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浅谈建筑工程钢结构焊接施工技术

发布时间:2022-11-03 20:15:05 来源:网友投稿

【摘要】随着近些年钢结构的应用越来越广泛,钢结构的施工工艺越来越重要。焊接作为钢结构的主要连接方式,钢结构焊接施工技术对建筑工程质量起着重要的作用。本文将就建筑工程钢结构的焊接工艺进行讨论,结合焊接参数,对焊接工艺进行评定,以保证焊接技术质量。另外,对低温焊接施工方面的工艺进行简单的叙述。

【关键词】建筑工程;钢结构;焊接施工;施工技术;低温焊接

一、建筑工程钢结构焊接

(一)钢结构焊接

钢材料焊接是指钢材通过加热或加压或两种并用,并且用或不用填充材料,形成熔融区域,熔池冷却凝固后形成材料间的结合的一种方法。焊接的能量主要来源有气体焰,电弧,激光,电子束等。

(二)钢材料焊接参数

在焊接过程中,选择合适的焊接工艺参数,对提高焊接质量和提高生产效率来说非常重要。焊接工艺参数是指在焊接过程中,为了保证焊接质量而选定的诸多物理量。具体来说,主要有焊接电流,焊接电压(一般用电弧长表示),焊接速度,电源种类极性,坡口形式等等。当然,对于不同的焊接方法,焊接参数是不同的。

1、焊接电源种类和极性的选择:焊接电源种类有交流和直流两种,电源的极性有正接和反接两种选择。正接是指钢材接电源的正极,焊条接电源的负极的接线方法,反接则正好相反。由于酸性焊条在使用过程中飞溅严重,噪声大,所以酸性焊条在使用直流电源时通常采用直流正接。

2、焊条直径主要是根据焊件厚度进行选择的。一般来说,焊件的厚度越大,选用的焊条直径就越粗,焊条直径与焊件要符合相关规定。

3、焊接电流,在焊接时选择焊接电流要考虑到很多因素,主要有焊条的直径,药皮的直径,钢材的厚度,接头的类型,焊接的位置,焊道的层次等。一般来说,有以下规律,焊条越粗,焊接电流越大;平焊时,选择的焊接电流较大;横焊,立焊,斜立焊操作时焊接电流比平焊时小10-20%,角焊电流比平焊电流稍大。打底及单面焊双面成型,使用的电流要小一些。碱性焊条选用的焊接电流比酸性焊条小10%左右。总之,电流过大过小都易产生焊接缺陷。电流过大时,焊条易发红,使药皮变质,而且易造成咬边、弧坑等到缺陷,同时还会使焊缝过热,促使晶粒粗大,从而降低焊接质量。

4、电弧电压,电弧电压,决定于弧长。电弧越长,电弧电压越高;反之,电弧电压越低。在焊接过程中,一般希望弧长始终保持一致,而且尽可能用短弧焊接。所谓短弧是指弧长焊条直径的0.5~1.0 倍,超过这个限度即为长弧。

5、焊接速度可以在保证焊缝所要求尺寸和质量的前提下,由操作者灵活掌握。焊接速度过慢,热影响区会变宽,晶粒粗大,变形也大;焊接速度过快,易造成未焊透,未熔合,焊缝成型不良好等缺陷。钢结构经常发生由于缺陷而引发的脆性断裂,产生严重的破坏后果。另外,在焊接过程中,要保证等速焊接,保证焊缝的厚度和宽度一致。

6、焊接角度的确定,要根据焊件的厚度确定焊接角度,通常,焊接角度包括两个,一个是焊条和焊接前进方向的角度,一般情况下,两者之间的夹角在65-75 度之间;第二是焊条与焊接左右的夹角,这个要依据焊件厚度确定,当焊件厚度整体相等时,焊条与焊件左右夹角均为45 度,当焊件的厚度不均时,焊条与较厚焊件一侧的夹角要大于焊条与较薄一侧的夹角。

