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钢结构焊接的小知识,很重要

来源:www.yngzj.cn 发表时间:2019-08-30

钢结构指主要由钢制材料组成的结构,是主要的建筑结构类型之一。结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成,各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接。因其自重较轻,且施工简便,广泛应用于大型厂房、场馆、超高层等领域。

钢结构在焊接过程中,有许多需要注意的事项,一旦疏忽,有可能铸成大错。

材料及主要机具

电焊条:其型号按设计要求选用,必须有质量证明书。按要求施焊前经过烘焙。严禁使用药皮脱落、焊芯生锈的焊条。设计无规定时,焊接Q235钢时宜选用E43系列碳钢结构焊条;焊接16Mn钢时宜选用E50系列低合金结构钢焊条;焊接重要结构时宜采用低氢型焊条(碱性焊条)。按说明书的要求烘焙后,放入保温桶内,随用随取。酸性焊条与碱性焊条不准混杂使用。
引弧板:用坡口连接时需用弧板,弧板材质和坡口型式应与焊件相同。
主要机具:电焊机(交、直流)、焊把线、焊钳、面罩、小锤、焊条烘箱、焊条保温桶、钢丝刷、石棉条、测温计等。
作业条件:
熟悉图纸,做焊接工艺技术交底。
施焊前应检查焊工合格证有效期限,应证明焊工所能承担的焊接工作。
现场供电应符合焊接用电要求。
环境温度低于0℃,对预热,后热温度应根据工艺试验确定。

操作工艺

工艺流程:
作业准备→电弧焊接(平焊、立焊、横焊、仰焊)→焊缝检查。
钢结构电弧焊接:
平焊
选择合格的焊接工艺,焊条直径,焊接电流,焊接速度,焊接电弧长度等,通过焊接工艺试验验证。
清理焊口:焊前检查坡口、组装间隙是否符合要求,定位焊是否牢固,焊缝周围不得有油污、锈物。
烘焙焊条应符合规定的温度与时间,从烘箱中取出的焊条,放在焊条保温桶内,随用随取。
焊接电流:根据焊件厚度、焊接层次、焊条型号、直径、焊工熟练程度等因素,选择适宜的焊接电流。
引弧:角焊缝起落弧点应在焊缝端部,宜大于10mm,不应随便打弧,打火引弧后应立即将焊条从焊缝区拉开,使焊条与构件间保持2~4mm间隙产生电弧。对接焊缝及时接和角接组合焊缝,在焊缝两端设引弧板和引出板,必须在引弧板上引弧后再焊到焊缝区,中途接头则应在焊缝接头前方15~20mm处打火引弧,将焊件预热后再将焊条退回到焊缝起始处,把熔池填满到要求的厚度后,方可向前施焊。
焊接速度:要求等速焊接,保证焊缝厚度、宽度均匀一致,从面罩内看熔池中铁水与熔渣保持等距离(2~3mm)为宜。
焊接电弧长度:根据焊条型号不同而确定,一般要求电弧长度稳定不变,酸性焊条一般为3~4mm,碱性焊条一般为2~3mm为宜。
焊接角度:根据两焊件的厚度确定,焊接角度有两个方面,一是焊条与焊接前进方向的夹角为60~75°;二是焊条与焊接左右夹角有两种情况,当焊件厚度相等时,焊条与焊件夹角均为45°;当焊件厚度不等时,焊条与较厚焊件一侧夹角应大于焊条与较薄焊件一侧夹角。

不注意焊接速度与焊接电流

【现象】

焊接时不注意控制焊接速度与焊接电流,焊条直径、焊接位置协调起来使用。如对全熔透的角缝进行打底焊时,由于根部尺寸窄,如焊接速度过快,根部气体、夹渣没有足够的时间排出,易使根部产生未熔透、夹渣、气孔等缺陷;盖面焊时,如焊接速度过快,也易产生气孔;焊接速度过慢,则焊缝余高会过高,外形不整齐;焊接薄板或钝边尺寸小的焊缝时,焊接速度太慢,易出现烧穿等情况。

