河南新鄉(xiāng) 廠家供應(yīng) 建筑橋梁 大型鑄鋼件 |
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鋼結(jié)構(gòu)鑄鋼節(jié)點(diǎn)將成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的支柱 鋼結(jié)構(gòu)具有自重輕、建設(shè)周期短、適應(yīng)性強(qiáng)、造型美觀、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn),其應(yīng)用越來(lái)越廣泛。鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展與鋼產(chǎn)量緊密相關(guān)。我國(guó)已經(jīng)成為產(chǎn)鋼大國(guó),2005年中國(guó)生產(chǎn)鋼已突破3億噸,其中鋼結(jié)構(gòu)的產(chǎn)量高達(dá)1.4億,能源、交通、冶金、機(jī)械、化工、電力、建筑及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等領(lǐng)域的鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的支柱。 從20世紀(jì)80年代以來(lái),中國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)得到了的發(fā)展,建筑鋼結(jié)構(gòu)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中占有非常重要的地位。鑄鋼節(jié)點(diǎn)依據(jù)用鋼量來(lái)評(píng)價(jià),2005年建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼量約1155萬(wàn)噸,比2002年的836萬(wàn)噸增長(zhǎng)了38%%。目前,鑄鋼節(jié)點(diǎn)我國(guó)高層鋼結(jié)構(gòu)、空間鋼結(jié)構(gòu)、橋梁鋼結(jié)構(gòu)、輕鋼鋼結(jié)構(gòu)和住宅鋼結(jié)構(gòu)等產(chǎn)業(yè)與民用建筑,如雨后春筍,遍布全國(guó)。據(jù)統(tǒng)計(jì),到目前為止,我國(guó)已建成60多幢高層超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑;大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)已在各種體育館、展覽中心、大劇院、候機(jī)樓、飛機(jī)庫(kù)和一些產(chǎn)業(yè)廠房中應(yīng)用;橋梁鋼結(jié)構(gòu)方興未艾,上世紀(jì)90年代以后,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),僅宜賓至上海的長(zhǎng)江段,已建和在建橋梁數(shù)目已達(dá)50余座,其中過(guò)半是鋼橋,展示出中國(guó)當(dāng)代建橋技術(shù)達(dá)到了世界先進(jìn)水平”;經(jīng)過(guò)近幾年的深進(jìn)研究和開發(fā)我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)住宅已經(jīng)進(jìn)一個(gè)新的發(fā)展階段,一批建設(shè)部立項(xiàng)的示范、試點(diǎn)工程和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目相繼建成并取得了科研成果,在“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”“綠色建筑”等政策指導(dǎo)下,今后我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)住宅建設(shè)必將蓬勃發(fā)展。
