新技术在国内建筑钢结构焊接中的应用论文_伏吉卫

新技术在国内建筑钢结构焊接中的应用论文_伏吉卫

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摘要:随着我国经济的不断增长,国家对于建筑技术的研究也不断发展成熟,而钢结构焊接作为我国建筑工程中的重要组成部分,其有关技术的发展和应用更是一个受关注度较高的研究课题。文章分析了各项新技术在钢结构焊接中的焊接设备、焊接方法、焊接技术等方面的应用,希望能够有效推动我国建筑钢结构焊接技术的发展,提高建筑施工的整体水平。

关键词:建筑施工;新技术;钢结构焊接

1新技术在钢结构焊接方法中的应用

随着建筑钢结构中厚板和箱形构件的使用范围越来越广泛,箱形构件的隔板焊接(电渣焊)、三丝焊、埋弧双丝焊等高效焊接技术获得了大量使用,而栓钉焊接技术也随着组合楼板在建筑钢结构的大量应用获得了极大的发展空间。现阶段,在建筑钢结构中,相较于传统的手工药皮电弧焊而言,CO2气体保护焊的应用不仅有效缩短了建筑施工的施工期限,还在一定程度上提高了钢结构焊接的施工效率,具有更高的现代化特性。药芯焊丝(FCAW)、实芯焊丝(GMAW)是CO2气体保护焊中两种最重要的焊丝,混合气体保护焊和实芯焊丝CO2按熔滴过渡形式又可以分为短路过度、熔滴过渡、脉冲电流过渡以及喷射过渡四种。这四种过渡形式对直径一定的焊丝来说,其变形程度、热输入以及施工效率都是由大到小的变化;不仅如此,就连对应的电流也是由大到小的变化。

2新技术在钢结构焊接设备中的应用

在钢结构焊接中,电焊机是其重要是施工设备,被称为“钢铁缝纫机”。大量资料显示,与发达国家的工业技术加工设备相比,电焊机的发展速度更快,发展前景也更为广阔。电渣焊机、埋弧焊机、MAG和MIG焊机以及手工焊机都是建筑钢结构中应用较广的焊接设备,伴随着微电子技术和电力电子技术的发展,我国的电焊机设备正朝着可控性强、节能、高效、优质的方向发展,但电焊机的现场操作性却越来越强,质量更轻,体积也越来越小,特别是逆变电源的普及更是有效推动了电焊设备的研究和应用。现阶段,在逆变焊机中双零开关谐振电路作为一种全新的控制技术,在电焊机电流过零或是电压过零时切换开关,降低开关耗损的产生,使建筑钢结构焊接设备的使用更加高效、节能、环保。

3新技术在钢结构焊接技术中的应用

3.1高强钢焊机技术

在建筑钢结构焊接技术中,高强钢焊接技术所生产出来高强钢具有以下特性:(1)合金化强:高强钢焊接技术利用微合金元素的析出强化、细晶强化,有效提高钢板的韧性和强度;并通过正火均匀组织、细化晶粒等措施,进一步强化钢板的韧性和塑性。中厚板(国产钢板)就是利用这种技术制作出来的。(2)强化组织:强化组织的原理就是调质处理,将冷却结晶生成的强度、硬度较高的不稳定组织(淬火过饱和固溶体)进行回火,软化分解后强化钢板的韧性和塑性。(3)TMCP(控轧控冷工艺):严格控制钢板厚度下降和冷却的时间,在开始生成铁素体(Ar3910℃)的温度下完成终轧。由于无法利用热处理获得高强钢力学性能和显微组织,而这种方法能够有效弥补这一缺陷,获得焊接性好、强度高的钢板。(4)QST(淬火+自回火控制轧制):新保利大厦工程中所使用的Gr60钢,利用控轧控冷工艺的特殊应用,使钢板在淬火后利用截面中部温度散热并开始自回火,不仅焊接性好,钢板强度也高。

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3.2低温焊接技术

目前很多钢结构焊接技术的研究都改进了建筑钢结构在冬季施工的短板,但外界环境温度对建筑钢结构的焊接作业所带来的影响仍然无法避免,低温焊接技术就在此环境下应运而生,其主要措施如下:(1)选择焊材:低氢或超低氢焊材更适用于低温环境中的钢结构焊接作业,并要严格执行焊材的保温措施和烘焙措施;(2)焊前防护:为了减少焊接过程中热量的损失,在可以在有条件的情况下搭建防护棚;若无搭建条件也可以利用其他措施进行防护,采用一定的措施进行焊接气瓶的保温是也是气体保护焊的重要措施;(3)增大定位焊时的热输入:适当增加定位焊的热输入,采用与正式焊接一样的预热条件,加大焊缝的长度和截面,在熄弧时填满母材上的弧,不仅能够减少收缩裂纹在定位焊接操作时的产生,还能够强化钢板的强度;(4)应用合理的焊接工艺:严格控制焊接操作时的层间温度、尽可能采用多层多道焊以及窄摆幅;(5)焊接后的热保温处理:为了避免钢板由于冷却速度过快产生冷裂纹,提高氢气的溢出和扩散,可以采用热保温处理焊接接头,不仅在一定程度上降低预热温度,还能够有效优化建筑钢结构的焊接技术。

3.3厚钢板焊接技术

在鸟巢的建筑施工过程中,所使用的钢板厚度达到了110mm,在北京新保利大厦的建造中也使用了厚度达到125mm的轧制H型钢翼板,由此可见,厚钢板的应用是建筑钢结构的一个重要组成部分。厚钢板在大量钢结构工程中的应用一方面拓宽了建筑用钢的途径;另一方面推动了厚钢板焊接技术的进一步优化。在厚钢板焊接技术中,为了减少钢板变形和焊接作业中裂纹的产生,应当从以下方面进行考虑:①选择合理的坡口形式。尽可能选择用X坡口或是双U坡口,若是单面焊接,则利用窄间隙、小角度坡口,尽可能降低焊接的残余应力、增强工作效率、减小焊接收缩量。②合理控制层间和预热温度。③后热和保温处理。

4新技术在钢结构焊接检测技术中的应用

无损检测(NDT)、外观检测(VT)以及破坏性试验是检测焊接接头质量的主要途径,文章对新技术在钢结构焊接无损检测的应用进行简单介绍。导波、磁记忆、声发射、渗透、磁粉、超声以及射线是焊接无损检测的主要方法。其中焊接涉嫌由于对安全的特殊要求和自身特点,在钢结构的现场检测中不常应用。

5结束语

建筑钢结构具有维护方便、外形丰富、适应性强、建设周期短、自重轻等特点,但也正是因为有了这些优势,才使建筑钢结构的应用越来越广。随着新工艺、新设备、新材料以及新技术的不断涌现,有效提高了建筑钢结构建设在我国的经济地位。

参考文献:

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[5]刘景凤,段斌,马德志.新技术在国内建筑钢结构焊接中的应用[J].电焊机,2007(04):38-44+63.

论文作者:伏吉卫

论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期

论文发表时间:2019/7/22

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