【措施】

焊接速度对焊接质量和焊接生产效率有重大影响,选用时配合焊接电流、焊缝位置(打底焊,填充焊,盖面焊)、焊缝的厚薄、坡口尺寸选取适当的焊接速度,在保证熔透,气体、焊渣易排出,不烧穿,成形良好的前提下选用较大的焊接速度,以提高生产率效率。

施焊时不注意控制电弧长度

【现象】

施焊时不根据坡口形式、焊接层数、焊接形式、焊条型号等适当调整电弧长度。由于焊接电弧长度使用不当,较难得到高质量的焊缝。

【措施】

为了保证焊缝质量,施焊时一般多采用短弧操作,但可以根据不同的情况选用合适的弧长以获得最优的焊接质量,如V形坡口对接、角接的第一层应使用短些的电弧,以保证焊透,且不发生咬边现象,第二层可以稍长,以填满焊缝。焊缝间隙小时宜用短弧,间隙大时电弧可稍长,焊接速度加快。仰焊电弧应最短,以防止铁水下流;立焊、横焊时为了控制熔池温度,也要用小电流、短弧焊接。另外,无论采取什么焊接,在运动过程中要注意始终保持弧长基本不变,以此确保整条焊缝的熔宽和熔深一致。

焊接不注意控制焊接变形

【现象】

焊接时不注意从焊接顺序、人员布置、坡口形式、焊接规范选用及操作方法等方面控制变形,从而导致焊接后变形大、矫正困难、增加费用,尤其是厚板及大型工件,矫正难度大,用机械矫正易引起裂纹或层状撕裂。用火焰矫正成本高且操作不好易造成工件过热。对精度要求高的工件,不采取有效控制变形措施,会导致工件安装尺寸达不到使用要求,甚至造成返工或报废。

【措施】

采用合理的焊接顺序并选用合适的焊接规范和操作方法,还要采用反变形和刚性固定措施。

多层焊不连续施焊不注意控制层间温度

【现象】

厚板多层焊接时,不注意层间温度控制,如层间间隔时间过长,不重新预热就施焊容易在层间产生冷裂纹;间隔时间过短,层间温度过高(超过900℃),对焊缝及热影响区的性能也会产生影响,会造成晶粒粗大,致使韧性及塑性下降,会对接头留下潜在隐患。

【措施】

厚板多层焊接时,应加强对层间温度的控制,在连续施焊过程中应检验焊接的母材温度,使层间温度尽量能与预热温度保持一致,对层间的最高温度也要加以控制。焊接时间不应过长,如遇有焊接中断的情况时应采取适当的后热、保温措施,再次施焊时,重新预热温度应适当高于初始预热温度。

多层焊缝不清除焊渣及焊缝表面有缺陷

【现象】

厚板多层焊接时,每层焊接完成后不清除焊渣及缺陷就直接进行下层焊接,易造成焊缝产生夹渣、气孔、裂纹等缺陷,降低连接强度,同时会引起下层焊接时的飞溅。

【措施】

厚板多层焊接时,每层应连续施焊。每一层焊缝焊完以后应及时清除焊渣、焊缝表面缺陷及飞溅物,发现有影响焊接质量的夹渣、气孔、裂纹等缺陷应彻底清除后再施焊。

熔透接头对接或角对接组合焊缝焊角尺寸不够

【现象】

T形接头、十字接头、角接接头等要求熔透的对接或角对接组合焊缝,其焊脚尺寸不够,或设计有疲劳验算要求的吊车梁或类似构件的腹板与上翼板缘连接焊缝的焊脚尺寸不够,会使焊接的强度和刚度均达不到设计的要求。

【措施】

T形接头、十字接头、角接接头等要求熔透的对接组合焊缝,应按照设计要求,必须有足够的焊脚要求,一般焊脚尺寸不应小于0.25t(t为连接处较薄的板厚)。设计有疲劳验算要求的吊车梁或类似的腹板与上翼缘连接焊缝的焊脚尺寸0.5t, 且不应大于10mm。焊接尺寸的容许偏差为0~4 mm。

