关键词:厚板 焊接 控制
引言:厚板的高强度构造焊接过程需要解决的最主要的问题就是预防焊接之后裂纹出现，同时需要保证焊缝区域强度得到满足，还需要提高焊缝及其焊接热作用区的韧度，让它符合相关要求。
一、工程整体概述
中钢天津响螺湾地下室项目位于天津市滨海新区中心商务区响螺湾东北角，西临滨河路，南靠滨河南路，占地面积为2.67万平方米。这个建筑主要形状为六边形，是一个把“中国窗”作为主题元素，拥有蜂巢似的建筑外形，造型独特，是世界建筑历史上面的一个非常大胆的尝试和创新，项目集酒店、写字楼、会展中心、酒店式公寓及高端商业于一体，未来将会成为中国钢材企业在华北方面的运行中心，运输中心，科研中心。
二、工程钢结构概述
本项目钢结构地下总的用钢量为7300吨，主要是分散在一塔楼，二塔楼和裙楼。钢结构主要为砼内置型钢，主要由异形组合柱、箱形柱、十字柱、H型柱、圆管柱、剪力墙钢板及钢梁组成，二楼外边框主要是使用的是用内灌混凝土构造，其他的使用的是劲性构造。项目钢结构钢的材质主要是Q345,Q420C和Q420GJC三种，钢结构最大的壁厚度为150毫米，单件最大的重量大概是70吨。
三、焊接工艺
3.1焊接的总体思路
对于那些很长而且很直并且很适合平区域焊接的焊缝，应该优先使用气保焊，之后使用埋弧焊实行填补，平面焊接作用，对于下面状况使用二氧化碳等气体保护焊。节点很复杂，实施焊接工作的地方非常小，焊接应用难度非常大的部分。构件加劲板等部位，优先应用实心的焊丝气保焊，之后在进行填补，应用药芯气体保护焊实行焊接。对于那些箱型内隔板，箱型柱封闭之后不能够实施焊接的焊缝，使用电渣焊装备实行焊接。
3.2焊接用料
（1）Q35钢材的焊接使用的是E50形式的焊条，焊条应该要符合国家规定，即《低合金钢焊条》GB或者是T5118的规定。Q420钢材的焊接使用应该是E55形式的焊条，焊条应该需要符合国家准则《非合金钢及细晶粒焊条》GB或者是T5117-2012和《热强钢焊条》GB或者破是T5118-2012的标准。
（2）自动焊或半自动焊的焊丝和焊剂应与母材相匹配，焊剂应该需要符合《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》和《低合金钢埋弧焊用焊剂》，焊丝应该需要符合现在标准《熔化焊用钢丝》或者是《气体保护焊用钢丝》的规定。当不一样强度的钢材焊接的时候，焊接用料的强度应按照强度高低实行钢材的选用。
3.3焊接方法和接头形式
为了能够保证焊接工艺评定试验可以全面覆盖工程钢结构焊接内容，需要对于焊接种类实行总结性探析。针对不一样的材质和板子厚度，使用不一样的焊接办法，工厂实际制作的时候不一样焊缝使用不一样的焊接位置及其接头形式。本次工程主要使用的钢材质量为Q345和Q420，钢材板的主要是厚度大概是16到150毫米，它的实行焊接办法大概是电弧焊，二氧化碳保护焊，埋弧自动焊等等，焊接方位和焊接接头形式主要是有以下几个。
(1)电弧焊，对接、定位焊、角接，平焊，横焊，立焊。
(2)二氧化碳保护焊，对接、定位焊、角接，平焊，横焊，立焊。
(3)埋弧自动焊，对接，角接，T型，平焊。
(4)电渣焊，T型，立焊。
四、焊接工艺评定
4.1焊接工艺评定
构件在进行加工制作以前，对首次据本工程钢结构的设计节点形式、钢材类型、规格、采用的焊接方法、焊接位置等，制定焊接工艺评定方案，模拟相对应的焊接工艺评定计划书，并且根据计划书要求对于焊工实行焊接工艺试验进行焊接。之后应该由具有与之相应的质量检查部门进行检查试验，并且还需要根据焊接工艺评定报告。焊接工程师需要根据焊接工艺评定报告拟定与之相对应的焊接工艺规定，用于本项目的实际加工制作。
4.2焊接工艺规程应该包括下面几个内容
焊接办法，钢材级别，厚度及其使用范围，焊接接头形式，焊接位置，焊接顺序，焊接层道布置，焊接装备，焊材，焊接温度，消除应力措施，试验结果等。
