專利背景
隨著中國建築業的快速發展,建築造型越來越複雜,結構形式越來越新穎,鋼結構在建築中的套用也越來越頻繁。特別是2011年1月之前建成的大批形式各異的體育場館、會展中心、機場航站樓等建築,幾乎都採用了各種形式的鋼結構。由於建築和結構的需要,鋼結構的構件和節點都出現了許多新形式,給施工製作帶來了許多新課題。
廣州新白雲國際機場厚鋼板(125毫米)的焊接。廣州新白雲國際機場航站樓連線橋鋼結構大量採用了90、100、125毫米厚度的全熔透焊接H鋼,這種鋼材的材質為符合美國ASTM標準的A572 Grade 50,鋼材可焊性一般,易產生裂紋和較大的焊接變形。因此如何保證在厚鋼板的焊接過程中,防止由於焊接而導致的裂紋以及減小焊接變形是本工藝的難點和重點。
發明內容
專利目的
《常溫狀態下厚鋼板的對接焊接以及T型焊接施工方法》目的就是為了彌補2011年1月之前已有技術的缺陷,提供一種常溫狀態下厚鋼板的對接焊接以及T型焊接施工方法,它操作方便,可以減小焊接過程中引起的焊接變形。
技術方案
《常溫狀態下厚鋼板的對接焊接以及T型焊接施工方法》依次按以下步驟進行:
(1)製作厚鋼板:對待切割的厚鋼板進行預熱處理,預熱時割嘴與厚鋼板表面成8-12°傾角,再採用液化石油氣切割工藝將厚鋼板切割成符合要求的尺寸,得到腹板或翼緣板;切割時,割嘴垂直於厚鋼板表面,切割氣流長度為厚鋼板厚度的1/2;
(2)將腹板的對接接頭處或翼緣板的對接接頭處開上雙U型坡口;
(3)對腹板或翼緣板上的雙U型坡口以及雙U型坡口邊緣80-120毫米的部位採用超音波檢查其內部缺陷,對液化石油氣割工藝引起的裂紋及夾渣缺陷進行處理,同時,把雙U型坡口打磨乾淨;
(4)將處理後的腹板或翼緣板對接定位,在母材上位於焊道兩側80-120毫米範圍內,每隔400-600毫米設定一塊電爐板,對母材均勻加熱至90-110℃,停止加熱8-12分鐘,再繼續加熱至150-180℃;
(5)對上述加熱處理後的腹板或翼緣板進行焊接,具體步驟為:先焊正面坡口深度的1/3,然後翻轉對接後的腹板或翼緣板並對其採用碳弧氣刨清根後,用砂輪打磨,清除滲碳層與熔渣,直至露出金屬光澤後採用熱磁粉探傷法進行底部的MT探傷,待確定無裂縫後,進行反面焊縫的施焊;焊完後再翻轉對接後的腹板或翼緣板,焊接正面的其餘2/3焊道,直至完成蓋面焊;蓋面焊結束後,將焊縫及焊縫邊緣140-160毫米的部位用石棉布覆蓋,並加熱至200-300℃,保溫5-6小時;焊縫施焊24小時後,作超音波無損探傷檢驗,即可。
常溫狀態下厚鋼板的T形焊接焊接施工方法,其特徵在於:依次按以下步驟進行:
(1)製作厚鋼板:對待切割的厚鋼板進行預熱處理,預熱時割嘴與厚鋼板表面成8-12°傾角,再採用液化石油氣切割工藝將厚鋼板切割成符合要求的尺寸,得到腹板與翼緣板;切割時,割嘴垂直於厚鋼板表面,切割氣流長度為厚鋼板厚度的1/2;
(2)在腹板與翼緣板的T形接頭處,將腹板上的接頭部位開上雙面半U形坡口;
