高强钢超长超厚板现场焊接工法

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1、高强钢超长、超厚板现场焊接工法中建三局股份钢结构公司二00七年二月23高强钢超长、超厚板现场焊接工法中建三局股份钢结构公司一、前言近年来，随着经济的发展、产钢量的提高，钢结构工程由于其优越的力学和环保节能等性能得到了迅速的发展，特别是2008年奥运会、2010年上海世博会、2010年广州亚运会即将在我国举行，大型体育场馆、公共建筑、构筑物以及大跨经的厂房及市政共用工程等建设方兴未艾，给我国的钢结构设计施工带来了前所未有的挑战。随着各类特大型复杂钢结构工程的涌现，高强超厚板（如60~100mm厚的Q390D、Q420D、Q460E

2、等材质钢板）的现场焊接就越来越多，焊接难度也越来越大，特别是多杆件汇交形成的复杂节点，为满足节点构造要求和现场吊装要求，一些超长、超厚焊缝在施工现场进行焊接也就在所难免，而高强钢材的可焊性程度、焊接参数、焊接应力和变形控制等受现场条件、焊接位置及环境的影响，存在较多的不确定性因素，尚无成熟的规范及焊接工艺参数作参照。研究、探索高强超厚板现场焊接工艺具有十分重要的理论意义和实际意义，也是十分必要迫切需要解决的问题；同时对施工单位也提出很高的23要求，需要根据工程本身特点与实际工况，依托传统、成熟的焊接技术，开展科技创新、大胆探索，

3、进行施工工艺革新。中建三局股份钢结构公司近年来在钢结构厚板焊接方面不断总结经验，推陈出新。通过在中央电视台新台址工程CCTV主楼钢结构安装中，以10根超大型复杂蝶形节点的多箱型分体钢柱为代表的超长、超厚焊缝的成功焊接，总结了一整套关于高强钢超长、超厚板的现场焊接思路和方法，形成本焊接工法。二、工法特点2.1使用半自动实芯焊丝C02气体保护焊（FCAW-G）和半自动药芯焊丝C02气体保护焊（GMAW）相结合的焊接方法，模拟工况进行焊接工艺试验，获取焊接参数。2.2用电脑控制的电加热设备进行焊前预热、焊中层间温度控制以及焊后后热消氢

4、处理，确保母材受热均匀，有效控制了冷裂纹的产生，提高了焊接工效、保障了连续施焊，避免了大量火焰烘烤工的集中作业，节约了焊接时间和焊接成本。2.3采取分段退焊顺序，并在焊前、焊中与焊后用全站仪进行时实监测，及时调整加热能量，减少焊接变形。2.4焊后48小时焊接探伤和15天后延迟裂纹探伤检验，进一步保障了焊接质量。三、适用范围23本工法适用于厚板、长焊缝的焊接，最适用于钢结构安装工程中高强材质Q390D、Q420D、Q460E的长焊缝的二氧化碳气体半自动保护焊、立焊位置的焊接；对于其它板厚在100mm以上的现场焊缝焊接同样具有很大的

5、参考价值。四、工艺原理4.1施工前，根据焊接形式有针对性地进行焊接工艺评定。4.2钢分体安装，先安装本体钢柱、并部分焊接，然后安装分离下来的一部分钢柱。4.3焊接前先对焊接坡口两侧的母材进行超声波无损探伤检测，检查母材内部有无缺陷，同时用焊缝量规对焊缝坡口大小、角度以及安装组对情况进行仔细的检查。4.4使用电加热技术进行焊接预热、后热加热保温，保证钢柱整体温度同步均匀加热和降温。4.5焊接过程中采用分层、分道、对称、同速分段退焊的方法进行施焊。4.6在整个焊接过程中，采用高精度全站仪对钢柱的关键部位进行跟踪测量，如钢柱的轴线有偏

6、移，则及时通过调整焊接顺序和电加热的热输入量技术对钢柱进行校正。4.7焊接完成4823小时后采用超声波无损探伤和磁粉探伤检测焊缝的焊接质量，15天后对焊缝再次进行检查，防止延迟裂纹的产生。23五、工艺流程操作平台、防风棚及防护架就位焊接工艺评定焊前准备坡口清理、检查衬板、引弧板、熄弧板焊前检查：1、气候条件2、焊前测量结果3、坡口几何尺寸4、焊机、焊接工具5、安全防护6、二氧化碳气路7、防火措施施工准备预热定位焊根部打底填充焊接面层焊接按规定后热按规定保温焊接外观检查填写外观检查表打磨探伤区域超声波、磁粉探伤检查N合格Y合格缺陷

7、修补工序交接过程中检查：1、焊接电流、电压2、焊道清理3、层间温度4、气体流量、压力、纯度5、送丝速度及稳定性6、焊道宽度7、焊接速度填写正式报告自检NY坡口两侧母材无损探伤检测电加热设备定制与调试高精度全站仪跟踪测量观测电脑恒温控制23滑移工作流程图六、施工要点6.1、焊接材料选择根据钢结构母材和焊接方法，选用匹配的焊接材料，如下表：结构母材CO2实芯焊丝CO2药芯焊丝型号直径（mm）型号直径（mm）Q390DER50-Gφ1.2E501-T1φ1.2Q420DER55-Gφ1.2E501-T1φ1.2Q460EER55-Gφ

8、1.2E501-T1φ1.26.2焊接工艺参数焊前预热、层间温度、后热温度参考表材料预热温度层间温度后热温度（℃）恒温时间（h）保温时间（h）Q390D、Q420D120－150℃120－150℃250-30025Q460E120－150℃120－150℃250