超厚钢板焊接技术

３． ４． ３ 磁粉探伤
Ｈ 型和工字型焊接组合梁加工完成后， 除对梁外观 进行 １００％目视检查外， 应按 ２０％随机抽查比例对焊缝进 行磁粉探伤。磁粉探伤前， 应对受检部位表面进行干燥 和清洁处理， 用干净的棉纱擦净油污、 锈斑， 焊缝和焊缝 两侧被探区域表面的氧化皮、 铁锈、 焊渣和金属飞溅物 用砂轮打磨， 并擦净后再进行探伤。在对构件进行探伤 时， 必须边磁化边向被检部位表面喷洒磁悬液， 每次磁 化时间 ０．５ 秒 " １ 秒，磁悬液浇到工件表面后再通风 ２" ３ 次。在对构件表面喷洒磁悬液时， 应不断搅拌， 以 充分保证磁粉浓度的均匀性。 在喷洒磁液时， 必须缓慢， 用力要轻， 以免冲掉缺陷处已形成的磁痕。停止浇液后 再通电 １" ２ 次， 让流动的磁粉被漏磁场吸附。 在观察磁 粉痕迹时， 必须仔细、 认真， 对发现的缺陷应予以记录和 标记， 并及时通知返修。返修后仍应按上述操作程序重 新探测， 直到复探合格为止。
３． １． ２ 钢板处理
钢板下料前， 使用大型抛丸机进行抛丸处理， 通过 抛丸消除一部分钢板的自身内应力。 坡口加工必须采用 机械加工。
３． １． ３ 焊缝区域清理
焊前对坡口及两侧各 ５０ｍｍ 范围内，用角向磨光机 清除气割氧化皮及铁锈等影响焊接质量的杂物， 打磨至 露出金属光泽， 用丙酮、 有机溶剂擦除油污。 接头两端装 配引弧板和引出板， 引弧板和引出板的材料应与母材相 同， 长度一般为 ５０" １００ｍｍ， 厚度 ８" １０ｍｍ。
施工技术
广东建材 ２００５ 年第 ７ 期
超厚钢板构件制作安装的焊接技术
胡维建 （ 番禺职业技术学院建筑系 广州 ５１１４００） 胡芳健 （ 广东水电二局股份有限公司 广州 ５１１３４０）
摘 要：本文结合工程实际， 详细介绍了采用进口超厚钢板制作和安装大型全钢结构厂房构件的 焊接施工工艺和质量保证措施。
３． ４． Biblioteka Baidu 超声波探伤
钢板对接焊缝及柱接头应进行 １００％超声波探伤。 焊缝探伤应在焊缝冷却 ２４ 小时以后，焊缝外观检查合 格后进行。探伤前对探伤部位表面应打磨光洁， 在选择 探伤面和探头时应考虑到检测各种类型缺陷的可能性， 并使波束尽可能垂直于焊缝中的主要缺陷。 超声波探伤 的一般程序： ①选定探伤仪、 探头， 熟悉探伤设备性能； ②选定测定范围； ③仪器调整和校验， 选择合适的探头 角度和入射点； ④探伤实施； ⑤缺陷评定； ⑥判定合格与 否； ⑦出具探伤报告； ⑧焊缝返修。焊缝检出缺陷后， 必 须明确标定缺陷的位置、 性质、 尺寸、 深度部位， 制订相 应的焊缝返修方案， 对焊缝内部缺陷应用碳弧气刨去除 缺陷， 刨去长度应在缺陷两端各加 ５０ｍｍ， 刨削深度也应 将缺陷完全彻底清除， 露出金属母材， 并经砂轮打磨后 施焊； 同一条焊缝一般允许连续返修补焊 ３ 次， 重要焊 缝允许返修 ２ 次。补焊返修后的焊缝应重新探伤， 确定 合格后方可验收。
焊接方法示意图
２． ５ 焊接工艺试验
根据规定，在正式施焊前需进行焊接工艺试验， 考 虑利用较小的焊接线能量， 保证焊缝韧性， 采用小参数， 多层多道焊， 得出焊接工艺试验参数， 按照参数进行焊 接试验， 然后对试验结果进行评定， 根据评定结果确定 可行的焊接工艺， 再正式施焊。
２． ３ 焊接材料及设备选用
３． ４ 焊缝检查和返修
３． ４． １ 焊缝外观检查
所有焊缝均应进行外观检查，焊缝应填满并达到设
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制作工厂内焊接采用 ＭＨ－１０００ 自动埋弧焊机， 现场 焊接采用 ＡＸ３－５００ 直流手工电弧焊机。
２． ４ 焊接方法
工厂内钢板拼接采用平对接双面 Ｕ 型坡口焊， 焊接 Ｈ 型和工字型组合梁腹板和翼缘板时采用 Ｔ 型接头 Ｋ 型坡口角焊。 现场安装时钢柱与钢柱对接接头采用单边 Ｖ 型横 坡口焊， 柱与梁的连接采用 Ｔ 型接头单边平坡口焊。具 体如图所示。
３ 保证焊接质量的主要措施
３． １ 焊前准备措施
３． １． １ 焊接材料控制
广东建材 ２００５ 年第 ７ 期
焊接材料进厂和使用时认真检查， 并进行化学成份 和熔敷金属力学复验。焊条使用前经 ３５０! 烘烤 １ 小 时， 焊剂经 ３５０! 烘烤 ２ 小时， 放入恒温箱中随用随取。
施工技术
计规范要求， 平整园滑过渡， 不得有裂纹、 未熔合、 焊瘤、 气孔、 夹渣等明显缺陷， 否则应立即返修。
３． ３ 焊后热处理
