问题 1
焊接连接有哪些优点和缺点?
焊接连接的优点:结构简单,不削弱构件截面,加工容易,焊接方法多样钢结构现场焊接,可实现自动化操作,节省钢材,效率高,刚度较大,整体性好,密封性能好。
焊接连接的缺点:钢材在热影响区金相组织发生改变,局部材料变脆;焊接后存在焊接残余应力和残余变形,降低了受压构件的承载能力;焊接结构对裂纹十分敏感,一旦局部出现裂纹,很容易扩展至整体,低温冷脆性更为突出。
第二季度
钢材焊接性的定义及影响因素是什么?
钢材的焊接性是指材料在适当的设计和工作条件下,易于焊接和满足结构性能的程度。焊接性常受钢材化学成分、轧制方法和板材厚度等因素的影响。为评价化学成分对焊接性的影响,一般用碳当量(Ceq)来表示。Ceq越小,钢材的淬硬倾向越小,焊接性越好;反之,Ceq越大,钢材的淬硬倾向越大,焊接性越差。碳当量Ceq(百分比)值可按下式计算:
第三季度
焊接应力与焊接变形的产生原因及减少措施有哪些?
钢结构焊接过程是一个不均匀加热和冷却的过程。焊接时焊缝及其附近温度很高,而远处大部分金属未受热,主体金属膨胀和收缩不均匀。冷却后,焊缝会产生不同程度的收缩和内应力(纵向和横向),引起焊接结构的各种变形。
一般来说,可从设计和加工工艺两个方面来减少焊接应力与焊接变形:
设计措施:合理安排焊缝位置;合理选择焊缝尺寸;焊缝数量应少且不要过于集中,避免出现三维交错焊缝;尽量避免在母材厚度方向产生收缩应力。
工艺措施:合理安排焊接顺序;采用反向变形;焊前预热,焊后回火。
Q4
钢结构常见的焊接方法有哪些?
钢结构常见的焊接方法有手工电弧焊、自动(或半自动)埋弧焊、气体保护焊等。
手工电弧焊:接通电源后,产生电弧使焊条中的焊丝熔化,并滴落到焊件上由电弧形成的熔池中。焊条药皮形成的熔渣和气体覆盖在熔池上,阻止空气与熔融的液态金属接触,避免形成脆性、易开裂的化合物。
埋弧焊:电弧在焊剂层之下燃烧的电弧焊接方法。焊丝上不涂焊剂,而是用从焊剂漏斗中自动流下的颗粒状焊剂覆盖焊接端部。电弧完全埋在焊剂中,电弧热量集中,熔深较大,适用于焊接厚板,生产率较高,同时焊接质量好,焊件变形小。
气体保护焊:采用二氧化碳气体或其他惰性气体作为保护介质的电弧焊接方法。保护气在电弧周围形成局部保护层,防止有害气体的侵入,保证焊接过程的稳定性。焊缝强度比手工电弧焊高,塑性和耐腐蚀性好。适用于全位置焊接,有正向和反向方法。
问5
各种常见的焊接规范?
常用的焊接位置、接头形式、坡口形式、焊缝类型及管结构节点形式代号如下:
问6
常见的焊接缺陷有哪些,其产生原因及处理方法?
焊缝缺陷一般分为裂纹、孔洞、固体夹杂、未熔合、未焊透、形状缺陷六大类。
裂纹:通常有热裂纹和冷裂纹。热裂纹产生的原因主要是母材抗裂性能差、焊接材料质量差、焊接工艺参数选择不当、焊接内应力过大等。冷裂纹产生的原因主要是焊接结构设计不合理,焊缝布置不当,焊接工艺措施不合理,如焊前不预热,焊后快速冷却等。解决的方法是:在裂纹两端钻止裂孔或清除裂纹处焊缝金属,进行补焊。
孔洞:通常分为气孔和弧坑缩孔两种。气孔产生的主要原因有焊条药皮严重损伤、焊条及焊剂未烘烤、母材上有油污或铁锈、氧化物、焊接电流太小、电弧长度太长、焊接速度太快等,处理方法是刮除气孔处的焊缝金属后再进行补焊。弧坑缩孔产生的主要原因有焊接电流过大、焊接速度过快、熄弧过快、未反复添加填充金属使弧坑熄灭等,处理方法是对弧坑进行补焊。
固体夹杂:有夹渣和夹钨两种缺陷。夹渣产生的主要原因有焊接材料质量差、焊接电流太小、焊接速度太快、熔渣密度过大、熔渣上浮阻碍、多层焊时熔渣未清理干净等。处理方法是将夹渣处的焊缝金属剔除后再焊接。钨夹杂产生的主要原因有氩弧焊时钨电极接触熔池金属等。处理方法是将钨夹杂处的缺陷金属剔除后再焊接。
未熔合、未焊透:主要原因是焊接电流太小、焊接速度太快、坡口角度间隙太小、操作技术不良等。处理未熔合的方法是将未熔合处的焊缝金属刮掉后再进行焊接。处理未焊透的方法是对于开口性较好的结构单面未熔透,可在焊缝背面直接施焊。对于不能直接施焊的重要焊件,应将未焊透的焊缝金属刮掉后重新施焊。
形状缺陷:包括咬边、焊缝、塌陷、根部收缩、错位、角度偏差、焊缝超高、表面不平整等。
问7
防止板材层状撕裂的常用措施有哪些?
在T形、十字形及角接节点中,当翼缘厚度不小于20mm时,为避免或减少母材厚度方向较大的焊接收缩应力,宜采用如下节点结构设计:
问8
如何检验焊接质量?
焊接完成后对焊缝进行检查,首先进行外观检查,用肉眼或放大镜观察焊缝有无咬边、烧穿、未焊透、裂纹、错边、下垂等缺陷,检查焊缝外形尺寸是否符合要求。
超声波检测是检测焊缝内部缺陷的常用方法,其原理是利用超声波在金属内部传播,遇到两种介质的界面时发生反射和折射的原理来检测焊缝内部的缺陷,根据波形可以判断缺陷的存在和位置。由于探头与试件之间存在反射面,超声波检测时需要在焊缝表面涂抹耦合剂钢结构现场焊接,而且超声波检测无法确定缺陷的类型和尺寸。
无损检测中有时也采用射线检测。射线检测有X射线和γ射线检测两种。其原理是当射线穿过被检焊缝时,如果有缺陷,则穿过缺陷处的射线衰减很小,因此焊缝背面的胶片上的感光性强。胶片洗净后,在缺陷处会出现黑点或条纹。X射线辐照时间短、速度快、设备复杂、成本高、穿透能力小,被检焊缝厚度小于30mm。γ射线检测设备轻便,操作方便,穿透能力强。
问9
抽检结果判定的依据是什么?
问10
什么情况下需要进行焊接工艺评定?
除国家钢结构焊接规范中免于考核的条件外,建设单位首次使用的钢材、焊接材料、焊接方法、接头形式、焊接位置、焊后热处理制度、焊接工艺参数、预热与后热措施等各项参数组合,在钢结构构件制造、安装前均应进行焊接工艺考核。