。对此,我永远刻骨铭心。
记者:“鸟巢”钢结构设计新颖独特,属国内乃至国际设计建造领域的“孤品”之作。数万吨钢结构如何连接?能否达到设计标准和预期效果?能否满足奥运比赛使用要求和安全要求?对上述问题而言,现场施工过程的焊接质量将成为工程建造成败的“命门”。在此,请您就其焊接技术与质量简要谈一谈。
戴总:当我第一次看到“鸟巢”钢结构工程的图纸时,感到非常震惊。其钢结构工程具有十分强烈的吸引力和挑战性,特殊独到的重型钢构为高空大跨度马鞍型设计造型,不仅使结构变得十分复杂,而且带来难以控制的应力、应变状态,这是我一生见到最复杂的钢结构工程,也许还是空前绝后的工程。整个工程没有一颗螺丝钉和铆钉,100%全焊钢结构,所有构件作用力全都由焊缝承担。作为影响结构体系安全运营的焊接工序质量要求之高是显而易见的,对焊接质量的要求更是精益求精,可谓:“成也焊接、败也焊接”。于是,“鸟巢”钢结构焊接工程从开始到竣工都是在不断地攻克一个又一个难关,这一点同普通工程相比有很大区别。为此,“鸟巢”建设者不计个人得失,竭尽全力“攻关夺隘”,一步一个脚印,以科学严谨的态度、顽强拼搏的精神破解了各种难题,取得了最后胜利。对此, 我有极其深刻的体会。
对焊接工程而言,主要有以下七大难关:
1、Q460E-Z35钢材可焊性试验难关,包括同GS20Mn5V、Q345、Q345GJD 异种钢材的焊接。要破此难关,不仅需要勇气和胆识,更需要冷静科学的头脑和扎实的业务基本功。
2、组建焊工铁军难关。任何优秀的方案、良好的愿望,都要焊工去实现、去完成。而在当年,优秀的焊工人员数量“杯水车薪”,焊工队伍的组建成为“鸟巢”钢结构焊接工程看似简单而难度极高的第一关。
3、应力应变控制难关。由于结构过于复杂,造成“设计难、画图难、制作施工更难”的严峻局面,包括建筑钢结构焊接热裂纹、冷裂纹、层状撕裂的预防和处理,尤其是难度极大的柱脚的拼装,主、铺结构应力应变的控制,以及合拢和卸载的高标准严要求,应力应变成为了焊接工程的第二个拦路虎。
4、焊接工艺评定难关。“鸟巢”钢结构焊接工程涉及六大钢种、十九个规格,从8~110mm包含三种异种钢材的厚板焊工艺;其工艺评定不仅难度高,而且工作量相当大,要准确快速完成焊接工艺评定不是一件简单易行的事。
5、低温焊接难关。由于合拢温度的要求,“鸟巢”钢结构焊接必须经历一个冬天。于是,焊接中涉及到了焊接界最关心的低温焊接问题。钢结构低温焊接工艺标准在焊接界一直没有定论,均在两可之间,现行各国的技术标准都没有统一的说法,无经验可以照搬。因此,低温焊接工艺不仅要求在实践上有所建树,而且在标准和理论上应该有所突破,其难度显而易见。
6、大面积推广仰焊技术难关。“鸟巢”特殊结构决定了控制结构初始应力的难度。24榀门式钢架中有22榀贯通或基本贯通,最大跨度为259m左右, 如果不采用仰焊技术,控制焊接应力应变的对称施焊工艺不能应用,上下翼缘受热不均,必然带来收缩量的不一致。上下弦杆同时不均匀的变形,使本来就十分复杂的结构体系变得更加复杂。仰焊技术既有很大的难点,也具有很多优点。这些优点是建筑钢结构焊接工程最需要、最重要的技术指标所要求的。但是,这些至关重要的指标没有被人们认识或者没有完全认识,因此推广仰焊技术是另一难关。
7、合拢难关。在“鸟巢”建筑钢结构工程中首次提出“合拢”概念,丰富和发展了建筑钢结构焊接应用技术理论。无论是理论还是实践都证明,“合拢”肯定是一场攻坚战。