采用火焰加热方法将构件加热， 从环境温度开始升 至 ３００! 保温 １２０ 分钟， ３００! 升至 ６２０! 保温 １５０ 分 钟，然后以降温速度≤９０! ／ 小时降低至 ３００! ， 再空冷 至环境温度。
４ 结语
本工程在计划工期内顺利完成，工程验收质量合 格， 现已交付使用逾 ６ 个月， 未出现任何质量问题。 随着 建筑钢结构的大量应用， 并向大型化方向发展， 会越来 越多地使用超厚板材加工制作构件。 当厚板材料为进口 钢材时， 应充分了解其材料标准与性能， 焊接工艺要求， 检验内容与方法等方面的资料， 并严格按照有关规定和 标准执行， 才能确保工程施工质量。●
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２ 制作和安装技术要求
２． １ 放样
按施工图以 １! １ 的大样放出各节点，并据此制作 样板、 样杆。 样板的制作应考虑加工余量和焊接收缩量， 加工边一般要留加工余量 ５ｍｍ， 焊接收缩量： 纵长焊缝 每米焊缝 ０．１" ０．５ｍｍ， 接口焊缝每一个接口为 １．０ｍｍ。
根据焊缝金属与母材的强度匹配和有关规定， 选用 经过美国 ＡＢＳ 认证的焊材。 手工电弧焊采用低氢型焊条 Ｅ５０１５， 埋弧焊采用 Ｈ１０Ｍｎ２ 焊丝和氟碱型 ＳＪ１０１ 焊剂组 合， 以使焊缝金属韧性较高， 扩散氢含量低， 抗冷裂性能 好， 并且改善焊接工艺性能， 适于大电流、 高速度焊接。 # !" #
３． ２ 焊接工艺措施
打底焊时， 注意焊丝对准坡口中心， 采用较合适的 焊接线能量， 使焊缝成形系数控制在 １．３" ２ 之间， 熔池 中的气体和夹杂物能充分浮出。除打底焊外， 其余各层 焊道在坡口两侧交替排列， 焊接能量不宜过大， 采用薄 层焊， 避免在坡口母材边缘形成深凹槽和咬边。 施焊时应采取合理的焊接顺序， 柱与柱节点横坡口 焊缝宜采用二人对称施焊， 电流、 焊条直径和焊接速度 力求相同。焊接过程中应注意道间熔渣的清理， 控制道 间温度不低于预热温度。每焊完一焊道应进行检查， 对 坡口母材边缘已形成的深凹槽， 用砂轮打磨至覆盖焊道 能充分熔化焊透为止。 若发现咬边、 夹渣等缺陷， 必须清 除和修复。钢板对接焊背面需采用碳弧气刨清理， 要特 别注意碳刨后坡口形状的修整， 对坡口表面凸凹不平处 或形状不规则处应打磨修整到符合要求为止。
３． １． ４ 焊前预热
定位焊和正式焊接前， 将接缝两侧各 １００ｍｍ 范围内 的母材预热到 １００" １５０! 。对于钢板对接接头采用履 带式陶瓷加热器加热。履带铺设在施焊面的背面， 履带 下部和施焊面覆盖岩棉保温毯， 层间温度控制在 １００! " １５０! 。 对于 Ｈ 型、 工字型组合梁 Ｔ 形接头及现场钢柱 对接和柱梁 Ｔ 型接头，采用氧乙炔火焰喷枪加热， 用 ＳＷＫ－２ 型数字式表面温度计测量。
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厂内对接接头
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厂内 Ｔ 型接头
３０－４０
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２． ２ 下料
翼缘板、 腹板均采用数控直条切割机下料。切割前 去除钢材表面的污垢、 油脂， 选择正确的切割工艺参数， 切割后的尺寸控制在允许偏差范围内， 如下表：
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现场柱对接接头
６－８
柱与梁的连接
切割下料的允许偏差
序号 １ ２ ３ ４ 项目 零件长度、 宽度 切割面平整度 割纹深度 局部缺口深度 允许偏差 （ ㎜） # ３．０ ２０．０５ｔ （ 厚度） 且不大于 ２．０ ０．２ １．０
构件 制作和安装 焊接技术
关键词：超厚钢板
１ 工程概况
广州市番禺区某港资电机厂装配车间跨度 ３０ｍ， 高 ２２ｍ， 柱距 ８ｍ， 设计采用全钢结构体系。构件制作采用符 合美国 ＡＳＴＭ 标准的 Ａ５７２ ＧＲ．５０ 进口钢材， 其中钢柱为 热轧 Ｈ 型钢， 翼缘板最大厚度 ７２ｍｍ， 连系钢梁为焊接 Ｈ 型组合梁， 吊车梁为焊接工字型组合梁， 钢板最大厚度 ５０ｍｍ。该钢种厚板焊接时淬硬倾向较大，焊接性能差， 如何保证焊接质量和控制变形是构件制作和安装的主 要难点。构件在专业工厂内制作， 现场栓 － 焊混合连接 安装。 为方便运输和安装， 钢柱分两节制作， 钢梁则整榀 制作。