建筑工程中钢结构焊接技术要点探析论文_叶启红

建筑工程中钢结构焊接技术要点探析论文_叶启红

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摘要:在建筑工程施工中,焊接是钢结构主要连接方法,焊接施工工艺在建筑工程中发挥着重要的作用。本文主要对焊接技术进行了分析。以供参考。

关键词:钢结构;焊接施工;工艺

前言

焊接技术作为主要的钢结构连接技术,在我国的建筑钢结构建设过程中发挥着不可替代的作用。根据相关的资料显示,在建筑领域一半以上的钢结构在使用前都需要进行必要的焊接处理加工,由此可见,为了实现钢结构技术在建筑领域的快速发展,以及钢结构在建筑方面的质量保证,不断提高钢结构的焊接水平就显得尤为重要。

一、焊接技术要求及材料选择

一般的焊接技术要求主要有:选择焊接方法;选择焊条;焊缝布置;焊接工艺上的特殊要求;检验方面的要求;水压试验要求;气密性试验以及后处理要求等。焊接过程中的各种填充金属及为了提高焊接质量而附加的保护物质统称为焊接材料。主要包括焊条、焊丝、焊剂、保护气体和钎剂、钎料等。选择焊接材料时,一般应按焊缝和母材等强度原则来选择,其次还应考虑工艺因素及各种焊接方法的冶金特点对接头性能的影响。焊接材料标准或产品样本上所列性能都是焊材熔敷金属性能,而焊接接头性能取决于焊缝和焊接工艺,目前没有任一焊接材料在焊接过程中可以作用于焊接接头中的热影响区而改变它的性能,从选用焊接材料来说只能考虑焊缝性能,为保证焊接接头性能还需焊接工艺配合。

二、钢结构焊接施工注意事项

采用垂直外特性的电源,直流时采用正极性(焊丝接负极),一般适合于6mm以下薄板的焊接,具有焊缝成型美观,焊接变形量小的特点,保护气体为氩气,纯度为99.99%。当焊接电流为50-150A时,氩气流量为8-10L/min,当电流为150-250A时,氩气流量为12-15L/min,钨极从气体喷嘴突出的长度,以4-5mm为佳,,在角焊等遮蔽性差的地方是2-3mm,在开槽深的地方是5-6mm,喷嘴至工作的距离一般不超过15mm,为防止焊接气孔之出现,焊接部位如有铁锈、油污等务必清理干净,焊接电弧长度,焊接普通钢时,以2-4mm为佳,而焊接不锈钢时,以1-3mm为佳,过长则保护效果不好,对接打底时,为防止底层焊道的背面被氧化,背面也需要实施气体保护,为使氩气很好地保护焊接熔池,和便于施焊操作,钨极中心线与焊接处工件一般应保持80-85°角,填充焊丝与工件表面夹角应尽可能地小,一般为10°左右,防风与换气,有风的地方,务请采取挡网的措施,而在室内则应采取适当的换气措施。

三、钢结构焊接施工的技术要点

1.高强钢焊接技术

焊材的选择:①强匹配。强节点弱杆件:焊接材料熔敷金属的强度、塑性、冲击韧性高于母材标准规定的最低值。焊接接头(焊缝及热影响区)各项性能全面要求达到母材标准规定的最低值。②兼顾焊缝塑性。厚板焊接时按厚度效应后的强度选配焊材,节点拘束度大时可在1/4板厚以下配用低强焊材。③满足冲击韧性要求。必需重点选择焊材的韧性,使焊缝及热影响区韧性达到钢材的规范要求。高强钢焊接性评价方法:①碳当量计算评定法。②热影响区最高硬度试验评定法。③插销试验临界断裂应力评定法。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆最低预热温度确定方法:①裂纹试验控制。根据斜Y坡口试样抗裂试验确定最低预热温度。②硬度控制。根据一定碳当量的钢材,其不同板厚T形接头角焊缝热影响区硬度达到350HV对应的冷却速度(540℃时)查表定焊接线能量。③根据裂纹敏感指数、板厚范围、拘束度等级、熔敷金属扩散氢含量确定最低预热温度。

焊接质量控制:①控制热输入与冷却速度。控制焊接电流、电压、焊接速度以及熔敷金属800℃~500℃区间的冷却时间。②控制焊缝中碳/硫/磷/氮/氢/氧的质量百分比。选用优质碱性低氢焊材,采用良好的操作手法充分维护熔池金属(短弧、限制摆动、倾角稳定)。对于高强钢的焊接,应根据钢材自身的强化机理和供货状态,综合考虑其性能要求,合理选择焊接材料和试验方法对其焊接性做出评价,制定合理的焊接工艺,以指导实际焊接生产。对该钢种的焊接应主要考虑采取措施以降低其冷裂倾向。焊接时应严格控制层间温度和焊接线能量,防止接头出现弱化现象。

2.低温焊接施工工艺

焊材的选择,低温环境中,应尽量选择低氢或超低氢焊材,对焊材严格执行烘焙和保温措施。焊前防护,焊接作业区域搭防护棚,使焊接区域形成相对封闭的空间,减少热量的损失,若无条件搭设防护棚,应该采取其他有效措施对焊接区域进行防护;气体保护焊时,焊接气瓶也应采取相应措施进行保温。

焊接质量控制:①预热与层间温度。低温环境下的预热温度应稍高于常温下的焊接预热温度,加热区域为构件焊接区各方向大于或等于二倍钢板厚度且不小于100mm范围内的母材,焊接层间温度不低于预热温度或标准(JGJ812002规定的最低温度20℃两者取高值)。②加大定位焊时的热输入。适当加大定位焊的热输入,增大焊缝截面和长度,并采用与正式焊接相同的预热条件,不在坡口以外的母材上打弧,熄弧时弧坑一定要填满,可以有效减少由于定位焊接引起的收缩裂纹。③采用合理的焊接方法。尽量使用摆幅,多层多道焊,严格控制层间温度。④焊接后热及保温。焊接后及时对焊接接头进行后热保温处理,利于扩散氢气的逸出,防止因冷速过快而引起的冷裂纹,同时适当的后热温度还可以适当降低预热温度。

3.厚钢板焊接技术

建筑钢结构中厚钢板得到大量的使用,如北京新保利大厦工程使用的轧制H型钢翼板厚度达到125mm,国家体育场(鸟巢)工程用钢最大板厚达110mm,大量钢结构工程采用厚钢板,促进了厚钢板焊接技术的发展,同时也丰富了建筑用钢的范围。厚钢板焊接的关键是防止由于焊接而产生的裂纹和减少变形,应主要考虑:选用合理的坡口形式。如尽量选用双U或X坡口,如果只能单面焊接,应在保证焊透的前提下,采用小角度、窄间隙坡口,以减小焊接收缩量、提高工作效率、降低焊接剩余应力。合理的预热和层间温度。

四、结语

随着社会的进步和科学技术不断创新,建筑钢结构焊接方面的的工艺以及技术也在不断的更新和完善,近些年新的焊接技术不断的被创造和使用到工程施工中去,不仅为建筑钢结构焊接施工带来了更加简单快捷的方法,而且实现了钢结构技术在建筑领域的快速发展,以及钢结构在建筑方面的质量保证,钢结构的焊接水平提高起到了至关重要的作用。

参考文献

[1]谭晓明.浅谈钢结构焊接安装施工工艺.中华民居,2010(11).

[2]李保川。建筑钢结构施工技术及质量控制[J]。科技创新导报,2011(9).

论文作者:叶启红

论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期

论文发表时间:2019/9/11

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