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縱觀目前我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)工程現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),越來(lái)越具有現(xiàn)代化建筑風(fēng)格和科技含量高的建筑特征,其主要特點(diǎn)是: 1 造型新奇獨(dú)特,結(jié)構(gòu)體系繁多,節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜,焊接接頭形式多,構(gòu)件制作和現(xiàn)場(chǎng)安裝中的焊接技術(shù)難度越來(lái)越大。鑄鋼節(jié)點(diǎn)例如:運(yùn)動(dòng)場(chǎng)“鳥巢”鋼結(jié)構(gòu)工程有大量的復(fù)雜的桁架柱、主桁架、次結(jié)構(gòu)焊接節(jié)點(diǎn),焊縫縱橫交錯(cuò),施工難度很大。 2 建筑高度高,結(jié)構(gòu)跨度大,抗震性能設(shè)計(jì)對(duì)主要鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量要求很高。如:框架梁與柱的連接焊縫,剪力板與柱的連接焊縫,梁腹板與柱的連接焊縫和柱的拼接焊縫等,都是結(jié)構(gòu)的主要部位,基本上都是坡口熔透一級(jí)焊縫,100%超聲波探傷,對(duì)焊接質(zhì)量要求非常高。 3 使用鋼材品種規(guī)格多,而且越來(lái)越多趨向于使用低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼和大厚度鋼材,隨著鋼鐵生產(chǎn)工藝水平的不斷進(jìn)步,鑄鋼、奧氏體不銹鋼、復(fù)合鋼板也得到越來(lái)越多的應(yīng)用。因此,要求現(xiàn)場(chǎng)施工前,針對(duì)所使用鋼材的交貨狀況,要進(jìn)行新鋼種的焊接性試驗(yàn),探索科學(xué)的焊接工藝參數(shù),制定相應(yīng)的焊接工藝措施。 4 工廠制作和現(xiàn)場(chǎng)安裝鏈接因素多,不同工種交叉作業(yè)多,現(xiàn)場(chǎng)安裝難度較大。 1 焊接方法 鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)于20世紀(jì)40年代引進(jìn)焊條電弧焊,50年代中期從前蘇聯(lián)引進(jìn)埋弧焊接技術(shù),70年代以后,由于建筑鋼結(jié)構(gòu)箱形構(gòu)件以及中厚板的廣泛使用,又陸續(xù)試驗(yàn)并成功應(yīng)用實(shí)芯焊絲和藥芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊,埋弧雙絲焊、埋弧三絲焊,熔嘴電渣焊、螺栓焊等焊接技術(shù)。 CO2氣體保護(hù)焊在建筑鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用,鑄鋼節(jié)點(diǎn)極大地進(jìn)步了焊接生產(chǎn)效率,縮短了施工周期,已逐步取代手工藥皮電弧焊。CO2氣體保護(hù)焊,按焊絲可分為實(shí)芯焊絲(GMAW)和藥芯焊絲(FCAW)兩種。實(shí)芯焊絲CO2或混合氣體保護(hù)焊,在建筑鋼結(jié)構(gòu)的制作中,可根據(jù)板厚和坡口、裂紋性,來(lái)選擇相應(yīng)得噴射過(guò)液、脈沖電流過(guò)液、德實(shí)芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊,藥芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊,與等直徑實(shí)芯焊絲相比,焊絲的金屬界面積變小,在同等電流水平下的電流密度增大,焊絲的熔敷效率接近于實(shí)芯CO2焊。在同等尺寸的角焊縫焊接中,由于飛濺小、清理方便且焊縫成形較凹,整體效率和經(jīng)濟(jì)效益甚至優(yōu)于實(shí)芯CO2焊。英特別指出的是,CO2氣體保護(hù)焊由于電弧氣氛的氧化性,所得熔敷金屬的含氫量極低,具有較好的抗氫裂性。 