——访国家体育场“鸟巢”钢结构分部副总工程师兼专家顾问 戴为志先生

第29届奥运会主体育场是北京奥运场馆建设的一大亮点，可以说让全世界的建筑界为之瞩目。由瑞士建筑师设计的主体育场由于外形特征被大众俗称为“鸟巢”，整个体育场的空间既具有前所未有的独创性，又简洁典雅，成为一座独特的钢结构标志性建筑。

    为使广大读者全面了解“鸟巢”钢结构焊接工程所涉及的焊接技术及特点，以及采取哪些先进的施工技术和组织管理，确保了工程焊接质量？本刊记者专程在异地采访了“鸟巢”副总工程师兼专家顾问戴为志先生。采访中，我们一次次被戴总那种溶入骨子里的民族气节和不解的奥运情怀所感动，为“鸟巢”工程代表了当今建筑钢结构焊接技术的发展趋势而自豪，更为自己是一个焊接人而骄傲。建筑是凝固的历史，默默屹立却见证和亲历了无数焊接建设者们三年来充满激情与梦想、创造与建设、智慧与艰辛的日子，这段历史将永远镌刻在无数建设者的生命中。

    记者：作为焊接行业的资深专家，请您结合“鸟巢”钢结构焊接工程，谈一谈我国建筑钢结构焊接技术的特点和发展趋势？

    戴总：建筑钢结构具有自重轻、建设周期短、适应性强、外形丰富及维护方便等特点，其应用越来越广泛。从20世纪80年代以来，中国建筑钢结构得到了空前的发展，2005年，我国已成为世界上最大的产钢国和用钢国，年钢铁消耗量已突破3亿t，而其中钢结构的产量高达1.4亿t，包括了能源、交通及基础设施建设等的钢结构产业已成为国民经济建设的支柱。

    建国以来，我国钢结构经历了困难期、低潮期、发展期和成熟期四个阶段。以前国家政策是少用钢，尽量不用钢。现在我们国家是钢铁大国，并且在10年前钢结构就已经大量使用了。目前，我国的钢结构进入了成熟期，最主要标志就是国家体育场“鸟巢” 钢结构焊接工程的顺利竣工，这说明我们国家在材料、设计、施工的水平都已经进入成熟期。尤其是焊接技术，与国际水平已大大缩短了差距。

    “鸟巢”110mm厚，750t的用钢规模，这在全世界也是第一次。从这一点讲，这项世纪工程的顺利建成，极大地推动了我国的施工技术和钢铁产业的飞速发展，标志着我国的焊接施工技术和钢铁产业已进入世界先进行列。与此同时，一大批设计新颖、用料考究的钢结构工程也应运而生，使我国钢结构产业出现了欣欣向荣、蓬勃发展的大好局面。

    至于钢结构焊接工程未来的发展，我认为，步入成熟期的我国建筑钢结构，焊接技术必定会向多元化的方向发展。这次“鸟巢”工程采用的14项焊接技术都有可能成为某一时期、某一工程，或者是某一阶段的技术中心。由于各制作和施工单位情况各有不同，因此带来的技术发展方向也不相同。但是提高工程质量、降低工程成本，提升价值工程和合理的性价比，确保安全和工期进度，肯定是我国焊接界的共同追求。

    记者： “鸟巢”的钢结构焊接施工特点是什么？都采用了哪些焊接检验方法，来确保工程的焊接质量？

    戴总：“鸟巢”施工具有如下特点：焊接工作量大，超过5万t；交货工期短，要求2006年11月全部完工；结构尺寸大，焊接变形难以控制；技术要求和验收规范高。针对以上特点，在如何保证焊接质量，提高焊接效率，以确保工程按期完成等方面提出了很高的要求。

    我当时是“鸟巢”工程的副总工程师兼专家顾问，主要分管焊接质量和检验。焊接质量控制：要求超强钢（Q460E-Z35）在焊接完成48h后，要进行无损检测；其他的一般钢材在24h后进行无损探伤，来检测是否有焊接裂纹或者其他缺陷。我们要求厚板的焊接合格率达到100%，严格杜绝返工，因为返工所用的时间和成本是正常焊接的3倍以上。

    记得“鸟巢”钢结构工程最后合拢的时候我在现场，那是非常感人的一幕。因为那段时间，所有焊工像部队的军人一样，都带有一种神圣的使命感，自发地忘我工作。合拢那天是在深夜70m的高空中进行焊接作业，为确保合拢圆满成功分三次进行，共调集了100多名高级焊工和100多台焊机，三天三夜连续作业，工人全部生活在“鸟巢”现场。当合拢成功的那一刻，我们内心的喜悦和自豪难以抑制，中央电视台也为此做了详细报道。
 
