鑄鋼(gāng)及(jí)鑄鋼節點的焊接技術:
鑄鋼節點因其具有良(liáng)好的加(jiā)工(gōng)性(xìng)能、複雜多樣的建築造型等(děng)性能,目(mù)標在一些大跨度空間(jiān)管桁(héng)架鋼(gāng)結構中開始(shǐ)逐步推廣使用,特別是在處理複雜的交匯節點上(shàng),鑄鋼節點有(yǒu)著得天獨厚的優勢,然而,由於(yú)鑄鋼一般碳當量較高,雜質尤其是S、P含量難以控製,同時鑄態組織晶粒粗(cū)大,導致鑄鋼的焊接性較(jiào)差,對焊接工藝的要求很高,主要是減(jiǎn)少殘餘應(yīng)力,防止焊接裂紋(wén)的產生(shēng)。
目(mù)前(qián)鑄鋼節點已在一些鋼結構工程中成功使用,如廣州會展中心巨型桁(héng)架鑄鋼支座,國家體育場(鳥巢)桁架柱鑄鋼節點,特別是天津經濟技術(shù)開發區雕(diāo)塑(sù),創造了鑄鋼件焊接的板厚之最,該雕塑是(shì)為天津(jīn)開發區建區20周年紀念而(ér)建造的標誌性建(jiàn)築,是天津開(kāi)發(fā)區2004年重點工程之一。設計采用雙(shuāng)螺旋線構成的直紋曲麵板,主體標高(gāo)50米,雕塑主體分為7段在現場進(jìn)行拚裝,鑄鋼材質采用GS-20Mn5N(DIN7182),板厚由下至上逐漸變薄(báo),最厚150毫米,最薄(báo)20毫米,厚(hòu)度變(biàn)化處漸變處理,總用鋼量達350噸,該工程在鑄鋼特種(zhǒng)結構的設計(jì)、安裝及焊(hàn)接方麵形成了一整套技術新工藝,填補了(le)國內超厚板鑄鋼結構的空(kōng)白,標誌著我國在鋼結(jié)構鑄鋼節點的焊接上達到了一個新的水(shuǐ)平。
低溫焊接技術:
目前,建築(zhù)鋼結構的冬季施工越來越普遍,由於焊接作業環境對鋼結構的焊接(jiē)質量(liàng)影響很大,冬季負溫焊接技(jì)術對焊接質(zhì)量的(de)控製尤為(wéi)重要。《建築鋼結構焊接技術規程》(JGJ81-2002)規定:焊接作業區環境溫度低於0攝氏度時,應根據鋼材(cái)、焊材製定適(shì)當的措施;而日本建築學會《鋼結構工(gōng)程》(JASS6)規定的最低施焊溫度為零下5攝(shè)氏度。
(1)環境溫度對(duì)焊接造成的影響有以下(xià)幾點:
①焊接接頭(tóu)冷卻速度增加,冷裂(liè)紋敏感性也增加;
②預熱效果變差,在低溫環境下用(yòng)相同的熱源,相同的時間,不能達到(dào)應有的預熱效果;
③焊接殘餘應力的作用加(jiā)劇;
④環境溫度對焊工的操(cāo)作帶來不利的影(yǐng)響。
(2)低溫焊接措施:
①優選焊材(cái):在(zài)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(háng)烘焙和保溫措施;
②焊前防護:在焊接作(zuò)業區域搭防護棚,使焊接區域形成(chéng)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(qí)他有效措施對焊接區域進行防護;氣體保護焊時,焊接氣瓶也應采取(qǔ)相應措施進行保溫;
③預熱與層間溫度:低溫環境下的預熱溫度(dù)應稍高於(yú)常溫下的焊接預熱溫(wēn)度,加熱區域(yù)為構件焊接(jiē)區各方向大於或等於二(èr)倍(bèi)鋼板厚度且(qiě)不小於100毫米範圍內的母材,焊接層間溫度不低於預熱溫(wēn)度或標準(JGJ81-2002)規定的最低溫度20℃(兩者(zhě)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(rù),增大焊縫截麵和長度,並采用與正式焊接相同的預熱(rè)條件,不在坡口以外(wài)的母(mǔ)材上打弧,熄弧時弧坑一定要填滿,可以有效減少由(yóu)於定位焊接引起的(de)收縮裂紋;
⑤采用合理的焊接工藝:盡量使(shǐ)用窄擺幅,多層多道焊,嚴格控製層間溫度;
⑥焊接後熱及保溫:焊(hàn)接後及時對焊接(jiē)接頭進行(háng)後熱保溫處理,可以(yǐ)有效控製t8/5,利於(yú)擴散氫氣(qì)的逸出,防止由(yóu)於冷速過快而引(yǐn)起的冷裂紋,同時適當(dāng)的後熱(rè)溫度,還(hái)可以適當降低預熱(rè)溫(wēn)度。
總之,鋼結構低溫焊接施工前,一定要根據實際情況做好焊接工藝評定試驗,必要時還要(yào)針對具體鋼種進行(háng)低溫(wēn)焊接性試驗,作出適合(hé)的焊接工藝指導書以指導實際焊接。在低溫環(huán)境下,對(duì)焊工操作的(de)不(bú)良(liáng)影響也應給予足夠重視,一般環境溫度不宜低於-15℃。
近年來,低溫焊接技術在國內尤其是北方建築鋼結構中得到廣泛應用(yòng),從普通(tōng)低碳(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驗,極大豐(fēng)富了我國鋼結構的焊(hàn)接技術。