二、钢结构的焊接施工技术

(一)焊接施工流程

施焊人员必须要熟悉图纸,做好焊接工艺技术交底,确保施焊人员执证上岗,明确焊工的焊接任务,然后进行现场验电,预热,后热温度试验确定等作业准备。

然后选择合适的焊接工艺以及合适的焊接参数,并通过焊接实验验证。焊接工作开始,对焊口进行清理,检查坡口等是否符合要求,检查定位焊是否牢固,焊缝周围是否有油污和锈污。对焊材进行预热和保温,然后按照既定的焊接参数进行焊接,焊接完成后,对焊缝周围进行清渣处理,做好焊后保温工作,焊接完成。

(二)焊材的选择和与钢材的匹配

与钢材的规定最低标准相比,焊材的金属强度,坚韧性,可塑性都要明显高于钢材本身,而且,在焊接接头的地方,各种基本性能指标都要与钢材规定的最低标准等同或比之更高;要保证焊缝的可塑性,钢材较厚时,要根据厚度选择合适的焊材;选择合适韧性的焊材,韧性好的焊材可以提高焊缝和热影响区的韧性,使之能够满足钢结构的受力要求。

(三)焊接质量控制

1、对输入的热和焊接冷却速度进行控制:通过控制焊接电压,焊接电流,接速度以及熔融金属的冷却速度等来对焊接质量进行控制。

2、控制焊缝内元素组成进行控制:选择高质量的焊材,操作人员高超的操作手法和技巧,保证焊缝外观质量。

3、选择能量密度高的,输入热量低的焊接方法,对焊接应力与变形进行控制。

4、从钢材料的出发,考量各项技能的标准要求,选择合适的焊材以及评估焊接质量的试验方法,得出适合生产的焊接工艺,在焊接时,注意层间温度的控制,防止出现焊接接头弱化的现象。总之,尽量在最低成本的原则下,完成高质量的焊接任务。

5、焊工须持双证上岗,即安全上岗证、焊工合格证。且具有相应的施焊资历。

三、低温焊接的施工工艺

(一)焊材的选择

在低温环境下进行焊接操作时,尽量选用氢含量较低的焊材,为了保证焊接质量,在进行焊接之前,对焊材进行烘干,采取保温措施。

(二)焊前的保护措施

在焊接操作的地方建构相应的保护房,使之形成相对密闭的空间。如果条件有限,可以采取其他措施来防止热量散失。在进行气体保护焊接时,对相应的气瓶也要采取一定保温措施。

(三)低温条件下的焊接质量的控制

低温条件下的焊接预热温度高于常温条件下的焊接预热,并且预热的区域范围要大,一般情况下,焊接点的周围的预热范围是钢板厚度的二倍以上;另外,焊接层的温度要高于预热温度,或者是不低于20 摄氏度,两者不一致时,选择较高的温度;选择合适的焊接方法,使用窄摆幅,多层多道焊,对层间温度进行严格控制;焊接完成后,要及时对焊接部位进行保温,要有利于氢气的散出,并且防止冷却速度过快而引起冷裂纹。

四、钢板较厚时的焊接工艺

在大型的建筑钢结构工程中,钢结构一般选用中厚钢板。厚钢板在焊接时重点要对因焊接产生的裂纹和变形进行控制,所以,在实际焊接时应该注意以下几点:1)合适的坡口形式,尽量选用双x 和双u 坡口,在只能进行单面焊接条件下,在保证焊透的基础上,选用角度小的,坡口间隙窄的,这样一来,可以减小焊接收缩量,减少拘束应力,提高焊接质量;2)进行合理的预热和层间温度控制;3)层间和焊后的焊接应力消除;4)焊接后的缓冷、保温处理。

总结

随着现代社会的进步和科学技术的不断创新发展,建筑工程中钢结构的焊接工艺与技术也在不断地完善和推陈出新,新的焊接技术的创造和应用,使得建筑钢结构焊接施工越来越简单和快捷,使得钢结构在建筑工程中的应用越来越广泛。在这种情况下,加强钢结构施工及焊接技术的研究和优化,是提高钢结构施工质量,保证整个工程质量的重要措施。

参考文献:

[1] GB50661-2011 钢结构焊接规范[S]

[2] 姜焕中.电弧焊及电渣焊[M].机械工业出版社.2010(08)

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