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1、‘H’型钢结构的焊接工艺2012年第13期SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION0机械与~-T-~科技信息'H,型钢结构的焊接工艺李学成(陕西国防工业职业技术学院陕西西安710302)【摘要】主要阐述焊接'H'型钢制造工艺难点:焊接变形产生的原因及分析,提出合理的解决方法,保证了'H'型钢焊接质量,提高了生产效率.降低了生产成本.【关键词】'H'型钢;焊接工艺;变形及矫正;对称焊接;焊缝1焊接'H'型钢优点及应用特点4焊接'H'型钢生产工艺分析及工艺方案焊接'H'型钢是一种新型经济建筑用钢'H'型钢截面形状
2、经济合理,承载能力高,外形美观,结构灵活,节省材料,保护环境.与普通工字钢比较,具有截面模数大,重量轻,节省金属的优点,可使建筑结构减轻30-40%;又因其腿内外侧平行,腿端是直角,拼装组合成构件,可节约焊接,铆接工作量达25%.常用于要求承截能力大,截面稳定性好的大型建筑(如厂房,高层建筑等),以及桥梁,船舶,起重运输机械,设备基础,支架,基础桩等.焊接'H'型钢材料通常为普通碳素结钢或低合金结构钢.焊接性能良好.根据使用性能,焊接过程中应严格控制焊接变形.并对焊后变形进行矫正,满足使用要求:根据承载能力及生产效率等要求.我们采用高
3、效率焊接方法埋弧自动焊和二氧化碳保护焊,保证大部分零件组装后焊透.经生产工艺实践,焊后均取得了满意的效果2焊接'H'型钢结构特点及技术要求2.1'H'型钢结构特点(图1)焊接'H'型钢梁,柱主要组成:腹板,两翼板,连接底板(同预埋地基连接),加强筋等组成.2-2'H'型钢技术要求/腹板L一—一一瞒筋K图12.2.1腹板,翼板焊后角变形~<2mm;.2.2.2整体'H'型钢的弯曲变形(挠度)≤(1一1.5)L(梁长yl000IIlln;旁弯≤(0.5—1)L长~1000mm;2.2-3腹板,翼板垂直度≤B(翼板宽)/200ram
4、;2.2.4各种板材平整度≤3ram:2.2.5腹板,翼板角焊缝及腹板,翼板拼接焊缝按GB11345的Ⅱ级标准执行:2.2.6整体'H'型钢不能有明显的扭曲变形.3焊接'H'型钢结构制造过程中易出现的质量问题3.1整体型钢的弯曲变形(挠度,旁弯),扭曲变形;如图2所示;3.2翼板与腹板的角变形,如图3所示;弯曲变形扭曲变形图23-3部分焊缝的未焊透现象(翼板与腹板的拼接焊缝及翼板与腹板的角焊缝);3.4各种板材的平整度不符合要求.I18图3根据焊接'H'型钢的结构特点和技术要求可知.它既要保证较高的焊接质量,又要满足高精度的外形尺寸.
5、同时,又要求高的生产效率.为了满足需要分析及方案如下:4.1翼板,腹板,加强筋等板材的平整度要求'H'型钢所用的板材大部分是中薄板材.其高效率的下料方法是剪切下料或数控火焰(或等离子弧)切割下料.由于剪切力或火焰热的作用.板材会产生不同程度的变形:生产过程中由于零件下料精度的影响,也会造成零件装配过程中翼板,腹板的不平;强行装配也会造成结构上的不平整这些变形都将会影响H型钢的外形尺寸和平整度要求.为了满足技术要求:①生产过程中严格控制下料尺寸.可防止装配过程造成变形;②下料后,根据不同板厚分类在钢板矫平机上矫正;③在组装过程中严格控制
6、装配垂直度,平行度.避免强行装配.4.2保证焊透的措施4.2.1翼板与腹板的焊接(采用高效率的埋弧焊方法):腹板厚度16mm及以下,在船形位置进行对称焊接:腹板厚度>16ram.采用"k"型坡口.坡口角度4o一45o,钝边尺寸4mm.采用船形焊接位置对称焊接.4.2.2翼板,腹板的拼焊(采用埋弧焊方法):16mm及以下,装配间隙0-2ram,正反两面焊接;厚度>16mm时,坡口型式"×"型,坡口角度60o,钝边尺寸6—8ram,装配间隙O-2ram.4.2.3加强筋同腹板,翼板焊接.由于加强筋长度尺寸较小,主要采取二氧化碳
7、气体保护焊方法焊接,电弧穿透力强,能量集中,变形较小,并且全位置焊接方便.质量高.型钢不用翻转.就可进行所有加强筋所有焊缝的焊接.均获得了满意的效果4.3焊接变形控制与矫正4.3.1焊接变形的产生原因及控制产生焊接变形主要原因是由于焊接过程中工件受到不均匀的加热和冷却,使得焊缝及焊缝区温度很高,而远离焊缝区温度接近室温.这样.不受热的冷金属阻碍了焊缝区金属的膨胀和收缩.使高温焊缝处产生压缩塑性变形.从而使结构产生了焊接变形:其次.不同装配顺序,焊接顺序,焊缝在结构中的位置,焊接方法,焊接规范,结构刚性等因素.在焊接过程中在焊缝长度,宽
8、度,厚度上不同时性也能造成焊接变形.焊接变形将影响整体结构的承载能力,外形尺寸,装配等,并将带来制造成本的增加.生产过程中应尽量减小或消除变形.'H'型钢的主要焊接变形有:翼板的角变形,整体弯曲变形(挠度),弯曲变形(旁
