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1、高層建筑中厚鋼板的焊接施工技術(shù)探討?科技創(chuàng)新論文高層建筑中厚鋼板的焊接施工技術(shù)探討栗勝華(中鐵十二局集團(tuán)第二工程有限公司，山西太原030032)［摘要］隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快”超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑及大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑大量涌現(xiàn)，厚鋼板和超厚鋼板得到了大量的使用。以某鋼結(jié)構(gòu)高層建筑工程為背景,對(duì)超厚鋼板的焊接施工技術(shù)做了分析和探討。關(guān)鍵詞高層建筑；厚鋼板；焊接技術(shù)1工程案例某高層建筑工程項(xiàng)目是該地的標(biāo)志性建筑。總規(guī)劃建筑面積為42丄萬m2,其中地上建筑面積33.5萬m2,包括3棟高層建筑(4
2、5~52層)及6層裙房，其中A塔為48層甲級(jí)辦公樓、高度為245.1m;B塔為52層高檔公寓及五星級(jí)酒店，高度為266.4mzC塔為45層高檔住宅,高度為177.4m。建筑結(jié)構(gòu)形式為鋼骨混凝土結(jié)構(gòu),鋼板為Q345B,最厚鋼板達(dá)60mm以上。2厚鋼板的焊接施工技術(shù)2.1主要焊接材料(1)母材該工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采用了多種厚度的鋼板，最厚鋼板達(dá)60mm以上z均屬于厚鋼板系列。鋼板為Q345B,屬于低合金結(jié)構(gòu)鋼，焊接時(shí)對(duì)冷卻速度較為敏感。(2)焊接材料埋弧自動(dòng)焊：開坡口交焊縫采用H08Mn2E焊絲配氟堿型S
3、JIOlq焊劑焊接,不開坡口焊縫采用H10Mn2焊絲配氟堿型焊劑SJI01焊接。焊絲的直徑根據(jù)不同坡口形式采用不同的焊絲直徑。C02氣體保護(hù)焊：普通角焊縫C02氣體保護(hù)自動(dòng)焊采用藥芯焊絲TWE-711焊接熔透角焊縫采用TWE-711Ni焊接，焊絲直徑1.2mmoTWE-711為碳鋼及490MPa級(jí)高強(qiáng)度鋼用之氣體保護(hù)藥芯焊絲。使用純C02為保護(hù)氣體，適用于全位置焊接，電弧穩(wěn)定、火花少、悍渣剝離性件、X?Ray檢測(cè)性能優(yōu)異，具有良好的低溫沖擊韌性。手工電弧焊：采用J507RH焊條焊接，焊條直徑3.2
4、mm或4mm。J507RH是高韌性超低氫鈉型低合金鋼焊條。具有良好的塑性、低溫韌性和抗裂性能，工藝性能較好。2.2焊接前準(zhǔn)備該地區(qū)的冬季平均氣溫?2TC,屬于焊接冬季施工z如采取的焊接施工措施不當(dāng),會(huì)產(chǎn)生冷裂紋,并產(chǎn)生較大的焊接殘余應(yīng)力?！督ㄖ摻Y(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》規(guī)走:當(dāng)焊接作業(yè)區(qū)環(huán)境溫度低于0°C時(shí)，應(yīng)將構(gòu)件焊接區(qū)各方向大于或等于二倍鋼板厚度且不小于100mm范圍內(nèi)的母材，加熱到20°C以上后方可施焊，且在焊接過程中均不應(yīng)低于這一溫度。對(duì)于Q345級(jí)別鋼材，當(dāng)在板厚超過60mm情況下,應(yīng)采取焊前
5、預(yù)熱及焊后熱處理。根據(jù)理論分析”低溫焊接施工的著重要點(diǎn)是預(yù)防冷熱裂紋的產(chǎn)生。預(yù)熱是防止產(chǎn)生冷熱裂紋的有效措施。預(yù)熱可以降低焊接冷卻速度，抑制熱影響區(qū)中淬硬馬氏體的產(chǎn)生,降低熱影響區(qū)的硬度和焊接應(yīng)力,有助于氫從焊接接頭中逸出。預(yù)熱方式主要有電加熱、火焰加熱等方式,電加熱與火焰加熱相比具有明顯的優(yōu)勢(shì):預(yù)熱區(qū)域受熱均勻，有效防止局部受熱造成的接頭附加應(yīng)力；升溫速度均勻、可控，防止造成母材過熱等現(xiàn)象，可達(dá)到母材充分均勻預(yù)熱;對(duì)于整體結(jié)構(gòu)焊縫而言，防止受熱不均造成構(gòu)件變形。本工程中對(duì)低溫作業(yè)條件下厚板焊接采
6、用電加熱方式，預(yù)熱溫度進(jìn)行不低于14CTC的要求，測(cè)溫點(diǎn)的距離要求為離焊縫坡口邊緣50mm,時(shí)間為4?5h。要求時(shí)刻監(jiān)控焊縫的溫度，其中層間溫度的控制要求是不小于預(yù)熱時(shí)的溫度。當(dāng)層間的溫度太低時(shí)，應(yīng)立即開始火焰加熱補(bǔ)償，等到了指定要求后才能繼續(xù)進(jìn)行焊接。因?yàn)樵诮Y(jié)構(gòu)焊接中采取的固定方式為剛性，為防止由于氫和應(yīng)力共同作用在焊縫根部產(chǎn)生延遲裂紋，對(duì)于大于60mm的厚板施焊時(shí),應(yīng)采取焊后緊急后熱及保溫緩冷措施,后熱溫度不低于250°C,持續(xù)恒溫2h后，再進(jìn)行保溫覆蓋,緩慢冷卻至常溫。該措施可以減緩焊縫的冷
7、卻速度，有助于擴(kuò)散氫的逸出。在低溫環(huán)境施工中，SMAW焊接根據(jù)Av值（1根焊條所焊焊縫的長(zhǎng)度與該焊條長(zhǎng)度（除焊條頭）之比）控制熱輸人容易成功。在Av0.6的條件下，通過控制不同焊接位置的Av完成了大電流、薄焊道、多層多道的焊接技術(shù),有效的提高了焊縫的溫度,避免了淬硬組織的發(fā)生。焊后熱處理，是指在焊接完成以后，焊縫尚未冷卻至100°C以下時(shí)，進(jìn)行的低溫?zé)崽幚?。一般?guī)范為加熱到200~35CTC,保溫2~6小時(shí)。焊后熱處理的主要作用是加快焊縫及熱影響區(qū)中氫的逸出，對(duì)于防止低合金鋼焊接時(shí)產(chǎn)生焊接裂紋的效
8、果極為顯著。2.3焊接工藝選走經(jīng)過對(duì)施工條件以及施工質(zhì)量要求的充分考慮，最終決定對(duì)于厚鋼板采用多層多道施焊方法。(1)可以減少焊接變形。單層焊的時(shí)候，一般都要運(yùn)條，焊縫寬度比較寬,變形比較大。多層焊時(shí)一般是不運(yùn)條,可以減少變形量；(2)減少焊縫應(yīng)力。由于單層焊時(shí)變形大，造成了應(yīng)力也比較大。多層焊時(shí)的變形小，在焊接結(jié)構(gòu)的剛性比較大時(shí)，所產(chǎn)生的拘束應(yīng)力會(huì)大大減少；(3)防止焊縫過熱。由于多層焊時(shí)的輸入熱量比多層焊時(shí)小，焊縫的熱影響區(qū)小,焊縫高溫停留時(shí)間短,防止了焊縫接頭的過熱，有效的改