为了攻克上述难关,我们在焊接应用技术理论的指导下采用了十四项焊接技术,具体如下:1)Q460-Z35 钢焊接性试验研究新技术;2)大规模采用电加热预(后)热技术;3)厚板采用SMAW-GMAW-FCAW-G复合新工艺技术;4)大面积采用仰焊技术;5)GMAW、FCAW-G大流量防风技术;6)钢结构低温焊接技术;7)铸钢及其异种钢焊接技术;8)防止冷、热裂纹技术;9)层状撕裂防止和处理技术; 10)特殊焊缝处理技术;11)焊接机器人(FCAW-SS)焊接技术的应用;12)钢筋T型焊接接头压力埋弧焊新工艺;13)复杂钢结构应力应变控制技术;14)特殊钢结构合拢技术。
经过“鸟巢”建设者的艰苦努力, “鸟巢”钢结构焊接工程取得了十分优异的成绩,最终成为了当今焊接工程之典范和标杆。按设计要求几乎全部焊缝为全熔透一级焊缝,焊缝的总长超过了31万米。现场焊缝超过6万米(不含角焊缝),100%超声波探伤,一次合格率高达99.5%以上,质量指标之好为全国之最。其中,最典型的是三天三夜在高空焊完的400多条合拢焊缝,一次合格率为99.9%,成为工程焊接界中最辉煌的典范。据不完全统计,整个“鸟巢”所消耗的焊材达2100吨以上,同样也是国内之最。
可以自豪地说:“鸟巢”钢结构焊接质量在全国乃至全世界钢结构工程中都是最好的。我们成功地破解了“鸟巢”焊接难关,赢得了伟大的胜利。
记者:“鸟巢”如此多的钢结构全采用焊接连接,真正是焊接工程上的奇迹。据说,最近由您和中国冶金建筑研究总院副院长刘景凤女士一同编纂的《建筑钢结构焊接技术——“鸟巢”焊接工程实践》一书已于今年3 月份正式出版发行,为钢结构焊接工作者提供了很好的范本。这些钢结构焊接技术难题的解决,为今后钢结构焊接发展前景提供了丰富、宝贵的经验。在此,请您就该书作一简要的介绍。
戴总:我从事了多年焊接技术研究、施工、科技管理工作,并长期工作在第一线,也参加过很多国家重点工程的建设,因此积累了较为丰富的经验,对焊接应用技术有自己独到的见解,并有丰富的实例。所有这些,成为了完成此书的前提条件。最重要的是,我有幸加入到“鸟巢”钢结构焊接工程的建设行列,并负责钢结构焊接工程的技术工作。这让我既亲身感受到这个举世瞩目工程的艰辛和伟大,也拥有了得天独厚的条件和资源优势。其间,攻关的艰苦、成功的喜悦,焊接应用技术和理论上的突破和提高,更激发了我写作的热情。在同行及专家的帮助下,最终与中冶建研总院副院长刘景凤女士一起完成了这件非常有意义的事。
本书采用工程中大量的第一手资料,沿用国际标准通行的“案例教学”模式,以“鸟巢”钢结构焊接工程的成功案例、先进的施工技术和组织管理思想为主要线索,结合奥运工程、冶金工程以及其它典型工程的特例,从工艺上理顺建筑钢构制作安装的主要流程,以形成相对固定的模式,力求达到一定的水平,给读者一个全新理念及工程建设全过程的感受。
在书中,把整个工程工艺流程中所涉及的焊接技术理论进行了有序地整理,尽量把复杂的焊接技术理论简化,并结合实践经验进行深入浅出的分析和量化,让理论和实践经验紧密地结合在一起,形成为钢构制作安装工程服务的新的焊接应用技术。同时, 本书所涉及的技术及参数真实可靠,能起到工程手册的作用,具有较大的推广应用价值。我们的目的是使广大读者进一步了解和掌握焊接技术,对应用技术所涉及的应用问题“一看就懂、一用就会、融会贯通”,真正起到“举一反三”的作用,避免在今后的工作中不犯或少犯低级错误,从最根本、最基层的地方来推行焊接技术进步,从而保证工程质量,降低工程成本。
