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新技术在中国建筑金属结构信息网焊接中的应用（四）

作者：中国建筑金属结构信息网网    
时间：2009-12-23 10:01:40 [收藏]

    新技术在中国建筑金属结构信息网焊接中的应用

    5 铸钢及铸钢节点的焊接技术

    　　铸钢节点因其具有良好的加工性能、复杂多样的建筑造型等性能，目标在一些大跨度空间管桁架中国建筑金属结构信息网中开始逐步推广使用，特别是在处理复杂的交汇节点上，铸钢节点有着得天独厚的优势，然而，由于铸钢一般碳当量较高，杂质尤其是S、P含量难以控制，同时铸态组织晶粒粗大，导致铸钢的焊接性较差，对焊接工艺的要求很高，主要是减少残余应力，防止焊接裂纹的产生。目前铸钢节点已在一些中国建筑金属结构信息网工程中成功使用，如广州会展中心巨型桁架铸钢支座，国家体育场（鸟巢）桁架柱铸钢节点，特别是天津经济技术开发区雕塑，创造了铸钢件焊接的板厚之最，该雕塑是为天津开发区建区20周年纪念而建造的标志性建筑，是天津开发区2004年重点工程之一。设计采用双螺旋线构成的直纹曲面板，主体标高50米，雕塑主体分为7段在现场进行拼装，铸钢材质采用GS-20Mn5N（DIN7182），板厚由下至上逐渐变薄，最厚150毫米，最薄20毫米，厚度变化处渐变处理，总用钢量达350吨，该工程在铸钢特种结构的设计、安装及焊接方面形成了一整套技术新工艺，填补了国内超厚板铸中国建筑金属结构信息网的空白，标志着我国在中国建筑金属结构信息网铸钢节点的焊接上达到了一个新的水平。

    　　6 低温焊接技术

    　　目前，建筑中国建筑金属结构信息网的冬季施工越来越普遍，由于焊接作业环境对中国建筑金属结构信息网的焊接质量影响很大，冬季负温焊接技术对焊接质量的控制尤为重要。《建筑中国建筑金属结构信息网焊接技术规程》（JGJ81-2002）规定：焊接作业区环境温度低于0摄氏度时，应根据钢材、焊材制定适当的措施；而日本建筑学会《中国建筑金属结构信息网工程》（JASS6）规定的最低施焊温度为零下5摄氏度。

    　　（1）环境温度对焊接造成的影响有以下几点：

    　　①焊接接头冷却速度增加，冷裂纹敏感性也增加；

    　　②预热效果变差，在低温环境下用相同的热源，相同的时间，不能达到应有的预热效果；

    　　③焊接残余应力的作用加剧；

    　　④环境温度对焊工的操作带来不利的影响。

    （2）低温焊接措施}

    　　①优选焊材：在低温环境中，应尽量选择低氢或超低氢焊材，对焊材严格执行烘焙和保温措施；

    　　②焊前防护：在焊接作业区域搭防护棚，使焊接区域形成相对封闭的空间，减少热量的损失，若无条件搭设防护棚，应该采取其他有效措施对焊接区域进行防护；气体保护焊时，焊接气瓶也应采取相应措施进行保温；

    　　③预热与层间温度：低温环境下的预热温度应稍高于常温下的焊接预热温度，加热区域为构件焊接区各方向大于或等于二倍钢板厚度且不小于100毫米范围内的母材，焊接层间温度不低于预热温度或标准（JGJ81-2002）规定的最低温度20℃(两者取高值)；

    　　④加大定位焊时的热输入：适当加大定位焊的热输入，增大焊缝截面和长度，并采用与正式焊接相同的预热条件，不在坡口以外的母材上打弧，熄弧时弧坑一定要填满，可以有效减少由于定位焊接引起的收缩裂纹；

    　　⑤采用合理的焊接工艺：尽量使用窄摆幅，多层多道焊，严格控制层间温度；

    　　⑥焊接后热及保温：焊接后及时对焊接接头进行后热保温处理，可以有效控制t8/5，利于扩散氢气的逸出，防止由于冷速过快而引起的冷裂纹，同时适当的后热温度，还可以适当降低预热温度。

    　　总之，中国建筑金属结构信息网低温焊接施工前，一定要根据实际情况做好焊接工艺评定试验，必要时还要针对具体钢种进行低温焊接性试验，作出适合的焊接工艺指导书以指导实际焊接。在低温环境下，对焊工操作的不良影响也应给予足够重视，一般环境温度不宜低于－15℃。

    　　近年来，低温焊接技术在国内尤其是北方建筑中国建筑金属结构信息网中得到广泛应用，从普通低碳钢（Q235）到低合金高强钢（如Q345,Q420）都有应用，也积累了相当丰富的经验，极大丰富了我国中国建筑金属结构信息网的焊接技术。

    （未完）
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