焊接应力和焊接变形的控制
天涯居士
天涯居士 Lv.18
2022年06月01日 17:25:44
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1、高层建筑钢结构对厚度不小于40mm,且承受板厚方向拉力的构件,采用符合国家标准《厚度方向性能的钢板》GB 5313规定的钢板外,在制作上应采取以下措施: 焊件厚度大于20mm的角接接头焊缝,应采用焊缝收缩时不易引起层状撕裂的构造措施;焊接前对焊道中心线两侧各2倍板厚加30mm区域内进行超声波探伤检查,母材中不得有裂缝夹层或分层等缺陷;严格控制焊接顺序,尽可能减小垂直板面方向的拉力;采用低氢型焊条施焊,必要时可极用超低氢型焊条;焊前预热和必要的焊后热处理

1、高层建筑钢结构对厚度不小于40mm,且承受板厚方向拉力的构件,采用符合国家标准《厚度方向性能的钢板》GB 5313规定的钢板外,在制作上应采取以下措施: 焊件厚度大于20mm的角接接头焊缝,应采用焊缝收缩时不易引起层状撕裂的构造措施;焊接前对焊道中心线两侧各2倍板厚加30mm区域内进行超声波探伤检查,母材中不得有裂缝夹层或分层等缺陷;严格控制焊接顺序,尽可能减小垂直板面方向的拉力;采用低氢型焊条施焊,必要时可极用超低氢型焊条;焊前预热和必要的焊后热处理钢管柱—柱的焊接

1)、采用单边V型45°坡口,留根6mm间隙,带垫板,其接头型式,焊接位置为横焊。

2)、采用焊条手工电弧焊或CO2气体保护焊

3)、板厚≥25mm板,焊前应预热60℃,焊接过程应连续,但应控制层间温度<230℃,但有预热要求时,还不应低于预热温度。

4)、焊接时,应分三段且有3名焊工进行对称焊接,如采用分段退焊法,则将焊后的焊接内应力分布带来好处。

5)、打底焊时应控制好焊肉厚度>4mm,但不应>6mm.

6)、各层的焊道接头应错开。

7)、采用偏小的焊接电流(也即偏小的热输入)多层多道焊,必要时对焊缝进行锤击,但打底焊与盖面焊缝除外。

8)、盖面焊缝应注意搭接宽,正确做法其搭接宽应为焊道宽的1/3~1/2,这样可基本消除搭接凹面,且可获得较美观的焊缝外观成形,另外还需注意焊缝宽度,主要是控制好两侧的母材覆盖量为每侧2~4mm。

3、钢管柱与外环板、牛腿腹板等的焊接

1)、钢管柱与外环板的焊接采用单面V型坡口带垫板的焊接方法,主要采用手工电弧焊或CO2焊。

2)、预热与控制层间等参照钢管柱—柱的焊接

3)、焊接位置为全位置,分三段进行对称焊接

4)、腹板与钢管柱的焊接,焊接坡口为K型,焊接位置可选择为平焊,单面焊后面清根再焊满坡口。

4、梁与钢管柱牛腿的焊接

1)、先采用高强螺栓作定位固定,但应注意上下翼缘板的错边量。

2)、上下翼缘板的焊接位置均为平焊,背面均带垫板,上翼缘板的垫板通过工艺孔板固定,但其长度应比翼缘板宽+100mm,主要为设置引出弧板用,下翼缘板的垫板直接放在板的下方即可,但上面的工艺孔为焊接运条所用。

3)、焊接顺序:先焊下翼缘板对接焊缝,而后再焊上翼缘板对接焊缝,待焊缝探伤合格后再将高强螺栓完成终拧,这样有利梁的起拱。

5、减少焊接应力与焊接变形的焊接有效工艺措施

1)、采用偏小热输入的手工电弧焊与CO2气体保护焊,焊后热影响区窄,焊接变形小。

2)、采用多层多道焊,适当辅以锤击,(打底焊与盖面焊除外)可以减小焊接应力与变形,另外,有利于焊接应力更均匀地分布。

3)、选用合理的焊接顺序,在环焊缝大于1m直径时宜采用分段焊,一般分为三段叫合适,并采用3名焊工对称分段倒退焊,焊后焊接应力的分布较均匀,呈分散分布。

4)、在同一层面如有较多的柱梁相焊,,应采取由中央向四周散开的焊接顺序,以减少焊接拘束应力,其二采用多名焊工成对地进行对称焊接。

5)、焊接结束可对表面做适当修饰性的打磨,一则去除淬硬层,二则通过打磨振动促使焊接应力重新调整,有利于应力峰值降低。同时又可起到改善焊缝外观的作用

6)、对主要受力焊缝采用超声波冲击振动,此方法已成功应用于广州新电视塔等工程钢结构中。其冲击的效果a、表层形成一个压应力薄层,从而促使原先的应力分布进行重新调整,b、由超声波“振动时效”的作用,对焊缝产生一定的消应力效果,一般可达到消应力效果大于20%。

6、焊接质量控制要点

1)、焊接过程中设置焊丝对中装置,确保焊接位置,保证熔池中心在焊缝的中心线上,消除因焊接位置不对称而产生的变形。

2)、电弧引弧必须在引弧板上引弧,并在进入焊缝之前调整好焊接参数和焊接状态。熄弧时将电弧引入熄弧板上,熄灭电弧,避免引弧和熄弧而引起裂纹等缺陷。

3)、翻身焊时,必须进行严格清根处理。采用碳弧气刨对焊缝进行清根气刨,气刨留下碳晶粒必须用砂轮打磨机打磨干净,直至露出金属光泽后,再进行焊接。

4)、焊后及时进行后热和保温措施。消除或减少残余应力,是防止层状撕裂,减少焊接变形的关键。焊接完成后,用大功率火焰枪或陶瓷加热器对焊缝两侧150mm范围内均匀加热至250300,然后用石棉等材料围裹保温,待冷至常温撤除。

5)、焊后24小时方可进行超声波无损检测。焊接质量等级必须达到设计要求。对H型钢焊缝超声波探伤时,还应注意对两侧焊趾以及焊道成层下母材内部缺陷的检查。


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董轩雨
2022年06月06日 16:17:17
2楼

非常不错的分享,钢结构的焊接还是很重要的

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