本书的主要读者包括从事建筑钢结构制作安装的工程技术人员、设计人员(含深化设计人员),工程技术管理人员、行政管理人员,项目经理, 监理工程师;也可以作为高级焊接技师、高级焊工、大专院校材料专业、焊接专业、机械制造专业的参考书籍;还可以作为建筑钢结构工程招、投标的参考资料以及编写《焊接工艺评定方案》、《焊接方案》的技术参考资料。
记者:应该说,《建筑钢结构焊接技术——“鸟巢”焊接工程实践》一书囊括了焊接在钢结构工程中实际应用范例,其中提到很多全新的观点和理论。而在钢结构焊接领域里,特别是在近年来,奥运项目如“鸟巢”工程具体施工中遇见了很多国内罕见的焊接技术及工艺方面的难题,很多参考书上都只有理论,没有实际应用案例。此书却恰恰弥补了这项空白,所以它具有非常重要的指导意义。在此, 也请您谈谈中国钢结构焊接技术未来的发展方向。
戴总:事实上,在我们编著的《建筑钢结构焊接技术——“鸟巢”焊接工程实践》一书中,对建筑钢结构焊接技术的发展趋势已经有了详尽地阐述。在此,我就此再简单地谈几点:
1、新钢种焊接性研究和适应新钢种焊接的新型焊接材料的研究应当是建筑钢结构行业相当长时间的重点和难点;2、为适应钢结构最新颖最夸张的设计,采用的厚板焊接技术;3、为提高焊接效率、降低焊接残余应力,采用小坡口焊接技术;4、机器人(自动焊)技术。围绕上述四点,阐述的派生焊接技术应当都是建筑钢结构行业要重视的技术发展趋势。总之,我国建筑钢结构焊接技术将顺应客观规律,实事求是地向前发展,不久的将来一定能赶上和超过世界先进水平。
记者:在奥运场馆建设项目中,采用了大量的国产焊接设备。这说明,我们中国民族工业整体水平在日益提高,但同时也暴露出设备质量、技术水平、工艺参数、企业整体管理水平等一系列的问题。请您谈谈中国焊接设备和技术工艺在鸟巢工程中有什么缺陷?
戴总:首先,感谢我国焊接设备生产厂家为奥运场馆建设提供了大量优质的设备。由于“鸟巢”推行的是全面质量管理体系,从而把质量控制环节推向了上游,于是焊接设备生产厂家也成为了“鸟巢”钢结构焊接工程质量控制的重要环节之一。
科技进步,离不开“工艺装备、人员素质、科技成果的开发与应用”三要素。因此,焊接设备也成为了焊接技术进步的最重要因素之一。近10年来,我国国产化焊接设备在质量和数量上都有很大的提高。但是,由于我国建筑钢结构工程已进入成熟期, 同时随着厚板、长焊缝、新钢种的大量出现,传统焊接设备面临着许多新的特殊技术和工艺的要求,导致了国产设备在细节上一时还不能完全适应。与进口设备相比较尚有一些缺陷和不足,如GMAW、FCAW-G大流量防风技术对流量计就有特殊的要求等。然而,在奥运场馆重点项目上,如“鸟巢”工程中钢结构焊接工程采用的全部是国产设备,国产化率达100%。这些设备不仅能够满足技术要求,而且有的设备还很有新意,如唐山松下、时代科技、山东奥太、深圳佳士科技等一些优秀厂家,特别是成都玛瑞的GMAW、SMAW两机合一的焊机就很有特色,比较适应建筑钢结构厚板组合焊接工艺。所以,我们国内的焊接设备厂家今后只要紧密结合工程,有针对性地研究一些可靠性高的设备,建筑钢结构工程中焊接设备的100%国产化率是完全可以达到的。如果要谈国产设备在“鸟巢”钢结构焊接工程中的优势和不足,具体有:1、价格相对较低,性价比较高;2、售后服务十分及时和优秀;3、国产设备还要向高参数、高附加值的方向发展;4、应在焊接机器人(自动焊)设备方面有所作为。以上阐述仅供大家参考,并欢迎共同探讨。
难忘的焊接场面
记者:熟悉您的人都说,您是一个聪慧、敏锐且做事实在,但又具有独立个性的人。在此,请简要谈谈你的人生经历?在您的人生经历中,让您最难忘的是什么?