(3)對腹板上的雙面半U形坡口以及雙面半U形坡口邊緣80-120毫米的部位進行檢查,對翼緣板內側與腹板連線處打磨乾淨,並用超音波對腹板與翼緣板進行檢查,對液化石油氣割工藝引起的裂紋進行處理;
(4)將腹板與翼緣板組立並調整至船形位置,在母材上位於焊道兩側80-120毫米範圍內,每隔400-600毫米設定一塊電爐板,對母材均勻加熱至90-110℃,停止加熱8-12分鐘,再繼續加熱至150-180℃;
(5)對上述處理後的腹板與翼緣板採用埋弧自動焊進行焊接,並採用多道多層焊接法:先焊完左側坡口深度的1/4後,翻身焊右側坡口深度的1/4,再翻身焊完左側坡口深度的1/2,循環反覆,直至焊至要求的焊縫高度;
(6)焊後進行後熱及保溫處理,即可。
所述的常溫狀態下厚鋼板的對接焊接施工方法,其特徵在於:依次按以下步驟進行:
(1)製作厚鋼板:對待切割的厚鋼板進行預熱處理,預熱時割嘴與厚鋼板表面成10°傾角,再採用液化石油氣切割工藝將厚鋼板切割成符合要求的尺寸,得到腹板或翼緣板;切割時,割嘴垂直於厚鋼板表面,切割氣流長度為厚鋼板厚度的1/2;
(2)將腹板的對接接頭處或翼緣板的對接接頭處開上雙U型坡口;
(3)對腹板或翼緣板上的雙U型坡口以及雙U型坡口邊緣100毫米的部位採用超音波檢查其內部缺陷,對液化石油氣割工藝引起的裂紋及夾渣缺陷進行處理,同時,把雙U型坡口打磨乾淨;
(4)將處理後的腹板或翼緣板對接定位,在母材上位於焊道兩側100毫米範圍內,每隔500毫米設定一塊電爐板,對母材均勻加熱至100℃,停止加熱10分鐘,再繼續加熱至160℃;
(5)對上述加熱處理後的腹板或翼緣板進行焊接,具體步驟為:先焊正面坡口深度的1/3,然後翻轉對接後的腹板或翼緣板並對其採用碳弧氣刨清根後,用砂輪打磨,清除滲碳層與熔渣,直至露出金屬光澤後採用熱磁粉探傷法進行底部的MT探傷,待確定無裂縫後,進行反面焊縫的施焊;焊完後再翻轉對接後的腹板或翼緣板,焊接正面的其餘2/3焊道,直至完成蓋面焊;蓋面焊結束後,將焊縫及焊縫邊緣150毫米的部位用石棉布覆蓋,並加熱至250℃,保溫5小時;焊縫施焊24小時後,作超音波無損探傷檢驗,即可。
所述的常溫狀態下厚鋼板的T形焊接焊接施工方法,其特徵在於:依次按以下步驟進行:
(1)製作厚鋼板:對待切割的厚鋼板進行預熱處理,預熱時割嘴與厚鋼板表面成10°傾角,再採用液化石油氣切割工藝將厚鋼板切割成符合要求的尺寸,得到腹板與翼緣板;切割時,割嘴垂直於厚鋼板表面,切割氣流長度為厚鋼板厚度的1/2;
(2)在腹板與翼緣板的T形接頭處,將腹板上的接頭部位開上雙面半U形坡口;
(3)對腹板上的雙面半U形坡口以及雙面半U形坡口邊緣100毫米的部位進行檢查,對翼緣板內側與腹板連線處打磨乾淨,並用超音波對腹板與翼緣板進行檢查,對液化石油氣割工藝引起的裂紋進行處理;
(4)將腹板與翼緣板組立並調整至船形位置,在母材上位於焊道兩側100毫米範圍內,每隔500毫米設定一塊電爐板,對母材均勻加熱至100℃,停止加熱10分鐘,再繼續加熱至160℃;
(5)對上述處理後的腹板與翼緣板採用埋弧自動焊進行焊接,並採用多道多層焊接法:先焊完左側坡口深度的1/4後,翻身焊右側坡口深度的1/4,再翻身焊完左側坡口深度的1/2,循環反覆,直至焊至要求的焊縫高度;
(6)焊後進行後熱及保溫處理,即可。
所述的常溫狀態下厚鋼板的對接焊接施工方法,其特徵在於:所述母材上的測溫點設定在焊道兩側100毫米邊緣處。
所述的常溫狀態下厚鋼板的T形焊接焊接施工方法,其特徵在於:焊接完成後,進行焊縫外觀檢查確認,合格後,用電爐板對焊縫兩側150毫米範圍內均勻加熱至250-300℃,然後用石棉布圍裹保溫,保溫5小時後撤除防護;焊後24小時進行超音波無損檢測。
翼緣板或腹板的對接焊接包括有50毫米、70毫米、90毫米、100毫米以及125毫米五種厚度。腹板與翼緣板的T形焊接包括50/90、50/100和70/125三種焊接形式,材質均為符合美國ASTM標準的A572 Grade 50。
翼緣板或腹板的對接焊接坡口選擇焊縫填充量少、便於反面清根和砂輪機打磨的雙U形坡口。焊接採用埋弧自動焊接,對接只允許長度方向對接。不允許寬度方向對接。 腹板與翼緣板的T形接頭在腹板處開雙面半U形坡口,坡口採用龍門刨刨削而成。腹板與翼緣板的T形接頭採用液壓門式自動組立機進行組裝。
腹板與翼緣板組立後,在專用胎架上調整至船形位置,採用埋弧自動焊進行焊接。
厚鋼板切割時,對採用乙炔氣割和液化石油氣切割做了比較試驗,試驗結果表明:液化石油氣切割與乙炔氣切割相比預熱時間較長,切割速度較慢,但切割面光滑,不滲碳,成本下降15%以上,比較經濟安全,因此最終確定採用液化石油氣進行厚鋼板切割,切割參數見表1。
液化石油氣切割工藝要求:
1)厚鋼板切割時的預熱火焰要大,切割氣流長度選擇稍長於板厚的1/2。預熱時割嘴與工件表面成10°傾角,防止割渣反彈堵塞割嘴孔。
2)氣割時割嘴垂直於工件表面,移動切割前確認整個板厚已全部剖穿,氣割終結前速度緩慢,保證切口質量。
翼緣板或腹板在對接前對坡口及坡口邊緣100毫米範圍內進行徹底檢查,並採用超音波檢查內部缺陷。對氣割引起的裂紋、夾渣等缺陷及時進行處理,同時把坡口打磨乾淨。翼緣板或腹板對接定位後,在焊道兩側100毫米範圍內的母材每隔500毫米設定電爐板一塊(2.0千瓦),均勻加熱至100℃左右,停止加熱10分鐘,以利於熱量向板中心傳遞,然後繼續加熱至150-180℃,測溫點設定在焊道兩側100毫米邊緣處。
翼緣板或腹板對接焊接時,打底焊採用手工電弧焊,中間層及蓋面層採用埋弧自動焊,控制好層間溫度。翼緣板或腹板坡口焊中留鈍邊6毫米,主要是為了防止焊穿。 翼緣板或腹板對接焊接的施焊過程中,嚴格保證防風和保溫措施。焊道施焊後立即加蓋石棉布保溫,防止焊縫在短時間內快速冷卻而產生裂紋。
腹板與翼緣板的T形焊接過程中應設定焊絲對中跟蹤裝置,確保焊接位置,保證熔池中心,消除因焊接位置不對稱而產生的變形。
腹板與翼緣板的T形焊後進行後熱及保溫處理。消除或減少殘餘應力,是防止裂紋,減少焊接變形的關鍵。焊接完成後,進行焊縫外觀檢查確認,合格後立即用電爐板對焊縫兩側150毫米範圍內均勻加熱至250-00℃,然後用石棉布圍裹保溫,保溫5小時後撤除防護。焊後24小時進行超音波無損檢測。
改善效果
《常溫狀態下厚鋼板的對接焊接以及T型焊接施工方法》方法操作方便,能夠有效避免在焊接厚鋼板過程中出現的焊接裂紋以及焊接變形等缺陷。
技術領域
《常溫狀態下厚鋼板的對接焊接以及T型焊接施工方法》主要涉及一種焊接施工方法,尤其涉及一種常溫狀態下厚鋼板的對接焊接以及T型焊接施工方法。
權利要求
1.《常溫狀態下厚鋼板的對接焊接以及T型焊接施工方法》依次按以下步驟進行:
(1)製作厚鋼板:對待切割的厚鋼板進行預熱處理,預熱時割嘴與厚鋼板表面成8-12°傾角,再採用液化石油氣切割工藝將厚鋼板切割成符合要求的尺寸,得到腹板或翼緣板;切割時,割嘴垂直於厚鋼板表面,切割氣流長度為厚鋼板厚度的1/2;
(2)將腹板的對接接頭處或翼緣板的對接接頭處開上雙U型坡口;
(3)對腹板或翼緣板上的雙U型坡口以及雙U型坡口邊緣80-120毫米的部位採用超音波檢查其內部缺陷,對液化石油氣割工藝引起的裂紋及夾渣缺陷進行處理,同時,把雙U型坡口打磨乾淨;
(4)將處理後的腹板或翼緣板對接定位,在母材上位於焊道兩側120毫米範圍內,每隔400-600毫米設定一塊電爐板,對母材均勻加熱至90-110℃,停止加熱8-12分鐘,再繼續加熱至150-180℃;
(5)對上述加熱處理後的腹板或翼緣板進行焊接,具體步驟為:先焊正面坡口深度的1/3,然後翻轉對接後的腹板或翼緣板並對其採用碳弧氣刨清根後,用砂輪打磨,清除滲碳層與熔渣,直至露出金屬光澤後採用熱磁粉探傷法進行底部的MT探傷,待確定無裂縫後,進行反面焊縫的施焊;焊完後再翻轉對接後的腹板或翼緣板,焊接正面的其餘2/3焊道,直至完成蓋面焊;蓋面焊結束後,將焊縫及焊縫邊緣140-160毫米的部位用石棉布覆蓋,並加熱至200-300℃,保溫5-6小時;焊縫施焊24小時後,作超音波無損探傷檢驗,即可。
2.根據權利要求1所述的常溫狀態下厚鋼板的對接焊接施工方法,其特徵在於:依次按以下步驟進行:
(1)製作厚鋼板:對待切割的厚鋼板進行預熱處理,預熱時割嘴與厚鋼板表面成10°傾角,再採用液化石油氣切割工藝將厚鋼板切割成符合要求的尺寸,得到腹板或翼緣板;切割時,割嘴垂直於厚鋼板表面,切割氣流長度為厚鋼板厚度的1/2;
(2)將腹板的對接接頭處或翼緣板的對接接頭處開上雙U型坡口;
(3)對腹板或翼緣板上的雙U型坡口以及雙U型坡口邊緣100毫米的部位採用超音波檢查其內部缺陷,對液化石油氣割工藝引起的裂紋及夾渣缺陷進行處理,同時,把雙U型坡口打磨乾淨;
(4)將處理後的腹板或翼緣板對接定位,在母材上位於焊道兩側100毫米範圍內,每隔500毫米設定一塊電爐板,對母材均勻加熱至100℃,停止加熱10分鐘,再繼續加熱至160℃;
(5)對上述加熱處理後的腹板或翼緣板進行焊接,具體步驟為:先焊正面坡口深度的1/3,然後翻轉對接後的腹板或翼緣板並對其採用碳弧氣刨清根後,用砂輪打磨,清除滲碳層與熔渣,直至露出金屬光澤後採用熱磁粉探傷法進行底部的MT探傷,待確定無裂縫後,進行反面焊縫的施焊;焊完後再翻轉對接後的腹板或翼緣板,焊接正面的其餘2/3焊道,直至完成蓋面焊;蓋面焊結束後,將焊縫及焊縫邊緣150毫米的部位用石棉布覆蓋,並加熱至250℃,保溫5小時;焊縫施焊24小時後,作超音波無損探傷檢驗,即可。
3.根據權利要求1所述的常溫狀態下厚鋼板的對接焊接施工方法,其特徵在於:所述母材上的測溫點設定在焊道兩側100毫米邊緣處。
4.常溫狀態下厚鋼板的T形焊接施工方法,其特徵在於:依次按以下步驟進行:
(1)製作厚鋼板:對待切割的厚鋼板進行預熱處理,預熱時割嘴與厚鋼板表面成8-12°傾角,再採用液化石油氣切割工藝將厚鋼板切割成符合要求的尺寸,得到腹板與翼緣板;切割時,割嘴垂直於厚鋼板表面,切割氣流長度為厚鋼板厚度的1/2;
(2)在腹板與翼緣板的T形接頭處,將腹板上的接頭部位開上雙面半U形坡口;
(3)對腹板上的雙面半U形坡口以及雙面半U形坡口邊緣80-120毫米的部位進行檢查,對翼緣板內側與腹板連線處打磨乾淨,並用超音波對腹板與翼緣板進行檢查,對液化石油氣割工藝引起的裂紋進行處理;
(4)將腹板與翼緣板組立並調整至船形位置,在母材上位於焊道兩側120毫米範圍內,每隔400-600毫米設定一塊電爐板,對母材均勻加熱至90-110℃,停止加熱8-12分鐘,再繼續加熱至150-180℃;
(5)對上述處理後的腹板與翼緣板採用埋弧自動焊進行焊接,並採用多道多層焊接法:先焊完左側坡口深度的1/4後,翻身焊右側坡口深度的1/4,再翻身焊完左側坡口深度的1/2,循環反覆,直至焊至要求的焊縫高度;
(6)焊後進行後熱及保溫處理,即可。
5.根據權利要求4所述的常溫狀態下厚鋼板的T形焊接焊接施工方法,其特徵在於:依次按以下步驟進行:
(1)製作厚鋼板:對待切割的厚鋼板進行預熱處理,預熱時割嘴與厚鋼板表面成10°傾角,再採用液化石油氣切割工藝將厚鋼板切割成符合要求的尺寸,得到腹板與翼緣板;切割時,割嘴垂直於厚鋼板表面,切割氣流長度為厚鋼板厚度的1/2;
(2)在腹板與翼緣板的T形接頭處,將腹板上的接頭部位開上雙面半U形坡口;
(3)對腹板上的雙面半U形坡口以及雙面半U形坡口邊緣100毫米的部位進行檢查,對翼緣板內側與腹板連線處打磨乾淨,並用超音波對腹板與翼緣板進行檢查,對液化石油氣割工藝引起的裂紋進行處理;
(4)將腹板與翼緣板組立並調整至船形位置,在母材上位於焊道兩側100毫米範圍內,每隔500毫米設定一塊電爐板,對母材均勻加熱至100℃,停止加熱10分鐘,再繼續加熱至160℃;
(5)對上述處理後的腹板與翼緣板採用埋弧自動焊進行焊接,並採用多道多層焊接法:先焊完左側坡口深度的1/4後,翻身焊右側坡口深度的1/4,再翻身焊完左側坡口深度的1/2,循環反覆,直至焊至要求的焊縫高度;
(6)焊後進行後熱及保溫處理,即可。
6.根據權利要求4所述的常溫狀態下厚鋼板的T形焊接焊接施工方法,其特徵在於:焊接完成後,進行焊縫外觀檢查確認,合格後,用電爐板對焊縫兩側150毫米範圍內均勻加熱至250-300℃,然後用石棉布圍裹保溫,保溫5小時後撤除防護;焊後24小時進行超音波無損檢測。
實施方式
《常溫狀態下厚鋼板的對接焊接以及T型焊接施工方法》依次按以下步驟進行:
(1)製作厚鋼板:對待切割的厚鋼板進行預熱處理,預熱時割嘴與厚鋼板表面成10°傾角,再採用液化石油氣切割工藝將厚鋼板切割成符合要求的尺寸,得到腹板或翼緣板;切割時,割嘴垂直於厚鋼板表面,切割氣流長度為厚鋼板厚度的1/2。
(2)將腹板的對接接頭處或翼緣板的對接接頭處開上雙U型坡口。
(3)對腹板或翼緣板上的雙U型坡口以及雙U型坡口邊緣100毫米的部位採用超音波檢查其內部缺陷,對液化石油氣割工藝引起的裂紋及夾渣缺陷進行處理,同時,把雙U型坡口打磨乾淨。
(4)將處理後的腹板或翼緣板對接定位,在母材上位於焊道兩側100毫米範圍內,每隔500毫米設定一塊電爐板,對母材均勻加熱至100℃,停止加熱10分鐘,再繼續加熱至160℃。
(5)對上述加熱處理後的腹板或翼緣板進行焊接,具體步驟為:先焊正面坡口深度的1/3,然後翻轉對接後的腹板或翼緣板並對其採用碳弧氣刨清根後,用砂輪打磨,清除滲碳層與熔渣,直至露出金屬光澤後採用熱磁粉探傷法進行底部的MT探傷,待確定無裂縫後,進行反面焊縫的施焊;焊完後再翻轉對接後的腹板或翼緣板,焊接正面的其餘2/3焊道,直至完成蓋面焊;蓋面焊結束後,將焊縫及焊縫邊緣150毫米的部位用石棉布覆蓋,並加熱至250℃,保溫5小時;焊縫施焊24小時後,作超音波無損探傷檢驗,即可。
《常溫狀態下厚鋼板的對接焊接以及T型焊接施工方法》依次按以下步驟進行:
(1)製作厚鋼板:對待切割的厚鋼板進行預熱處理,預熱時割嘴與厚鋼板表面成10°傾角,再採用液化石油氣切割工藝將厚鋼板切割成符合要求的尺寸,得到腹板與翼緣板;切割時,割嘴垂直於厚鋼板表面,切割氣流長度為厚鋼板厚度的1/2。
(2)在腹板與翼緣板的T形接頭處,將腹板上的接頭部位開上雙面半U形坡口。
(3)對腹板上的雙面半U形坡口以及雙面半U形坡口邊緣100毫米的部位進行檢查,對翼緣板內側與腹板連線處打磨乾淨,並用超音波對腹板與翼緣板進行檢查,對液化石油氣割工藝引起的裂紋進行處理。
(4)將腹板與翼緣板組立並調整至船形位置,在母材上位於焊道兩側100毫米範圍內,每隔500毫米設定一塊電爐板,對母材均勻加熱至100℃,停止加熱10分鐘,再繼續加熱至160℃。
(5)對上述處理後的腹板與翼緣板採用埋弧自動焊進行焊接,並採用多道多層焊接法:先焊完左側坡口深度的1/4後,翻身焊右側坡口深度的1/4,再翻身焊完左側坡口深度的1/2,循環反覆,直至焊至要求的焊縫高度。
(6)焊接完成後,進行焊縫外觀檢查確認,合格後,用電爐板對焊縫兩側150毫米範圍內均勻加熱至250-300℃,然後用石棉布圍裹保溫,保溫5小時後撤除防護;焊後24小時進行超音波無損檢測。
榮譽表彰
2019年5月16日,《常溫狀態下厚鋼板的對接焊接以及T型焊接施工方法》獲得安徽省第六屆專利獎優秀獎。