文档介绍：作者钢结构厚板焊接
作者:河北金环钢结构工程有限公司安建文来源:MM现代制造从20世纪80年代以来,中国建筑钢结构得到了空前的发展,建筑钢结构在国民经济建设中占有非常重要的地位。钢结构由于自身的诸多优点,包括自重轻、建设周期短、适应性强、造型美观、维护方便等,其应用越来越广泛。钢结构的发展与钢产量紧密相关。我国已经成为世界产钢大国,,,能源、交通、冶金、机械、化工、电力、建筑及基础设施建设等领域的钢结构产业已成为国民经济建设的支柱。我国轻钢钢结构、空间钢结构、高层钢结构、桥梁钢结构和住宅钢结构等工业与民用建筑,如雨后春笋般涌现,遍布全国。
与此同时,建筑钢结构中厚钢板得到越来越大量的使用,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(ASTMA913Gr60),国家体育场(鸟巢)工程用钢最大板厚达110mm(Q460E-Z35),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。
厚板焊接
厚板、超厚板焊接时填充焊材熔敷金属量大,焊接时间长,热输入总量高,构件施焊时焊缝拘束度高、焊接残余应力大,焊后应力和变形大。焊接施焊过程中,易产生热裂纹与冷裂纹。
厚板在焊接前,钢板的板温较低,在开始焊时,电弧的温度高达
1250~1300℃,厚板在板温冷热骤变的情况下,温度分布不均匀,使得焊缝热影响区容易产生淬硬——马氏体组织,焊缝金属变脆,产生冷裂纹的倾向增大,为避免此类情况发生,厚板焊前必须进行加热。
在实际生产制造过程中,应对焊接过程进行控制,以防止焊接裂纹的产生。
1. 定位焊:定位焊是厚板施工过程中最容易出现问题的部位。由于厚板在定位焊时,定位焊处的温度被周围的“冷却介质”很快冷却,造成局部过大的应力集中,引起裂纹的产生,对材质造成损坏。解决的措施是厚板在定位焊时,提高预加热温度,加大定位焊缝长度和焊脚尺寸。
2. 多层多道焊:在厚板焊接过程中,坚持的一个重要的工艺原则是多层多道焊,严禁摆宽道。这是因为厚板焊缝的坡口较大,单道焊缝无法填满截面内的坡口,摆宽道焊接造成的结果是,母材对焊缝拘束应力大,焊缝强度相对较弱,容易引起焊缝开裂或延迟裂纹的发生。而多层多道焊有利的一面是:前一道焊缝对后一道焊缝来说是一个“预热”的过程;后一道焊缝对前一道焊缝相当于一个“后热处理”的过程,有效地改善了焊接过程中应力分布状态,利于保证焊接质量。
3. 焊接过程中的检查:厚板焊接不同于中薄板,需要几个小时乃至几十小时才能施焊完成一个构件,因此加强对焊接过程的中间检查,显得尤为重要,便于及时发现问题,中间检查不能使施工停止,而是边施工、边检查。如在清渣过程中,认真检查是否有裂纹发生。及时发现,及时处理。
4. 厚板对接焊后,应立即将焊缝及其两侧各100~150mm范围内的局部母材进行加热,加热时采用红外线电加热板进行。加热温度到250~350℃后用石棉铺
盖进行保温,保温2~6h后空冷。这样的后热处理可使因焊前清洁工作不当或焊剂烘焙不当而渗入熔池的扩散氢迅速逸出,防止焊缝及热影响区内出现氢致裂纹。
厚钢的超声波检测应在焊后48h或更长时间进行。如进度允许,也可在构件出厂前再次进行检测,确保构件合格,以免延迟裂纹对工件的