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4.3焊接工艺技术要求
焊接工作实施以前，需要依据本工程的焊接工艺评选结果，制定专门的焊接工艺规程，用来指导焊接施工。焊接施工工艺的规程应该详细的反应在使用的每一种焊接办法，焊接区域，焊接参数，预热范围和温度，焊接长度，每一层之间的温度监管，消除应力的措施等每一项必须要素。
五、焊接过程控制
5.1焊接过程质量控制
（1）定位焊缝因位于坡口或接头焊缝底部且成为低层焊缝的一部分，其焊接质量对整体焊缝质量有直接影响,尤其是厚板施焊过程中最容易出现问题。解决的措施是厚板在定位焊时提高预热温度，加大定位焊缝长度和焊脚尺寸。
（2）不应在焊缝区域外的母材上引弧和熄弧，母材的电弧擦伤应打磨光滑。
（3）不同材质、不同厚度的构件在焊接前应按照规范要求进行预热，防治根部裂纹的产生。
（4）在厚板焊接时应坚持多层多道焊的原则，严禁大幅度摆动焊接。多层多道焊上一层次对下一层次进行了有效的热处理，改变了焊接接头的应力应变分布状态，提高了焊接接头的综合性能指标。
（5）焊接过程中应边施工边检查，及时发现问题，及时解决。例如：焊机是否运行正常、焊接裂纹、夹杂等。
（6）厚板焊接后，应立即将焊缝及两侧各100mm范围内的母材进行加热，加热时采用远红外线加热板进行，加热温度到250～350℃，然后用石棉进行覆盖进行保温，保温2～6h后空冷。层间温度控制在150℃～200℃之间，严禁过热，每个焊接接头尽量一次焊完，至少保证板厚的1/3以上，同时做好后热保温措施。
5.2预热及保温要求
（1）焊前预热。当环境温度低于0℃时，必须根据规范要求对构件进行预热，预热区在焊缝两侧，其宽度各为焊件厚度的1.5倍以上，且不应小于100mm，预热测温点在加热侧的背面，距离焊缝约75mm处。
（2）焊后保温。对于板厚≥40mm 的对接接头焊后立即进行后热处理，后热处理采用电加热，加热温度应达到250～300℃，保温时间为1.5～2.0 min/mm，且≥1h，然后缓冷至常温。
5.3焊接变形控制
（1）在进行构件或组合构件的装配和部件间连接时，以及将部件焊接到构件上时，采用的工艺和顺序应使最终构件的变形和收缩最小。
（2）根据构件上焊缝的布置，可按下列要求采用合理的焊接顺序控制变形：
① 对接接头、T形接头和十字接头，在工件放置条件允许或易于翻转的情况下，宜双面对称焊接；有对称截面的构件，宜对称于构件中性轴焊接；有对称连接杆件的节点，宜对称于节点轴线同时对称焊接；
② 非对称双面坡口焊缝，宜先焊深坡口侧、然后焊满浅坡口侧、最后完成深坡口侧焊缝，特厚板宜增加轮流对称焊接的循环次数；
③ 对长焊缝宜采用分段退焊法或与多人对称焊接法同时运用；
④ 宜采用跳焊法，避免工件局部热量集中。
（3）构件装配焊接时，应先焊预计有较大收缩量的接头，后焊预计收缩量较小的接头，接头应在尽可能小的拘束状态下焊接。
（4）对于预计有较大收缩或角变形的接头，可通过计算预估焊接收缩和角变形量的数值，在正式焊接前采用预留焊接收缩裕量或预置反变形方法控制收缩和变形。
结束语:为了能够更好的减少焊接的时候产生变形和焊接剩余应力，厚板焊接的研究一直都当成工程实施的重点和难点。所以本篇文章主要是对于焊接工艺，焊接用料和焊接办法进行了探析。
参考文献
[1]牛春元.H型钢焊接变形控制分析[J].建材与装饰,2019(19):200-201.
[2]吴兴国.钢结构工程焊接质量控制要点分析[J].山东工业技术,2019(17):99.
[3]李建强.探究机械焊接质量的控制措施[J].装备维修技术,2019(02):22.
论文作者:万诚
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年5卷12期
论文发表时间:2019/11/18
标签：厚板论文; 构件论文; 焊接工艺论文; 焊条论文; 钢结构论文; 钢材论文; 对称论文; 《工程管理前沿》2019年5卷12期论文;