戴总:从学生时代起,我就下决心要在技术上有所作为。1970年,大学毕业在攀技花参加工作之后,先后参加了武钢1700工程(70年代中期我国的第一个引进工程)、上海宝钢一/二/三期工程、苏钢、新钢等众多大型国家重点项目。这些年,伴随着我国冶金工业发展轨迹和规律,我跟随着单位,从长江源头到长江下游,始终奋战在科技战线的最前沿,这些经历也让我长了许许多多见识。与此同时,单位相继派我到武汉冶金科技大学、上海交通大学进行近一年半的脱产专业理论培训,远赴日本为宝钢一期工程作设备监造,到美国、德国、法国、卢森堡、比利时、荷兰等国家考察学习焊接技术。这些可遇而不可求的机会使我学到不少知识,积累了大量丰富的理论和实践经验,因此对焊接技术应用理论产生了一些独到的见解,所以在以往的工程实践中完成了不少项目,得到不少国家科技部奖, 成为了较早享受国务院政府特殊津贴的国家级专家。这一切不可否认,既有党和国家对我的培养,也有我个人努力的结果。更重要的一点是,我国钢铁发展历史长河让我有了学习实践的最好机会,并有幸接触了大型的重点工程,学到了最新、最先进的技术。这些既锻炼了我的胆略和创新意识,也磨炼了我坚强的意志和坚韧不拔的精神。如果没有这段让我难忘的过去, 肯定就没有今天的成就。我时刻铭记:是宝冶培养和造就了我,她将成为我人生中最宝贵的财富,让我享用终生!
当然,我人生中最难忘的事莫过于参加“鸟巢”建设。她给我留下了太多美好的回忆,也让我在即将退休之时又一次检验了自己的综合能力,为国家作出了一份贡献,让我终生难忘。
记者:跟随着您的回忆,我们再次认识了您。对于我们来说,这像是上了一堂生动的人生教育课,让我们受益匪浅。最后,请您谈谈对未来的展望和打算?
2007年8月8日奥运一周年倒计时夜景
戴总(充满期待和自信地说):2008年是上海世博会筹备年,全国的同行定将勇跃参与竞争,我也希望能为世博会建筑钢结构焊接工程出微薄之力。另外,杭州湾跨海大桥海中平台改造项目正在进行,我希望能在这个项目上再出科技成果。
目前,我想做的两件事:一是做学问、出成果,把我的点滴经验汇总成书;二是为我国现代化建设多培养一些专业性强、技能丰富的科技性人才,并希望身边的年轻人尽快成长,在今后工作中能够独挡一面。
后记:晶莹剔透的“鸟巢”在夜幕中显得更加璀璨夺目,由此构成的美丽夜景令人陶醉。作为奥运会的主场馆,“鸟巢”造型独特美观,已然成为了一座惊世骇俗的艺术品。随着2008年奥运会的临近,全国各地奥运场馆及城市配套设施的建设已相继竣工或接近尾声,这些大跨度、超高层钢结构的建设取得了世界瞩目的骄人业绩。在这里,《现代焊接》杂志和中国焊接资讯网的记者向奥运工程设计者和参与者衷心地道一声:你们辛苦了!谢谢你们!全国人民感谢你们!
