鑄鋼及鑄鋼節點的焊接技術:
鑄(zhù)鋼節點因其具有良好的(de)加工(gōng)性能、複雜多樣的建築造型(xíng)等性能,目(mù)標(biāo)在(zài)一些大跨度空間管桁架鋼結構中開始逐步(bù)推(tuī)廣使用,特別是在處理複雜(zá)的交匯(huì)節點(diǎn)上,鑄鋼節點有著得(dé)天獨(dú)厚(hòu)的優勢,然而,由於鑄鋼一般(bān)碳(tàn)當量較高,雜質尤其是S、P含量難以控製,同(tóng)時鑄態組(zǔ)織晶粒粗大,導致鑄鋼的焊接性較差,對(duì)焊接工藝的要求很高,主要是減少殘餘應力(lì),防止焊(hàn)接裂紋的(de)產生。
目前鑄鋼節點已在一些鋼結構工程中成功使用,如廣州會展中(zhōng)心巨型(xíng)桁架鑄鋼支座,國家體育(yù)場(鳥巢)桁(héng)架柱鑄鋼節點,特別是天津經濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區雕塑,創造了鑄鋼件焊接的板厚之最,該雕塑是為天津開發區建區20周年紀念(niàn)而建造的標誌性建築,是天津開發區2004年重點工程之一。設計采用雙螺(luó)旋線構成的直紋曲麵板,主體標(biāo)高50米,雕(diāo)塑主體(tǐ)分為(wéi)7段(duàn)在現(xiàn)場(chǎng)進行拚裝,鑄鋼(gāng)材質采用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(biàn)化處漸變處理,總用鋼量達(dá)350噸,該工程在鑄鋼(gāng)特(tè)種結構的設計、安裝及(jí)焊接方麵形成了一整套技術(shù)新(xīn)工藝,填補了(le)國內超厚板鑄鋼(gāng)結構的空白,標誌著我國在鋼結構鑄鋼節點的焊接上達到了一個新的水平。
低溫(wēn)焊接技術:
目前(qián),建築鋼結構的(de)冬季施工越來越普遍,由(yóu)於(yú)焊接作業環境對鋼結構的焊接質(zhì)量影響很(hěn)大(dà),冬季負溫焊接技(jì)術(shù)對焊接質量的控製尤為重要。《建築(zhù)鋼結構焊接技(jì)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)、焊材製定適當的措施;而日本建(jiàn)築學會《鋼結構工程》(JASS6)規定的最(zuì)低施焊溫度為零下5攝氏度。
(1)環境溫度對焊接造成(chéng)的影響有以下幾(jǐ)點:
①焊接接頭冷(lěng)卻速度增加,冷裂紋敏感性也增加;
②預熱效果變差,在低溫環境下用相同(tóng)的熱源,相同的時間,不能達到應有的預熱效果;
③焊接殘餘應力的作用加劇;
④環境溫(wēn)度對焊工的操作帶來不利(lì)的影響。
(2)低溫焊接措施:
①優選焊材:在低溫環境中,應盡量選擇低氫或(huò)超(chāo)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)區域搭防護(hù)棚,使(shǐ)焊接區域形成相對封閉的空間,減少(shǎo)熱(rè)量的損失(shī),若無條件搭設防護棚,應該采取其他有效(xiào)措施對焊接區域進行防護;氣體保護焊時,焊(hàn)接氣瓶也應采取相應措施進(jìn)行保溫;
③預(yù)熱與層間溫度:低溫環境下的預熱(rè)溫度應(yīng)稍(shāo)高於常溫下的焊接預熱溫(wēn)度,加熱區域為構件焊接區各方向大於或等於二倍鋼板厚度且不小於100毫米範圍內的(de)母材,焊接層間溫度不低於預熱溫度或標準(JGJ81-2002)規定(dìng)的最低(dī)溫度20℃(兩者取高值);
④加大定位焊時(shí)的熱輸入:適當加(jiā)大定位焊(hàn)的熱輸入,增大焊(hàn)縫截麵和長度,並采用與正式焊接(jiē)相同的預熱條件,不在坡口以外的母材(cái)上打弧(hú),熄弧時弧坑一定要填滿,可以有效減(jiǎn)少由於(yú)定位焊接引起的收縮裂(liè)紋;
⑤采用合理(lǐ)的焊接工藝(yì):盡量使用窄擺幅,多層多道焊,嚴格控製層間溫度;
⑥焊接後(hòu)熱及保溫:焊接後及時對焊接接頭進行後熱保溫處理,可以有效控製t8/5,利(lì)於擴散氫氣的(de)逸出,防(fáng)止由於冷速過快而引起(qǐ)的冷裂紋,同(tóng)時適當的後熱溫度(dù),還可以適當降低預熱(rè)溫度。
總之,鋼結(jié)構低溫焊接施(shī)工前,一定(dìng)要根據實際情況做好(hǎo)焊接工藝評定試驗,必要時(shí)還要針對具體鋼種進行低溫焊接性試驗,作出適合的焊(hàn)接工藝(yì)指導書以指導實際焊接(jiē)。在低溫環境下,對焊工操作的不良影響也(yě)應給(gěi)予足夠重視,一般環境溫度不宜低於-15℃。
近年來,低溫(wēn)焊接技術在國內尤其是北方建築鋼(gāng)結(jié)構中(zhōng)得到廣泛應用(yòng),從普通低碳(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(jīng)驗,極大豐富了我國鋼結(jié)構的焊接(jiē)技術。

