鋼結構因其施工工期短、承載力高、抗震性能好,被廣泛應用于各個領域,建筑鋼結構技術被列為建筑業推廣的新技術之一。鋼結構的質量一旦出現缺陷,將對整個建筑工程產生致命的影響,因此必須強調鋼結構工程焊接安裝的質量控制。
在高層建筑中,鋼結構的諸多優勢使得很多建筑公司普遍采用新鋼種,鋼結構將在各類建筑中占據主導地位。鋼結構技術難度大,涉及面廣。成為建筑行業10項新技術,得到大力推廣使用。然而,鋼結構的焊接技術是建筑技術中的一個關鍵問題。鋼結構的焊接質量直接影響工程質量,因此焊接質量成為施工過程中最重要的環節。
2.中國鋼結構建筑焊接技術的發展歷史和現狀。
在中國,鋼結構被廣泛應用,如***的鳥巢、水立方、廣州歌劇院和沈陽國際金融中心。在鋼結構施工中,由于其結構復雜,施工節點多,結構的焊接技術要求也很高。通過這些建筑的成功建造,可以看出我國鋼結構的焊接技術和技術水平已經達到了現代水平。
目前,在鋼結構的焊接施工中,在電弧焊技術、埋弧焊技術、氣體保護焊技術、螺旋焊技術的基礎上,逐漸演變出現代焊接技術,不僅顯著縮短了結構的施工工期,更重要的是提高了施工效率,節約了施工成本。
現代焊接技術主要包括:高強度鋼焊接技術、低溫焊接技術和厚鋼板焊接技術等。例如,在高強度鋼焊接技術中,強接頭的所有性能首先必須高于母材標準的要求;其次,應盡可能保證焊縫的塑性,根據厚度效應、厚度強度和接頭強約束的原則選擇低強度焊接材料。再次,保證焊接材料的韌性很重要,這樣才能滿足焊接的沖擊韌性。在高強度焊接材料的性能評價體系中,主要的評價方法包括碳當量計算、熱影響熱溫度的測定和螺栓臨界斷裂應力實驗。
3.鋼結構建筑工程焊接技術的技術控制要點分析
3.1控制和解決焊接變形問題的技術措施
在鋼結構的焊接施工中,關鍵工序是控制焊接變形,焊接變形是由焊接過程中的非線性溫度變化引起的剛性變形或塑性變形。焊接變形會嚴重影響焊接接頭的疲勞強度和韌性,降低其耐腐蝕性能。
為了避免焊接變形,應采取以下措施:
(1)合理布置焊接坡口,減少焊接變形;
(2)合理安排焊接工藝,盡可能避免應力集中;
(3)角焊時,應采取相應的防變形措施,如對對稱構件采用同步對稱焊接技術;
(4)選擇合適的焊接材料,采用合適的焊接工藝,降低焊接應力。
采用低溫焊接技術焊接鋼結構時,不同的預熱溫度導致不同部位的焊接強度不同。尤其是焊接厚板時,較低的溫度會極大地影響鋼板的各項強度指標。這是因為鋼在低溫下硬度很低,容易脆化。微觀上,低溫會加快焊縫的冷卻速度,在焊縫和熱影響區之間產生一種叫做馬氏體的脆性組織。因此,采用低溫焊接時,要特別注意環境溫度對焊接的影響。
3.2選擇正確的焊接工藝形式、材料和工藝。
在焊接接頭坡口形式的選擇上,為了使電弧充分滲入焊縫根部,需要在接頭上開一個坡口。在選擇坡口形狀時,應選擇易于加工的坡口形式,焊縫能完全熔透,以降低焊接成本和焊后變形的可能性。
在選擇焊接材料時,應充分考慮母材的具體化學成分、物理機械性能、接頭形式等因素。如果焊接材料選擇不當,很容易導致焊縫過渡區的脆性斷裂。因此,在保證設計強度的前提下,超低溫焊接應盡量選用低氫堿性或鈦鈣型焊條,因為其屈服強度低,沖擊韌性好。同時,對焊條進行預熱,以提高焊條的疲勞強度。
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