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新技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)焊接中的應用（三）

作者：建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
時間：2009-12-22 20:26:20 [收藏]


    　　5鑄鋼及鑄鋼節(jié)點的焊接技術(shù)
    　　鑄鋼節(jié)點因其具有良好的加工性能、復雜多樣的建筑造型等性能，目標在一些大跨度空間管桁架鋼結(jié)構(gòu)中開始逐步推廣使用，特別是在處理復雜的交匯節(jié)點上，鑄鋼節(jié)點有著得天獨厚的優(yōu)勢，然而，由于鑄鋼一般碳當量較高，雜質(zhì)尤其是S、P含量難以控制，同時鑄態(tài)組織晶粒粗大，導致鑄鋼的焊接性較差，對焊接工藝的要求很高，主要是減少殘余應力，防止焊接裂紋的產(chǎn)生。目前鑄鋼節(jié)點已在一些鋼結(jié)構(gòu)工程中成功使用，如廣州會展中心巨型桁架鑄鋼支座，國家體育場(鳥巢)桁架柱鑄鋼節(jié)點，特別是天津經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)雕塑，創(chuàng)造了鑄鋼件焊接的板厚之最，該雕塑是為天津開發(fā)區(qū)建區(qū)20周年紀念而建造的標志性建筑，是天津開發(fā)區(qū)2004年重點工程之一。設計采用雙螺旋線構(gòu)成的直紋曲面板，主體標高50米，雕塑主體分為7段在現(xiàn)場進行拼裝，鑄鋼材質(zhì)采用GS-20Mn5N(DIN7182)，板厚由下至上逐漸變薄，最厚150毫米，最薄20毫米，厚度變化處漸變處理，總用鋼量達350噸，該工程在鑄鋼特種結(jié)構(gòu)的設計、安裝及焊接方面形成了一整套技術(shù)新工藝，填補了國內(nèi)超厚板鑄鋼結(jié)構(gòu)的空白，標志著我國在鋼結(jié)構(gòu)鑄鋼節(jié)點的焊接上達到了一個新的水平。
    　　6低溫焊接技術(shù)
    　　目前，建筑鋼結(jié)構(gòu)的冬季施工越來越普遍，由于焊接作業(yè)環(huán)境對鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量影響很大，冬季負溫焊接技術(shù)對焊接質(zhì)量的控制尤為重要。《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》(JGJ81-2002)規(guī)定：焊接作業(yè)區(qū)環(huán)境溫度低于0攝氏度時，應根據(jù)鋼材、焊材制定適當?shù)拇胧欢毡窘ㄖW會《鋼結(jié)構(gòu)工程》(JASS6)規(guī)定的最低施焊溫度為零下5攝氏度。
    　　(1)環(huán)境溫度對焊接造成的影響有以下幾點：
    　　①焊接接頭冷卻速度增加，冷裂紋敏感性也增加；
    　　②預熱效果變差，在低溫環(huán)境下用相同的熱源，相同的時間，不能達到應有的預熱效果；
    　　③焊接殘余應力的作用加劇；
    　　④環(huán)境溫度對焊工的操作帶來不利的影響。
    　　(2)低溫焊接措施}
    　　①優(yōu)選焊材：在低溫環(huán)境中，應盡量選擇低氫或超低氫焊材，對焊材嚴格執(zhí)行烘焙和保溫措施；
    　　②焊前防護：在焊接作業(yè)區(qū)域搭防護棚，使焊接區(qū)域形成相對封閉的空間，減少熱量的損失，若無條件搭設防護棚，應該采取其他有效措施對焊接區(qū)域進行防護；氣體保護焊時，焊接氣瓶也應采取相應措施進行保溫；
    　　③預熱與層間溫度：低溫環(huán)境下的預熱溫度應稍高于常溫下的焊接預熱溫度，加熱區(qū)域為構(gòu)件焊接區(qū)各方向大于或等于二倍鋼板厚度且不小于100毫米范圍內(nèi)的母材，焊接層間溫度不低于預熱溫度或標準(JGJ81-2002)規(guī)定的最低溫度20℃(兩者取高值)；
    　　④加大定位焊時的熱輸入：適當加大定位焊的熱輸入，增大焊縫截面和長度，并采用與正式焊接相同的預熱條件，不在坡口以外的母材上打弧，熄弧時弧坑一定要填滿，可以有效減少由于定位焊接引起的收縮裂紋；
    　　⑤采用合理的焊接工藝：盡量使用窄擺幅，多層多道焊，嚴格控制層間溫度；
    　　⑥焊接后熱及保溫：焊接后及時對焊接接頭進行后熱保溫處理，可以有效控制t8/5，利于擴散氫氣的逸出，防止由于冷速過快而引起的冷裂紋，同時適當?shù)暮鬅釡囟龋€可以適當降低預熱溫度。
    　　總之，鋼結(jié)構(gòu)低溫焊接施工前，一定要根據(jù)實際情況做好焊接工藝評定試驗，必要時還要針對具體鋼種進行低溫焊接性試驗，作出適合的焊接工藝指導書以指導實際焊接。在低溫環(huán)境下，對焊工操作的不良影響也應給予足夠重視，一般環(huán)境溫度不宜低于-15℃。
    　　近年來，低溫焊接技術(shù)在國內(nèi)尤其是北方建筑鋼結(jié)構(gòu)中得到廣泛應用，從普通低碳鋼(Q235)到低合金高強鋼(如Q345,Q420)都有應用，也積累了相當豐富的經(jīng)驗，極大豐富了我國鋼結(jié)構(gòu)的焊接技術(shù)。
    　
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