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摘要:本文敘述了鋼結構焊接的控制措施,包括人員、資格、控制、材料控制、機械設備控制、焊接方法、環境控制;以及焊接應力產生,應力的預防控制措施。在以后的施工過程中不斷的加強過程質量控制,不斷地學習,施工技術標準規范和設計技術規范增加新的內容,并從鋼結構焊接設計參數、材料力學設計、金屬加工等方向作了更詳細的了解和學習,必須將提高鋼結構焊接水平。論文發表:《焊接技術》雜志是由天津市焊接研究所與中國工程建設焊接協會(負責全國14個部委的國家重點工程建設項目)聯合主辦,國內外公開發行的介紹焊接設備、工藝、材料等內容的專業期刊。雜志具有實用性強、信息量入、知識面廣的主要特點,重點報道現場施工中的先進經驗;科研與生產中的新技術、新成果;國內外新設備、新工藝、新材料。本著全方位為焊接行業服務的原則,在欄目安排上,既有著名專家學者對行業發展有指導意義的高水平學術論文:又有來自工程建設第一線的焊接工作者的具體工藝實踐和生產經驗;既反映國內外焊接行業發展的現狀,又體現對焊接行業未來的展望。在焊接界,不論是科技工作者還是焊接工人都可以從《焊接技術》中吸取技術營養,全面了解行業動態及新產品、新技術、新成果的信息。
Abstract: this paper describes the steel structure welding control measures, including personnel, qualification, control, material control, mechanical equipment control, welding method, environment control; And the welding stress produced, the stress of the prevention and control measures. In the later in the construction process of constantly strengthen the process of quality control, constantly learning, construction technology standards and design specification add new content, and from the steel structure design parameters, welding material mechanics, metal processing design trend the more detailed understanding and learning, must will improve steel structure welding level.
在建筑工程,鋼結構工程是建筑工程重要的組成部分,焊接應用十分廣泛,焊接具有連接性能好,省工省料,成本低,可簡化工藝等優點;同時也存在一些不足之處,如結構不可拆,更換不方便,焊接應力,焊縫缺陷,容易產生焊接變形,鋼結構生產中應特別注意,以下幾點:
一、 焊工
(1) 焊工按規范進行培訓,考核合同。
(2) 特種作業上崗證許可施焊項目范圍應符合,準備施焊項目。
(3) 焊工身體健康,無生理缺陷,并年滿18周歲。
(4) 焊接作業前進行焊接技術交底,而且有針對性。
(5) 操作技能熟練,有豐富經驗、工作認真。負責任。
二、 焊接設備
(1) 按生產電流種類不同,選擇弧焊變壓器(交流)和弧焊整流器(直流)。
(2) 選擇滿足焊接要求的足夠大的輸出電流的焊接設備。
(3) 控制焊機次極焊把線長度,盤圈、斷股。
(4) 保證輸出電流,檢查次極接線柱必須采用銅螺栓連接,防止渦流損耗,降低焊接質量。