    焊接检验基本上采用的是无损探伤方法，即超声波探伤。“鸟巢”的焊接要求是相当高的，对于没达到合格的焊缝要全部返工，一遍不行就两遍，两遍不行就三遍，“鸟巢”的焊接质量必须是100%的一级。

    在拼装的时候有这样一件事，有个焊缝是难度较大的仰焊，焊工焊了两次，还是检验不合格。最终，发现是焊接方法不正确，最后找了两个体力好的工人晚上加班改用正确的焊接方法，才没有耽误工程进度。所以，在焊接时一定要选用正确的焊接方法，否则就是有劳无功。

    记者：“鸟巢”钢结构焊接工作量之大，是非常罕见的，对焊工技术水平也是严峻的考验。请您谈一下当时是如何解决“奥运工程软肋——焊工人才匮乏”问题的？

    戴总：的确，“鸟巢”全焊钢结构可称世界之最，对焊工技术水平也是大考验 。当“鸟巢”工程即将开始的时候，焊工人才匮乏果然成为“鸟巢”工程的第一难题。“鸟巢”工程的超强钢、厚板、全位置焊接（重点是仰焊）和100%UT-BI的要求，当时吓退了不少焊接高手。然而，正是这具有挑战性的工作也吸引了不少优秀的焊工参加到这个具有历史意义的工程中来。我们招聘焊工时，凡是持有冶金、化工、造船、电力、压力容器这五大行业相关证件的焊工，还要必须经过严格考试，以确定出焊工的实际操作水平，考试合格的焊工可以参加“鸟巢”的焊接工作。

    可是，由于焊接工程量太大，合格焊工人数仍然是“杯水车薪”，远远不能满足工程需求。在工期如此紧迫的情况下，怎么办？“自古华山一条路”那就是自己培训焊工。事实上，因为我国的焊工市场没有形成，焊工水平参差不齐，假如自己培训的焊工水平不能达到预期目标，希望的局面不能如期而至，个人荣辱事小，影响“鸟巢”工程进度事大。但工程工期的压力、以及来自外界的压力，促使我们更加坚定、更加努力。我们深知：2008举奥运圣火，圆和平梦想，是全世界瞩目的大事，我们正在做一件前人想做而没有做成、看似平凡但难度极高的事，于是更加认真，不敢有丝毫的懈怠。

    当时，焊工“验证”和选拔的工作量相当大。据不完全统计：“验证”焊工911名，录取832名（含工厂焊工），从中挑选265人强化培训，这个工作量恐怕全国的建筑钢结构焊接工程绝无仅有！在中冶集团建研总院焊接研究所、首钢焊工培训中心的全力协助下，所有参加强化培训的焊工实行半军事化的严格训练，一支焊接铁军悄然而成。200名焊接高手（A证）成为了“鸟巢”钢结构焊接工程的弄潮儿，加上现场“验证”考试合格的近300名焊工（B证），这支由近500名焊工组成浩浩荡荡的正规铁军，在“鸟巢”现场忠实地执行全面质量管理的各项规定，他们在特殊的焊接岗位上克服一个又一个困难，最终取得了胜利：首战13号柱脚，连续奋战64h，耗费近6t焊材，厚板焊（含厚板仰焊）一次合格率高达100%。  
 
    首战告捷，充分显示了整个军团的实力无坚不摧。此战，为“鸟巢”工程开了一个好头，破除了“神话”、坚定了焊工必胜的信心，同时彻底解决了“奥运工程软肋——焊工人才匮乏问题”。

    俗话说，良好的开端是成功的一半，事实果真如此，随后的“鸟巢”钢结构焊接工程一路过关斩将，捷报频传，整个工程的焊缝一次合格率高达99.7%，令人信服地成为建筑钢结构焊接工程之典范。

    记者：“鸟巢”钢结构焊接工程都采用了哪些焊接方法？国产焊接设备和焊接材料的应用情况如何？
    戴总：“鸟巢”工程中采用了以下几种焊接方法：
    （1）SMAW（焊条电弧焊），主要用于钢结构制作中辅助焊缝的焊接。
    （2）SAW（埋弧焊），主要用于钢结构制作中主焊缝的焊接工作。
    （3）GMAW（CO2实芯焊丝气体保护焊），主要用于现场安装工程、制作工程的主、次焊缝的焊接。
    （4）FCAW-G（CO2药芯焊丝气体保护焊），主要用于现场安装工程及制作工程主、次焊缝的焊接。
    （5）电渣焊（ESW），主要用于BOX构件筋板的焊接。
    （6）栓钉焊（SW、SW-P），主要用于钢构件的栓焊和楼层板的穿透焊。

