●《钢结构焊接工艺手册》第1篇第2章.pdf

第 1 篇 建筑钢结构 焊接工程基础知识 第 2 章 建筑钢结构 焊接技术的难点及其对策 现代建筑钢结构焊接工程正在向大型化和高参数方向发展；钢板的强度越来 越高，越来越厚，系统愈来愈复杂，各类钢结构体系因自重和外加自然载荷的影 响，承受着复杂多样的环境载荷，钢结构体系的运营条件越来越苛刻，要求条件 越来越严格；由于建筑钢结构焊接工程的发展趋势所决定，使建筑钢结构形成若 干难点，就其本质而言，就是建筑钢结构母材强度级别的不断提高和结构体系不 断创新而日趋复杂所致： 2.1、 建筑钢结构用高强钢厚板焊接是建筑钢结构突出的难点之一 自2003 年北京新保利钢结构焊接工程，首先采用了进口钢材 ASTM A913 GR60 （相当于我国 Q420 钢，其实质是淬火加自回火钢材：简称 QST 钢）以来。 高强、厚板钢材迅速进入到建筑钢结构行业，一些焊接新工艺应运而生，人们对 焊接应用技术理论的认识不断被刷新，经过两年的发展，目前国内已有数个钢结 构工程使用高强钢，如国家体育场 （鸟巢）使用国产 Q460E-Z35 钢，最大板厚 110mm；国家游泳中心 （水立方）工程使用国产 Q42℃钢；中央电视台新台址工 程更是使用了 Q390D、Q420D-Z25、Q460E-Z35 级别的钢材，近来、深圳平安高层 用钢材强度等级已经达到 550MPa；高强钢在建筑钢结构中的广泛应用，带动了 高强钢焊接技术的发展。因此、北京新保利钢结构焊接工程开创了我国建筑钢结 构采用高强钢的先河。 随着我国建筑钢结构技术的不断发展，新钢种的应用愈来愈多；在材料的选 用上，趋向于越来越多的使用高强度、大厚度钢材，而且随着材料制造工艺水平 54 的不断提高，铸钢、奥氏体不锈钢、复合钢板也得到越来越多的应用；在外观上， 结构形状新颖独特，标新立异，不与人雷同，体现了这个时代个性张扬的特点； 特别是以 Q460E-Z35 钢为代表的，国家体育场 “鸟巢”钢结构焊接工程的出现 及顺利竣工，把我国建筑钢结构技术水平提高到一个新的台阶，使我国建筑钢结 构迅速进入成熟期，客观上带来了一系列技术进步； 顺应我国建筑钢结构技术的发展轨迹，我国钢材必定向更加高级的方 发 展；节能减排的绿色制造理念将推动焊接钢结构的变革。因此、新钢种会层出不 穷；各类高强度建筑结构钢、船板钢、压力容器钢、管线钢、桥梁钢、耐热钢和 低温钢等，都会沿着 Q460E-Z35 钢的研制道路进一步升华，将通过钢水精炼和 控軋控冷 （TMCP ）等先进工艺，都会 “低碳、微合金化、纯洁化、细晶粒化” 方向发展，提高钢材的强度和韧性、这肯定是我国钢铁工业发展的基本技术路线。 “中国 2006～2020 钢铁科学与技术发展指南”中明确提出，将逐渐稳定生 产屈服强度 400～800MPa，抗拉强度 600～1400 Mpa 级高强度高韧性钢材以及 提高强度 1～4 倍的所谓 21 世纪超级钢；可以预言：随着高强钢和超高强钢的推 广应用，将冲击传统焊接设计理念；钢材的不断发展和进化，必将对钢结构焊接 技术提出新的更高的要求。因此、技术上的未雨绸缪 “防患于未然”，必然会成 为建筑钢结构焊接技术的基本思想。 所谓高强钢 （高性能钢）就是考虑焊接性，生产的屈服强度大于 400MPa、 抗拉强度大予 500MPa 的可焊钢材；抗拉强度大于等于 1200MPa 的钢材一般分类 叫：超高强钢。 根据以上阐述，GB50661 《钢结构焊接规范》所述材料表中，从Ⅲ类钢材开 始已经进入到高强钢 （高性能钢）的范畴。 众所周知，随着钢板强度和厚度的增加，其断裂韧度不断降低；更主要的是 这种高强大厚度钢板经过