管桁架异种钢焊接工法解析.doc

管桁架异种钢焊接工法 1.前言 随着国内经济的腾飞，为了满足人们对建筑的多样性和实用性，越来越多的大型钢结构建筑拔地而起，钢结构的结构形式越来越新颖,构造越来越复杂,带来了的多样化 2.工法特点 2.1异种钢焊接部位过度段平滑，无应力集中影响。 2.2减少异种钢焊接收缩变形对结构垂直度及平面弯曲度的影响。 2.3减少异种钢焊接部位的残余应力，减小对结构安全的影响。 2.4对异种钢焊接收缩变形进行精确计算并在焊接过程进行有效控制。 2.5异种钢的焊接先后顺序要事先组织妥当。 3.适用范围 主要适用于高层、超高层、大跨度钢结构的管桁架异种钢焊接施工。 4.工艺原理 根据铸钢件外形的不规则特征测定重心位置，并根据重心和重量选择吊点和吊索具以及吊装机械，确定吊装顺序。根据铸钢件的化学成分与低碳钢或低合金钢材的化学成分比较的差异，及相互之间焊接时的母材变化差异、热影响区的不同进行焊接试验并制定焊接工艺评定文件，然后根据焊接工艺评定文件的相关参数和工艺指导书进行实体焊接。 5.施工工艺流程及操作要点 5.1异种钢焊接工艺评定流程 焊接工艺评定试件应该从工程中使用的相同钢材中取样，并在产品焊接之前完成。焊接工艺评定按下列程序进行： 序号 评定流程 1 由技术员提出工艺评定任务书(焊接方法、试验项目和标准)； 2 焊接责任工程师审核任务书并拟定焊接工艺评定指导书(焊接工艺参数)； 3 焊接责任工程师将任务书、指导书安排焊试室责任人组织实施； 4 焊接责任工程师依据焊接工艺评定指导书，监督由本企业熟练焊工施焊试件及试件和试样的检验、测试等工作； 5 焊试室责任人负责评定试样的送检工作，并汇总评定检验结果，提出焊接工艺评定报告； 6 评定报告经监理单位和焊接责任工程师审核，企业技术总负责人批准后，正式作为编制指导生产及现场施工的焊接工艺的可靠依据。 7 焊接工艺评定所用设备、仪表应处于正常工作状态且为项目正式施工使用的设备，试样的选择必须覆盖本工程的全部规格并具有代表性。 焊接工艺评定的原则 序号 原则 1 不同焊接方法的评定结果不得互相代替。 2 不同类别钢材的焊接工艺评定结果不得互相代替。 3 Ⅰ、Ⅱ类同类别钢材中当强度和冲击韧性级别发生变化时，高级别钢材的焊接工艺评定结果可代替低级别钢材;Ⅲ、Ⅳ类同类别钢材中的焊接工艺评定结果不得相互代替;不同类别的钢材组合焊接时应重新评定，不得用单类钢材的评定结果代替。 4 接头形式变化时应重新评定，但十字形接头评定结果可代替T形接头评定结果，全焊透或部分焊透的T形或十字形接头对接与角接组合焊缝评定结果可代替角焊缝评定结果。 5 评定试件的焊后热处理条件应与钢结构制造、安装焊接中实际采用的焊后热处理条件基本相同。 6 焊接工艺评定结果不合格时，应分析原因，制订新的评定方案，按原步骤重新评定，直到合格为止。 7 施工企业己具有同等条件焊接工艺评定资料时，可不必重新进行相应项目的焊接工艺评定试验。 (流程图框架) 5.4可焊性评定 影响金属材料可焊性的主要因素是化学成分。各种化学元素加入金属材料后，对焊缝组织与性能、夹杂物分布、焊接热影响区的淬硬程度等影响不同，产生裂缝的倾向也不同。在加入金属材料的各种元素中，碳的影响最明显，其它元素的影响可以折合成碳的影响，因此人们用碳当量方法来估算被焊金属材料的可焊性。磷和硫是金属材料的有害元素，对可焊性影响很大，因此，应严格控制。 表1 GS-20Mn5铸钢的化学性能 质量比例 （%） 焊接碳当量Ceq C Si Mn P S Cr Mo Ni 0.17 ~0.23 ≤0.6 1.00~ 1.50 ≤0.02 ≤0.015 ≤0.3 ≤0.15 ≤0.4 ≤0.42 根据国际焊接学会推荐的碳当量Ceq计算公式： Ceq=C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15 碳当量为0.42%，钢材塑性下降，强度增加，淬硬倾向明显，可焊性较差，对焊接工艺要求高。 5.5裂缝产生的原因 （1）通常情况下，在焊接生产中，由于焊件或焊材不洁而使焊缝出现气孔的现象十分普遍。焊件铁锈中含有较多的Fe2O3和结晶水，对熔池有氧化作用，同时又析出大量的氢气。由于增加氧化作用，在结晶时就会促成生成CO气孔。铁锈中的结晶水，在高温时分解出氢气，从而增加了生成氢气孔的可能性。 氢是引起高强钢焊接时产生氢致延迟裂纹的重要因素，由于氢进入金属后将对金属的力学性能造成损伤，溶解于金属晶格中的氢使塑性、韧性明显下降，甚至产生裂纹，导致脆性破坏。所以为了防止焊接冷裂缝的出现，应采用焊前预热、焊后缓冷等措施，以便氢的扩散逸出，降低焊接接头含氢量。 （2）焊接时，当其他工艺因素不变时，随着电流的增大，熔深和焊缝余高显著增加，而