建筑钢结构高性能钢焊接技术的探讨

发表时间:2020/4/28   来源:《科学与技术》2019年第20期   作者:姚泽锋
[导读] 建筑钢结构已经成为当下建筑行业的主要建筑形式
         【摘要】建筑钢结构已经成为当下建筑行业的主要建筑形式,为保障钢结构建筑质量,需要对钢结构高性能钢焊接技术进行优化,以不断完善钢结构建筑质量。基于此文章就建筑钢结构高性能钢高效焊接技术进行分析,从建筑钢结构高性能钢焊接技术和焊接材料需求的运用等方面进行深入研究。
         【关键词】钢结构建筑 高性能钢 焊接技术

一、高性能钢焊接技术现状
1.1焊接设备的发展现状
         焊接设备的选用关系到建筑钢结构的焊接质量,所以注重焊接技术的同时也要注重焊接设备的发展。目前我国的很多焊接设备都是从国外进口的或者是国外技术中国制造,不选我国的焊接设备的主要原因是我国的焊接技术发展时间不长,生产的焊接设备的技术还落后于国外。但是我国的钢结构制造企业在引进国外先进焊接设备进行生产的同时也在积极的开发属于咱们中国自己的焊接设备,所以相信不久之后我国生产焊接设备技术一定会赶上世界的步伐。
         1.2焊接技术以及材料的发展
         新中国成立之后我国的经济有了大力发展的保障,特别是在建筑领域当中不仅钢筋混凝土得到空前的发展,钢结构技术在建筑业的应用也越来越广泛,特别是高性能钢钢结构焊接技术的发展更是给钢结构建筑的出现带来了技术支撑。20世纪30年代的时候在钢结构的焊接技术领域出现了一种新的焊接技术,即焊条电弧焊技术,在40年代的时候中期埋弧焊又成为了主要的焊接技术,60年代之后陆续出现了实心焊丝、螺栓焊、药芯焊丝气体保护焊、熔嘴电渣焊等新技术。可想而知,这些焊接技术的出现给后来的高性能钢结构建筑的发展提供了强大的技术支撑,虽然焊接技术很多,但是并不是每一种焊接技术都是可以应用在建筑高性能钢结构的焊接当中,焊接技术与焊接工艺的选择要根据高性能钢的特性以及焊接材料等来确定。
二、高性能钢的焊接技术
2.1高性能钢的选用原则
         根据国标《钢结构焊接规范》GB50661一2011第4.0.3条的要求“选用的钢材应具备完善的焊接性资料、指导性焊接工艺、热加工和热处理工艺参数、相应钢材的焊接接头性能数据等资料;新材料应经专家论证、评审和焊接工艺评定合格后,方可在工程中采用”。在此所涉及的高性能钢及配套焊接材料无论是屈服强度大于460 MPa或是低于175 MP。均在此列,因此在工程正式采用前应具备相关的技术资料。
         上述技术资料的获取主要有两种渠道:一是生产厂家提供;二是应由具有资质与能力的第三方进行相关的试验验证。无论采用何种方法,所提供的技术资料中至少应包括如下试验项目的结果:钢材的检验;焊接材料性能检验;焊接冷裂纹敏感性试验;碳当量;焊接连续冷却组织转变图;热影响区最高硬度试验;斜Y坡口(小铁研)焊接裂纹试验;焊接冷裂纹插销试验;钢板热切割试验;热矫正试验;时效敏感性试验;焊接工艺评定。


         2.2高性能钢的焊接特点
         2.2.1焊接方法的选择
         在国标《钢结构焊接规范》GB50661一2011第一章第1.0.2条中规定“本规范适用于工业与民用钢结构工程中承受静荷载或动荷载、钢材厚度大于等于3 mm的结构焊接。本规范适用的焊接方法包括焊条电弧焊、气体保护电弧焊、药芯焊丝自保护焊、埋弧焊、电渣焊、气电立焊、栓钉焊及其组合。”但对于高性能钢材的焊接要尽可选择焊接热输入量较低的焊接方法,如焊条电弧焊、气体保护焊、单丝埋弧焊等。根据实验,普通碳素钢或低合金高强钢耐受焊接热输入量的上线大约为50 kJ/cm。而不同的焊接工艺方法其热入量变化范围较大。
         为使焊缝金属的性能达到母材的要求,特别是对于高性能钢,及常用钢材的D或E级更应严格控制焊接热输入量,否则会降低焊缝接头的韧性。
         比较直观的控制焊接热输入量的方法是:控制单道焊缝的宽度。当采用焊条电弧焊时,其单道焊缝的宽度不应大于所用焊条直径的4倍;采用直径为1.2 mm的气保焊时,其单道焊缝的宽度应控制在20 mm以内;当采用埋弧焊时应严禁采用单熔池双丝焊,且尽量采用常用规范参数的下限值。
         2.2.2焊接材料的选配原则
         对于高性能钢焊接材料的选择与一般结构钢并无本质性的区别主要以下原则为主:
         等强匹配。焊接材料熔敷金属的强度、塑性、冲击韧性大于等于母材标准规定的最低值。焊接接头(焊缝及热影响区)各项性能全面达到母材标准规定的最低值。
         兼顾焊缝塑性。厚板焊接时按厚度效应后的强度选配焊材,节点拘束度大时可在1 /4板厚以下配用低强焊材。
         满足冲击韧性要求。必须重点选择焊材的韧性使焊缝及热影响区韧性达到钢材的标准要求,控制焊接材料中碳、硫、磷、氮、氢、氧含量,选用优质碱性低氢焊材。
         三、结束语
         对于高性能钢的焊接,应根据钢材本身的强化机理和供货状态,综合考虑其性能要求,合理选择焊接材料和试验方法对其焊接性做出评价,制订合理的焊接工艺,以指导实际施工。
        
        
【参考文献】
[1]高彦丽.试析建筑钢结构焊接技术发展趋势与创新[J].四川水泥.2019(04)
[2]郑照高.建筑钢结构的焊接工艺与性能分析[J].建材与装饰.2018(25)
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: