鳥巢厚板焊接
說起鋼結(jié)構(gòu),會讓人想到國家運動場(鳥巢),工程用鋼板厚達110mm(Q460E-Z35);北京新保利大廈,工程使用的軋制H型鋼翼板厚度達到125mm(ASTMA913Gr60),建筑鋼結(jié)構(gòu)中厚鋼板得到越來越大量的使用,這么厚的板是怎樣焊接的呢?今天我們就來聊聊厚板焊接。
厚板焊接
厚板、超厚板焊接時填充焊材熔敷金屬量大,焊接時間長,熱輸進總量高,構(gòu)件施焊時焊縫拘束度高、焊接殘余應(yīng)力大,焊后應(yīng)力和變形大。焊接施焊過程中,易產(chǎn)生熱裂紋與冷裂紋。
厚板在焊接前,鋼板的板溫較低,在開始焊時,電弧的溫度高達1250~1300℃,厚板在板溫冷熱驟變的情況下,溫度分布不均勻,使得焊縫熱影響區(qū)輕易產(chǎn)生淬硬——馬氏體組織,焊縫金屬變脆,產(chǎn)生冷裂紋的傾向增大,為避免此類情況發(fā)生,厚板焊前必須進行加熱。
在實際生產(chǎn)制造過程中,應(yīng)對焊接過程進行控制,以防止焊接裂紋的產(chǎn)生。
1. 定位焊:定位焊是厚板施工過程中容易出現(xiàn)問題的部位。由于厚板在定位焊時,定位焊處的溫度被四周的“冷卻介質(zhì)”很快冷卻,造成局部過大的應(yīng)力集中,引起裂紋的產(chǎn)生,對材質(zhì)造成損壞。解決的措施是厚板在定位焊時,進步預(yù)加熱溫度,加大定位焊縫長度和焊腳尺寸。
2. 多層多道焊:在厚板焊接過程中,堅持的一個重要的工藝原則是多層多道焊,嚴禁擺寬道。這是由于厚板焊縫的坡口較大,單道焊縫無法填滿截面內(nèi)的坡口,擺寬道焊接造成的結(jié)果是,母材對焊縫拘束應(yīng)力大,焊縫強度相對較弱,輕易引起焊縫開裂或延遲裂紋的發(fā)生。而多層多道焊有利的一面是:前一道焊縫對后一道焊縫來說是一個“預(yù)熱”的過程;后一道焊縫對前一道焊縫相當(dāng)于一個“后熱處理”的過程,有效地改善了焊接過程中應(yīng)力分布狀態(tài),利于保證焊接質(zhì)量。
3. 焊接過程中的檢查:厚板焊接不同于中薄板,需要幾個小時乃至幾十小時才能施焊完成一個構(gòu)件,因此加強對焊接過程的中間檢查,顯得尤為重要,便于及時發(fā)現(xiàn)題目,中間檢查不能使施工停止,而是邊施工、邊檢查。如在清渣過程中,認真檢查是否有裂紋發(fā)生。及時發(fā)現(xiàn),及時處理。
4. 厚板對接焊后,應(yīng)立即將焊縫及其兩側(cè)各100~150mm范圍內(nèi)的局部母材進行加熱,加熱時采用紅外線電加熱板進行。加熱溫度到250~350℃后用石棉展蓋進行保溫,保溫2~6h后空冷。這樣的后熱處理可使因焊前清潔工作不當(dāng)或焊劑烘焙不當(dāng)而滲透熔池的擴散氫迅速逸出,防止焊縫及熱影響區(qū)內(nèi)出現(xiàn)氫致裂紋。
厚鋼的超聲波檢測應(yīng)在焊后48h或更長時間進行。如進度答應(yīng),也可在構(gòu)件出廠前再次進行檢測,確保構(gòu)件合格,以免延遲裂紋對工件的破壞。