焊接在接头间隙中塞焊条头或铁块

【现象】

由于焊接时难以将焊条头或铁块与被焊件熔为一体,会造成未熔合,未熔透等焊接缺陷,降低连接强度。如用生锈的焊条头、铁块填充,难以保证与母材的材质一致;如用有油污、杂质等的焊条头、铁块填充,会使焊缝产生气孔、夹渣、裂纹等缺陷。这些情况均会使接头的焊缝质量大大降低,达不到设计和规范对焊缝的质量要求。

【措施】

(1)当工件组装间隙很大,但没有超过规定允许使用的范围,组装间隙超过薄板板厚2倍或大于20mm时,应用堆焊方法填平凹陷部位或减小组装间隙。严禁在接头间隙中采用填塞焊条头或铁块补焊的方法。

(2)零件加工划线时,应注意留足切割余量及切割后的焊接收缩余量,控制好零件尺寸,不要以增加间隙来保证外形尺寸。

不同厚度及宽度的板材对接时不平缓过渡

【现象】

采用不同厚度及宽度的板材对接时,不注意板的厚度差是否在标准允许范围内。如不在允许范围内且不做平缓过渡处理,焊缝在高出薄板厚度处易引起应力集中和产生未熔合等焊接缺陷,影响焊接质量。

【措施】

当超过有关规定时应将焊缝焊成斜坡状,其坡度最大允许值应为1:2.5;或厚度的一面或两面在焊接前加工成斜坡,且坡度最大允许值为1:2.5,当直接承受动载荷且需要进行疲劳验算的结构斜坡坡度不应大于1:4 。不同宽度的板材对接时,应根据工厂及工地条件采用热切割,机械加工或砂轮打磨的方法使其平缓过渡,且其连接处最大允许坡度值为1:2.5。

对有交叉焊缝的构件不注意焊接顺序

【现象】

对有交叉焊缝的构件,不注意通过分析焊接应力释放和焊接应力对构件变形的影响而合理安排焊接顺序,而是纵横随意施焊,结果会造成纵横缝互相约束,产生较大的温度收缩应力,使板变形,板面凹凸不平,并有可能使焊缝出现裂纹。

【措施】

对有交叉焊缝的构件,应制定合理的焊接顺序。当有几种纵横交叉焊缝施焊时,应先焊收缩变形较大的横缝,而后焊纵向焊缝,这样焊接横向焊缝时不会受到纵向焊缝的约束,使横缝的收缩应力在无约束的情况下得到释放,可减少焊接变形,保证焊缝质量,或先焊接对接焊缝后焊角焊缝。

型钢杆件搭接接头采用围焊时转角处连续施焊

【现象】

型钢杆件与连续板搭接接头采用围焊时,采用先焊杆件两侧焊缝,后焊端头焊缝,不连续施焊。这样虽对减小焊接变形有利,但在杆件转角处易产生应力集中和焊接缺陷,影响焊接接头质量。

【措施】

型钢杆件搭接接头采用围焊时,应在转角处一次连续施焊完成,不要焊到转角处又跑到另一侧去焊接。

要求等强对接,不设引弧板和引出板

【现象】

在焊接对接焊缝,全熔透角焊缝,吊车梁翼缘板与腹板的焊缝时,在引弧和引出处不加设引弧板和引出板,这样在焊接起止端时,由于电流电压不够稳定,起止点的温度也不够稳定,容易导致出现起止端焊缝有未熔合,未熔透、裂纹、夹渣、气孔等缺陷,降低焊缝强度,达不到设计要求。

【措施】

在焊接对接焊缝,全熔透角焊缝以及吊车梁翼板与腹板的焊缝时,应在焊缝两端设引弧板和引出板,其作用是将两端易产生缺陷的部分引到工件外后,再将缺陷部分割掉来保证焊缝的质量。

小编今天分享的这些钢结构焊接知识,大家看完以后有没有收获呢?

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