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淺析建筑鋼結(jié)構(gòu)窄間隙焊接技術(shù)

所屬欄目:冶金論文 發(fā)布日期:2011-04-04 07:50 熱度:


  焊接接頭同壓力容器焊接接頭情況不同所致。
  那么,建筑鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)走什么樣的技術(shù)道路呢?我們認(rèn)為:應(yīng)用窄間隙焊接技術(shù)原理改革坡口型式,采用多層多道焊技術(shù)減少焊縫金屬截面積,提高焊接接頭的綜合性能,就是焊接建筑鋼結(jié)構(gòu)正確的技術(shù)路線。
  窄間隙焊接技術(shù)的核心是減少焊縫金屬的截面積,因此,暫時定義為“窄坡口焊接技術(shù)”。
  由于鋼結(jié)構(gòu)厚板焊接工程量大、難度高,技術(shù)界十分重視坡口的設(shè)計:坡口小易形成窄而深的形式,焊縫成形系數(shù)偏小,影響一次結(jié)晶,容易產(chǎn)生區(qū)域偏析;在拘束應(yīng)力大的前提下進(jìn)而導(dǎo)致焊接熱裂紋的產(chǎn)生,因此,在坡口減少的同時要采用多層多道焊接技術(shù)和組合焊接新工藝。
  3.1組合焊接新工藝
  在厚板焊接中,常規(guī)焊接是從打底、填充到蓋面一種方式全部完成。這種方式由于管理簡便而大量使用,但這種方式也有其局限性。以GMAW為例,在厚板打底焊接中,由于坡口小干絲伸出過長,氣體保護(hù)不好而使焊縫金屬產(chǎn)生不應(yīng)有的缺陷造成返工,產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)損失。組合工藝的具體內(nèi)容是:
  3.1.1打底焊:采用SMAW(焊條電弧焊),主要有兩個目的:其一,解決GMAW因伸出干絲過長影響焊接質(zhì)量的矛盾,提高打底焊縫成形質(zhì)量;其二,SMAW同GMAW相比較,焊縫稀釋率相對較低,這對提高焊縫金屬的綜合指標(biāo)比較有利。
  3.1.2填充焊:采用GMAW,主要的目的是利用GMAW的高效及熔深相對較大的優(yōu)點,解決了側(cè)璧熔合的可靠性,提高焊接質(zhì)量和效率。
  3.1.3蓋面焊:采用FCAW-G,主要是提高焊縫的表面質(zhì)量,獲得良好的觀感效果。從焊縫成形的角度上看:打底焊和蓋面焊是最重要的步驟。在厚板焊接中,假如缺陷出在打底焊縫,如果在BOX結(jié)構(gòu)體系中,那么返工時間是整條焊縫正常焊接時間的三倍以上。因此,這必須引起各級管理人員和焊工的高度重視,以保證組合工藝的有效實施。
  3.2多層多道接頭錯位焊接新工藝
  在鋼板焊接中,多層焊的焊縫質(zhì)量比單層焊好,而多層多道焊的焊縫質(zhì)量又比多層焊好,特別是板厚超過25mm時效果最明顯,因此,在厚板焊接時,首選多層多道焊技術(shù)。所謂多層焊技術(shù),不是一次成形,而是多層成形,焊接運(yùn)條手法允許擺動,焊接厚度一般不控制,適合低碳鋼厚板焊接。多層多道焊就是在多層焊的基礎(chǔ)上,焊接手法不允許擺動,焊接厚度要明確規(guī)定,以限制焊縫的熱輸入量。多層多道錯位焊接技術(shù)就是在多層多道焊接技術(shù)的基礎(chǔ)上,加入焊接接頭每一道次錯位連接,即接頭不在一個平面內(nèi),通常錯位50mm以上。這種技術(shù)特別適合于高強(qiáng)鋼厚板的焊接。多層多道錯位焊接技術(shù)的顯著優(yōu)點就是上一層次對下一層次進(jìn)行了有效的熱處理。
  在焊后冷卻過程中,焊縫從接近基本金屬開始凝固,單道焊的組織為典型的柱狀結(jié)晶,且共晶粒通常是與等溫曲線法線方向(即最大溫度梯度方向)長大。由于凝固是從純度較高的高熔點物質(zhì)開始,所以在最后凝固部分及柱狀晶的間隙處,便會留下低熔點不純物質(zhì)。在多層焊時,對前一道焊縫重新加熱,加熱超過900℃的部分可以消除柱狀晶并使晶粒細(xì)化。因此,多層焊比單層焊的力學(xué)性能要好,特別是沖擊韌性有顯著的提高。
  理論和實踐方面均證實:“窄坡口焊接技術(shù)”是能夠?qū)崿F(xiàn)的。問題在于窄坡口小到什么程度?坡口的角度同厚板的具體規(guī)格有什么關(guān)系?常規(guī)的焊接工藝應(yīng)當(dāng)作什么改進(jìn)?這些關(guān)鍵技術(shù)問題有待我們進(jìn)一步深入研究解決,相信不久的將來會有滿意的答案。

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