钢结构施工中厚板焊接质量问题及解决措施

   日期:2024-09-06     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:281    
核心提示:从而达到控制焊接线能量的输入,达到控制厚板焊接质量之目的。

钢柱、钢梁一般在工厂加工,在现场安装,对于厚板焊接,容易造成板层撕裂、整体变形(如挠度、扭曲)、接头应力集中、焊缝裂纹及夹渣等质量问题,对钢结构的安全使用影响很大。

措施

在钢结构详细设计阶段,为减少厚板焊接易出现的质量问题,从焊接节点设计到构件制造及现场安装焊接结构设计都进行了精心设计,并与钢结构设计单位进行了细致的沟通。

(1)焊接节点设计

在T形、十字形及角接节点设计时,当翼缘板厚度不小于20mm时,为避免或减少母材厚度方向较大的焊接收缩应力,应采用相关的节点构造设计。

(2)构件制造及现场安装焊接结构设计

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对于要求焊缝与母材具有同等强度的对接接头,纵、横向的对接焊缝宜采用T形交叉;交叉口间距不宜小于200mm,拼接材料的长度和宽度均不应小于300mm;焊接箱形组合梁、柱的纵向焊缝宜采用全焊透或部分焊透的对接焊缝,要求全焊透时,宜采用带垫板的单面焊。仅承受静荷载的焊接H型梁、柱的纵向焊缝宜采用全焊透或部分焊透焊接。当腹板厚度大于25mm时,连接焊缝应采用全焊透焊缝或部分焊透焊缝;箱型柱与隔板的焊接应采用全焊透焊缝;对于不能采用电弧焊的焊接,应采用电渣焊,焊缝应对称布置。 H型框架柱安装拼接节点宜采用高强螺栓与焊接组合节点或全焊节点。当采用全焊节点时,翼缘板宜采用单V型坡口加衬垫全焊透焊缝。腹板厚度宜如下:坡口大于20mm时,宜采用K型坡口,焊前应清理背面;箱形框架柱安装拼接宜采用全焊缝节点,根据设计要求采用全焊透焊缝或部分焊透焊缝。全焊透焊缝的焊缝坡口宜为单V型坡口加垫板。

(3)层状撕裂控制措施

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采用双面坡口对称焊接替代单面坡口不对称焊接,使用低强度焊条先焊好坡口内母板表面的塑性过渡层,采用低氢、超低氢焊条或气体保护电弧焊焊接,提高焊前预热温度。

(4)焊接裂纹的预防措施

加强焊缝坡口的清理,清除一切有害物质;加强焊前预热温度的控制;焊前对坡口根部进行烘烤,清除一切水分和湿气,降低焊缝中的氢含量。严格控制熔合比:在材料能够完全焊接的条件下,严格控制钢母材熔融金属在整个焊缝中所占的比例,以减少母材中有害物质对焊缝性能的相关影响。严格控制线能量:根据三维热传导条件下T8/5及焊接线能量的计算公式,针对箱形构件转角埋弧焊加热效率,计算线能量最佳范围为13812J/cm2-40492J/cm2。,取计算线能量的中间范围值,焊接线能量应控制在23-37KJ/cm2最佳范围内。从而达到控制焊接线能量的输入,达到控制厚板焊接质量的目的。

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(5)焊接变形控制措施

厚板焊接要求熔敷金属量大,热输入大,因此变形也大,因此要严格根据工艺条件为构件选择合理的焊接坡口形式。尽量采用双面坡口形式,只允许单面焊接。焊缝采用窄间隙坡口形式,减少焊接总热输入量,可有效减少焊接变形。选择合理的焊接方法和焊接工艺参数。能量集中、热输入小的焊接方法,可有效减少焊接变形。热输​​入是影响变形的关键因素,当焊接方法确定后,可通过调整焊接工艺参数来控制热输入,保证焊缝全焊透、无缝隙。在消除缺陷的前提下,尽量选择小热输入。选择合理的组装、焊接顺序。可采用构件组装-焊接的方法,通过“化整体为零件,化零件为整体”,有效减少生产工序。中间构件的刚性有利于构件的翻焊和对称焊,通过矫正构件的变形,可以有效减小整体构件的焊接变形。对称焊缝可采用对称、同向焊接。当焊缝在结构上分布不对称时,若焊缝位于构件中性轴的两侧,可调整焊接热输入和交替焊接的顺序来控制变形。对于较长的焊缝,采用分段回焊法和跳焊法,避免焊缝局部加热。

现场焊接防止变形的措施:

焊接变形与焊接应力控制是保证构件焊接质量的重要方面,本工程采用的变形控制措施是:安装调整后,若间隙仍大于18mm,可加宽垫板。钢母材坡口焊接时,在根部填满间隙,间隙为6~9mm。焊缝打磨后钢结构焊接坡口要求,用UT设备进行检测,经检测合格后方可进行焊接。对于小于3mm的焊缝,采用氧-乙炔火焰进行刨槽或切割,形成标准坡口,最后保证间隙符合要求钢结构焊接坡口要求,完工后加工艺垫板。对于喇叭接头,采用不平整的方法进行修复,最后达到均匀状态。焊接时,尽量保证在较少的约束下进行焊接。采用对称焊接,以减少焊接变形。

 
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