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新技術(shù)在鋼結構焊接中的應用（四）

作者：鋼結構網(wǎng)    
時(shí)間：2009-12-23 10:01:40 [收藏]

    新技術(shù)在鋼結構焊接中的應用

    5 鑄鋼及鑄鋼節點(diǎn)的焊接技術(shù)

    　　鑄鋼節點(diǎn)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構中開(kāi)始逐步推廣使用，特別是在處理復雜的交匯節點(diǎn)上，鑄鋼節點(diǎn)有著(zhù)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(shí)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。目前鑄鋼節點(diǎn)已在一些鋼結構工程中成功使用，如廣州會(huì )展中心巨型桁架鑄鋼支座，國家體育場(chǎng)（鳥(niǎo)巢）桁架柱鑄鋼節點(diǎn)，特別是天津經(jīng)濟技術(shù)開(kāi)發(fā)區雕塑，創(chuàng )造了鑄鋼件焊接的板厚之最，該雕塑是為天津開(kāi)發(fā)區建區20周年紀念而建造的標志性建筑，是天津開(kāi)發(fā)區2004年重點(diǎn)工程之一。設計采用雙螺旋線(xiàn)構成的直紋曲面板，主體標高50米，雕塑主體分為7段在現場(chǎng)進(jìn)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構的設計、安裝及焊接方面形成了一整套技術(shù)新工藝，填補了國內超厚板鑄鋼結構的空白，標志著(zhù)我國在鋼結構鑄鋼節點(diǎn)的焊接上達到了一個(gè)新的水平。

    　　6 低溫焊接技術(shù)

    　　目前，建筑鋼結構的冬季施工越來(lái)越普遍，由于焊接作業(yè)環(huán)境對鋼結構的焊接質(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?！督ㄖ摻Y構焊接技術(shù)規程》（JGJ81-2002）規定：焊接作業(yè)區環(huán)境溫度低于0攝氏度時(shí)，應根據鋼材、焊材制定適當的措施；而日本建筑學(xué)會(huì )《鋼結構工程》（JASS6）規定的最低施焊溫度為零下5攝氏度。

    　?。?）環(huán)境溫度對焊接造成的影響有以下幾點(diǎn)：

    　?、俸附咏宇^冷卻速度增加，冷裂紋敏感性也增加；

    　?、陬A熱效果變差，在低溫環(huán)境下用相同的熱源，相同的時(shí)間，不能達到應有的預熱效果；

    　?、酆附託堄鄳Φ淖饔眉觿?；

    　?、墉h(huán)境溫度對焊工的操作帶來(lái)不利的影響。

    （2）低溫焊接措施}

    　?、賰?yōu)選焊材：在低溫環(huán)境中，應盡量選擇低氫或超低氫焊材，對焊材嚴格執行烘焙和保溫措施；

    　?、诤盖胺雷o：在焊接作業(yè)區域搭防護棚，使焊接區域形成相對封閉的空間，減少熱量的損失，若無(wú)條件搭設防護棚，應該采取其他有效措施對焊接區域進(jìn)行防護；氣體保護焊時(shí)，焊接氣瓶也應采取相應措施進(jìn)行保溫；

    　?、垲A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，加熱區域為構件焊接區各方向大于或等于二倍鋼板厚度且不小于100毫米范圍內的母材，焊接層間溫度不低于預熱溫度或標準（JGJ81-2002）規定的最低溫度20℃(兩者取高值)；

    　?、芗哟蠖ㄎ缓笗r(shí)的熱輸入：適當加大定位焊的熱輸入，增大焊縫截面和長(cháng)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(shí)弧坑一定要填滿(mǎn)，可以有效減少由于定位焊接引起的收縮裂紋；

    　?、莶捎煤侠淼暮附庸に嚕罕M量使用窄擺幅，多層多道焊，嚴格控制層間溫度；

    　?、藓附雍鬅峒氨兀汉附雍蠹皶r(shí)對焊接接頭進(jìn)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(guò)快而引起的冷裂紋，同時(shí)適當的后熱溫度，還可以適當降低預熱溫度。

    　　總之，鋼結構低溫焊接施工前，一定要根據實(shí)際情況做好焊接工藝評定試驗，必要時(shí)還要針對具體鋼種進(jìn)行低溫焊接性試驗，作出適合的焊接工藝指導書(shū)以指導實(shí)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(lái)，低溫焊接技術(shù)在國內尤其是北方建筑鋼結構中得到廣泛應用，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構的焊接技術(shù)。

    （未完）
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