    在现场的安装工程中主要采用的焊接技术共有14项，从柱脚锚梁板埋设件焊接开始到主、次桁架合拢，基本代表了现代复杂建筑钢结构采用的焊接技术。

    在“鸟巢”工程焊接中，我们主要应用了三种焊接方法：焊条电弧焊，这是国际通行的焊接方法；实芯CO2半自动焊、药芯焊丝CO2气体保护焊。另外，在拼装中我们还采用了埋弧焊。焊机也是经过严格试验选用的，最后选用了唐山松下、北京时代、成都马瑞、斯达特的焊机；焊条则选用了四川大西洋、锦泰的实芯焊丝等。

    当时有的外国人认为中国人没有能力干好“鸟巢”工程。事实上在国内我们的思想也是不统一的，当时还请了外国专家团来指导我们的施工。由于外国专家也缺乏经验，无法指导“鸟巢”的焊接，最后还是我们中国人自己将“鸟巢”建好了，并且钢材、焊机、焊材及焊接技术方案都是国产的。为此，“鸟巢”工程的如期竣工，对我们来说绝对是一件值得自豪和骄傲的事情。

    记者：国产GDC-1型焊接机器人用于“鸟巢”钢结构的焊接施工情况如何？具有哪些十分重要的意义？
    戴总：钢结构的焊接（自动焊技术）向机器人自动化方面发展是一个大的趋势，各个国家都是如此，特别是美国和日本。目前，我国正在搞粗丝焊接方面的课题。像钢结构的厚长钢板焊接就需要大量的填充金属，采用粗丝焊，可以省时省工、提高工效，所以在这方面要加大焊接机器人的研发力度，当然这需要很长的一段时间。

    这次国产GDC－1型焊接机器人，成功用于奥运“鸟巢”工程9号柱的横焊和16号柱的立焊及仰焊上，表明其能够完成平、横、立、仰等位置的焊接施工，因此可以在建筑行业现场施工中加以推广应用。

    将国产GDC－1型焊接机器人应用于 “鸟巢” 工程，具有十分重要的意义：不仅可以实现焊接生产自动化，大幅度提高焊接质量和效率，缩短焊接施工周期，而且可以提高整个奥运“鸟巢工程”的施工技术水平和科技含量。

    从长远的观点来看，立足国内，就地取材，选用我国自行研制开发的国产焊接机器人进行钢结构焊接施工，不仅能提高我国焊接生产技术水平，摆脱焊接机器人长期依赖进口的现状，而且对建筑施工技术的发展以及焊接装备的国产化都具有积极而深远的意义。

    记者：建筑是凝固的音乐，无声流淌却感动人的心灵；请您谈谈为了心中的那份责任——做好中国人自己的“鸟巢”的切身感受。

    戴总：有专家评价：国家体育场“鸟巢”钢结构焊接工程为我国建筑钢结构工程树立了榜样，形成了“鸟巢”文化。我认为这种评价是中肯的，是很有道理的。纵观“鸟巢”钢结构工程的全过程，无论在管理和具体技术上都有很好的建树，并都有一定的突破。实际上，在国家体育馆、央视新台址、广州电视塔、杭州国际会展中心等的钢结构焊接工程中多少都采用了“鸟巢”的成功作法。

    作为一名“鸟巢”工程的建设者，我对工程全过程的了解比常人更多：亲眼目睹了我国的钢铁事业在为“鸟巢”做出贡献的同时自身也得到长足发展的事实；亲自感受到我国的焊接施工技术不断提高的事实；亲身经历和感受到我国焊工队伍的日益正规和强大的全过程。所有这一切，充分印证了 “鸟巢”钢结构焊接工程形成的“鸟巢”文化，以及给中国钢铁企业、工程界所带来的巨大实惠！

    我们可自信的预言：作为北京标志性建筑的“鸟巢”工程，将会比法国巴黎埃菲尔铁塔更风光、更亮丽夺目！

    2008年奥运圣火的激情传递，承载着世人对绿色与和平的期盼，而“鸟巢”这一独特的标志性建筑，将永远镌刻着焊接建设者们的激情与梦想！

    采访后记：

    夜幕降临，采访进入尾声，望着虽然当天到达会议旅途疲惫但精神矍铄的戴总，我意犹未尽地问到奥运工程后还有那些想法，戴总说：“举世瞩目的国家体育场鸟巢钢结构焊接工程虽然取得很大的成功，但也留下了一点遗憾。工程不是科研，工程讲究在保证结构体系安全运营的前提下，提高工效、降低成本，因此有的工作没有来得及进行和开展：比如，特殊焊缝间隙的深入研究、焊接残余应力对钢结构体系初始应力的影响，以及厚板焊接的理论分析等项目都没有来得及进行，或者没有全部完成。

    这些都将成为今后我国建筑钢结构行业新的研究课题。我们坚信，中国的建筑钢结构焊接技术，将会在“鸟巢”这一典范工程的基础上，百尺竿头,更进一步”