记者:熟悉您的人都说,您是一个聪慧、敏锐且做事实在,但又具有独立个性的人。在此,请简要谈谈你的人生经历?在您的人生经历中,让您最难忘的是什么?
戴总:从学生时代起,我就下决心要在技术上有所作为。1970年,大学毕业在攀技花参加工作之后,先后参加了武钢1700工程(70年代中期我国的第一个引进工程)、上海宝钢一/二/三期工程、苏钢、新钢等众多大型国家重点项目。这些年,伴随着我国冶金工业发展轨迹和规律,我跟随着单位,从长江源头到长江下游,始终奋战在科技战线的最前沿,这些经历也让我长了许许多多见识。与此同时,单位相继派我到武汉冶金科技大学、上海交通大学进行近一年半的脱产专业理论培训,远赴日本为宝钢一期工程作设备监造,到美国、德国、法国、卢森堡、比利时、荷兰等国家考察学习焊接技术。这些可遇而不可求的机会使我学到不少知识,积累了大量丰富的理论和实践经验,因此对焊接技术应用理论产生了一些独到的见解,所以在以往的工程实践中完成了不少项目,得到不少国家科技部奖, 成为了较早享受国务院政府特殊津贴的国家级专家。这一切不可否认,既有党和国家对我的培养,也有我个人努力的结果。更重要的一点是,我国钢铁发展历史长河让我有了学习实践的最好机会,并有幸接触了大型的重点工程,学到了最新、最先进的技术。这些既锻炼了我的胆略和创新意识,也磨炼了我坚强的意志和坚韧不拔的精神。如果没有这段让我难忘的过去, 肯定就没有今天的成就。我时刻铭记:是宝冶培养和造就了我,她将成为我人生中最宝贵的财富,让我享用终生!
当然,我人生中最难忘的事莫过于参加“鸟巢”建设。她给我留下了太多美好的回忆,也让我在即将退休之时又一次检验了自己的综合能力,为国家作出了一份贡献,让我终生难忘。
记者:跟随着您的回忆,我们再次认识了您。对于我们来说,这像是上了一堂生动的人生教育课,让我们受益匪浅。最后,请您谈谈对未来的展望和打算?
戴总(充满期待和自信地说):2008年是上海世博会筹备年,全国的同行定将勇跃参与竞争,我也希望能为世博会建筑钢结构焊接工程出微薄之力。另外,杭州湾跨海大桥海中平台改造项目正在进行,我希望能在这个项目上再出科技成果。
目前,我想做的两件事:一是做学问、出成果,把我的点滴经验汇总成书;二是为我国现代化建设多培养一些专业性强、技能丰富的科技性人才,并希望身边的年轻人尽快成长,在今后工作中能够独挡一面。
后记:晶莹剔透的“鸟巢”在夜幕中显得更加璀璨夺目,由此构成的美丽夜景令人陶醉。作为奥运会的主场馆,“鸟巢”造型独特美观,已然成为了一座惊世骇俗的艺术品。随着2008年奥运会的临近,全国各地奥运场馆及城市配套设施的建设已相继竣工或接近尾声,这些大跨度、超高层钢结构的建设取得了世界瞩目的骄人业绩。在这里,《现代焊接》杂志和中国焊接资讯网的记者向奥运工程设计者和参与者衷心地道一声:你们辛苦了!谢谢你们!全国人民感谢你们!
戴为志
个人简历
戴为志先生,生于1947年,教授级高工,1970年毕业于重庆大学机械系,中国工程建设焊接协会理事,中国钢协焊接分会副理事长,享受国务院特殊津贴,现任长江精工钢构集团总工程师、焊接研究所所长。