(5) 配備校正合格電流表、電壓表、氣體流量計等測量儀表,及焊條烘干設備和焊縫熱處理裝置齊全、完好、性能穩定可靠。
三、 焊接工藝
(1) 按照《建筑鋼結構焊接技術規程》的要求進行焊接評定。
(2) 評定母材應符合國家標準、設計文件要求,并有出廠合格證、質量保證書、復驗報告。
(3) 根據板厚選擇不同坡口形式,坡口加工完成后必須除去坡口表面氧化層、油污,并將凹凸不平處打磨平整。
(4) 確定焊接接頭型式(根據結構的形式、強度要求、工作厚度,確定對接、搭接、角接、T型接)
(5) 焊縫與母材等強和承受動荷載的對接接頭,其縱橫兩方向的對接焊縫,宜采用T形交叉。交叉點的距離宜不小于200mm,且拼接料的長度和寬度宜不小于300mm。
(6) 擬定焊接工藝指導書,并進行試件制備、焊接、焊縫檢驗、取樣加工、檢驗試樣。
(7) 根據實際焊接條件和焊接經驗,焊接工藝評定報告,編制焊接工藝規程或焊接作業指導書,施焊人員遵照執行。
四、 焊接材料
(1) 建筑鋼結構用鋼材及焊接填充材料應符合設計要求(焊條、焊絲、焊劑)應具有質量證明書和檢驗報告,化學成分、力學性能必須符合國家標準。
(2) 對于普通碳素鋼,要求焊縫金屬主要合金成分與母材金屬相近。
(3) 焊件結構剛性大,接頭應力高,焊縫易產生裂紋,可以選用比母材低一強度級別的焊條。
(4) 合理選用焊件母材的C、S、P等元素含量,防止含量偏高,致使焊縫出現“冷脆”和“熱脆”而出現裂紋;根據焊件母材質量證明書,確定母材。
(5) 氣體保護焊使用氬氣其純度不應低于99.95﹪。
(6) 大型、重型、特殊鋼結構工程中主要構件的重要焊接采用二氧化碳氣體保護焊時,二氧化碳含量不得低于99.9﹪,水蒸氣與乙醇總含量不得高于0.005﹪,并不得檢出液態水。
五、 環境
(1) 焊接環境中風、雨、雪襲擊,應采取防護措施(搭設防護棚)。
(2) 焊接作業區相對濕度不得大于90﹪,因為水分是氫的來源,而氫是導致焊接延遲裂紋產生的重要因素之一。
(3) 焊接環境溫度低于0℃時,應將構件焊接區各方向大于或等于二倍鋼板厚度且不小于100mm范圍母材,加熱到20℃以上后方可施焊,且在焊接過程中均不應低于這一濕度。
(4) 焊條、焊絲、焊劑應儲存在干燥、通風良好的地方,使用前必須按產品說明書及有關工藝文件的規定進行烘干。
(5) 低氫型焊條烘干濕度為350-380 ℃,保溫時間應為1.5-2h,烘干后應緩冷放置于110-120℃,保溫箱中存放。
(6) 烘干后低氫型焊條,在大氣中放置時間超過4h應重新烘干,焊條重復烘干次數不宜超過2次,受潮焊條不得使用。
六、 焊接縫應力產生及防治措施
施焊是用材料不均勻加熱,使焊縫區熔化,而熔池毗冷卻的高溫區材料的熱膨脹則受到周圍材料的限制,產生不均勻應力而變形。
冷卻過程中,已發生壓縮塑性變形的這部分材料又受到周圍材料的制約,不能自由收縮,與此同時熔池凝固,金屬冷卻收縮相應產生收縮應力和變形,危害非常大,應加以控制:
(1) 從設計方面焊縫布置應盡可能分散,避免過分集中和交叉。
(2) 焊縫應避開應力集中部位并且盡可能對稱于構件截面的中和軸順序焊接
(3) 盡量減少焊縫長度和數量
(4) 對長焊縫宜采用分段退焊法或多人對稱焊接法同時運用。
(5) 合理按排焊接次序,先焊深頗口側部分焊縫,后焊淺坡口側,最后焊完深坡口側焊縫順序。
(6) 采用強制冷卻法,減少金屬受熱面,減少變形。
(7) 焊前預熱,減小焊件溫度,降低焊后冷卻速度,減小應力
(8) 用錘擊法,錘擊法消除中間焊縫層應力時,應用圓頭手錘進行,不應對根部焊縫、蓋面焊縫或宜采用反變形發控制角變形、焊縫坡口邊緣的母材進行錘擊。
(9) 焊后進行去應力退火,將焊接構件加熱至500-600℃,保溫一段時間后,緩慢冷卻至300-200 ℃以下空冷。均勻鋼焊縫的化學成分,及組織,細化晶粒,降低硬度。去除內應力,防止變形和開裂。
參考文獻
1.《建筑鋼結構焊接技術規程》JGJ81-2002
2.《工程材料與材料成形工藝》
3.《金屬材料及熱處理》