自保護(hù)焊藥芯焊絲在建筑鋼結(jié)構(gòu)也開始使用,由于不需要?dú)怏w保護(hù),使用更方便,但由于自保護(hù)藥芯焊絲的擴(kuò)散氫含量較高,因此目前僅應(yīng)用于冷裂傾向不大的鋼種或不重要部位的焊接,以后要解決的題目,一是抗冷裂性能的進(jìn)步,二是材料本錢的降低。 2 焊接設(shè)備 建筑鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的焊接設(shè)備主要有手工焊機(jī)、MIG和MAG焊機(jī)、埋弧焊機(jī)、電渣焊機(jī)等,隨著電力電子技術(shù)及微電子技術(shù)的發(fā)展,電焊機(jī)正朝著、、節(jié)能、可控性強(qiáng)等方向發(fā)展,而焊機(jī)的體積更小、重量更輕、更適于現(xiàn)場(chǎng)操縱。尤其是逆變電源的普及,已極大促進(jìn)了鋼結(jié)構(gòu)焊接設(shè)備的發(fā)展,鑄鋼節(jié)點(diǎn)逆變電源焊機(jī),整機(jī)重量?jī)H為傳統(tǒng)弧焊電源的1/5到1/10,體積降至傳統(tǒng)弧焊電源的1/3,電源輸出外特性可進(jìn)行控制。逆變焊機(jī)假如采用微處理器控制,只需變更軟件或改變面板的操縱功能指示。即可實(shí)現(xiàn)各種焊接方法,如MAG、TIG、MIG、PuiseMIG等,目前,一種新的控制技術(shù)即雙零開關(guān)諧振電路在逆變焊機(jī)上開始使用,其環(huán)保、節(jié)能、特點(diǎn)更為突出。 縱觀國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)應(yīng)用的焊接設(shè)備,主要有以下特點(diǎn)和趨勢(shì): ①?gòu)V泛采用先進(jìn)技術(shù),焊機(jī)功能更趨完善; ②機(jī)械化、自動(dòng)化和成套水平進(jìn)一步進(jìn)步; ③電子計(jì)算機(jī)和焊接機(jī)器人也開始在鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)制作中應(yīng)用。 ②組織強(qiáng)化(如淬火+回火):鑄鋼節(jié)點(diǎn)軋后加熱溫度超過(guò)相變重結(jié)晶溫度30~50℃,經(jīng)水冷后天生的淬火過(guò)飽和固溶體為不穩(wěn)定組織,強(qiáng)度和硬度都很高。隨后進(jìn)行600℃高溫回火則可使淬火固溶體分解軟化,達(dá)到塑性和韌性的要求,也稱為調(diào)質(zhì)處理。 ③控軋控冷工藝(TMCP):嚴(yán)格控制鋼板冷卻及厚度下降的過(guò)程,并在接近或低于鐵素體開始天生的溫度(Ar3910攝氏度)下完成終軋。其顯微組織及力學(xué)性能不可由熱處理獲得。這種軋制方式可在較低的碳當(dāng)量下獲得較高的強(qiáng)度且焊接性好; ④淬火+自回火控制軋制(QST):盧森堡鋼廠的軋制H型鋼(Gr60鋼曾在新保利大廈工程中使用),淬火后利用截面中部溫度散熱進(jìn)行自回火,是TMCP的特殊應(yīng)用。如Gr65鋼的淬火溫度為871攝氏度,自回火溫度為593攝氏度。其強(qiáng)度高同時(shí)焊接性好。 (2) 高強(qiáng)鋼用焊材選配原則 ①?gòu)?qiáng)匹配,強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件:焊接材料熔敷金屬的強(qiáng)度、塑性、沖擊韌性高于母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的zui低值。焊接接頭(焊縫及熱影響區(qū))各項(xiàng)性能要求達(dá)到母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的zui低值; ②兼顧焊縫塑性:厚板焊接時(shí)按厚度效應(yīng)后的強(qiáng)度選配焊材,節(jié)點(diǎn)拘束度大時(shí)可在1/4板厚以下配用低強(qiáng)焊材; ③滿足沖擊韌性要求:必須重點(diǎn)選擇焊材的韌性使焊縫及熱影響區(qū)韌性達(dá)到鋼材的標(biāo)準(zhǔn)要求。 (3) 高強(qiáng)鋼焊接性評(píng)價(jià)方法 ①碳當(dāng)量計(jì)算評(píng)定法; ②熱影響區(qū)zui高硬度試驗(yàn)評(píng)定法; ③插銷試驗(yàn)臨界斷裂應(yīng)力評(píng)定法。 (4) zui低預(yù)熱溫度確定方法 ①裂紋試驗(yàn)控制:根據(jù)斜Y坡口試樣抗裂試驗(yàn)確定zui低預(yù)熱溫度; ②硬度控制:根據(jù)一定碳當(dāng)量的鋼材,其不同板厚T形接頭角焊縫熱影響區(qū)硬度達(dá)到350HV對(duì)應(yīng)的冷卻速度(540攝氏度時(shí))查表確定焊接線能量; ③根據(jù)裂紋指數(shù)、板厚范圍、拘束度等級(jí)、熔敷金屬擴(kuò)散氫含量確定zui低預(yù)熱溫④根據(jù)接頭熱輸進(jìn)、冷卻時(shí)間T8/5和鋼材的特定曲線圖確定zui低預(yù)熱溫度 (5) 焊接質(zhì)量控制 ①控制熱輸進(jìn)與冷卻速度:控制焊接電流、電壓、焊接速度以及熔敷金屬800攝氏度~500攝氏度區(qū)間的冷卻時(shí)間(t8/5)(預(yù)熱、后熱); ②控制焊縫中碳/硫/磷/氮/氫/氧含量:選用堿性低氫焊材,采用良好的操縱手法充分保護(hù)熔池金屬(短弧、限制擺動(dòng)、傾角穩(wěn)定); ③應(yīng)力與變形控制:選用高能量密度、低熱輸進(jìn)的焊接方法,如氣體保護(hù)焊;用小線能量,多層多道焊接;減小焊接坡口的角度和間隙,減少熔敷金屬填充量;鑄鋼節(jié)點(diǎn)采用對(duì)稱坡口,對(duì)稱、輪流施焊;長(zhǎng)焊縫應(yīng)分段退焊或多人同時(shí)施焊;用跳焊法避免變形和應(yīng)力集中。 總之,對(duì)于高強(qiáng)鋼的焊接,應(yīng)根據(jù)鋼材本身的強(qiáng)化機(jī)理和供貨狀態(tài),綜合考慮其性能要求,公道選擇焊接材料和試驗(yàn)方法對(duì)其焊接性作出評(píng)價(jià),制定 ②預(yù)熱效果變差,在低溫環(huán)境下用相同的熱源,相同的時(shí)間,不能達(dá)到應(yīng)有的預(yù)熱效果; ③焊接殘余應(yīng)力的作用加劇; ④環(huán)境溫度對(duì)焊工的操縱帶來(lái)不利的影響。 (2)低溫焊接措施} ①優(yōu)選焊材:在低溫環(huán)境中,應(yīng)盡量選擇低氫或超低氫焊材,對(duì)焊材嚴(yán)格執(zhí)行烘焙和保溫措施; ②焊前防護(hù):在焊接作業(yè)區(qū)域搭防護(hù)棚,使焊接區(qū)域形成相對(duì)封閉的空間,減少熱量的損失,若無(wú)條件搭設(shè)防護(hù)棚,應(yīng)該采取其他有效措施對(duì)焊接區(qū)域進(jìn)行防護(hù);氣體保護(hù)焊時(shí),焊接氣瓶也應(yīng)采取相應(yīng)措施進(jìn)行保溫; ③預(yù)熱與層間溫度:低溫環(huán)境下的預(yù)熱溫度應(yīng)稍高于常溫下的焊接預(yù)熱溫度,加熱區(qū)域?yàn)闃?gòu)件焊接區(qū)各方向大于或即是二倍鋼板厚度且不小于100毫米范圍內(nèi)的母材,焊接層間溫度不低于預(yù)熱溫度或標(biāo)準(zhǔn)(JGJ81-2002)規(guī)定的zui低溫度20℃(兩者取高值); ④加大定位焊時(shí)的熱輸進(jìn):適當(dāng)加大定位焊的熱輸進(jìn),增大焊縫截面和長(zhǎng)度,并采用與正式焊接相同的預(yù)熱條件,不在坡口以外的母材上打弧,鑄鋼節(jié)點(diǎn)熄弧時(shí)弧坑一定要填滿,可以有效減少由于定位焊接引起的收縮裂紋; ⑤采用公道的焊接工藝:盡量使用窄擺幅,多層多道焊,嚴(yán)格控制層間溫度; ⑥焊接后熱及保溫:焊接后及時(shí)對(duì)焊接接頭進(jìn)行后熱保溫處理,可以有效控制t8/5,利于擴(kuò)散氫氣的逸出,防止由于冷速過(guò)快而引起的冷裂紋,同時(shí)適當(dāng)?shù)暮鬅釡囟龋可以適當(dāng)降低預(yù)熱溫度。 總之,鋼結(jié)構(gòu)低溫焊接施工前,一定要根據(jù)實(shí)際情況做好焊接工藝評(píng)定試驗(yàn),必要時(shí)還要針對(duì)具體鋼種進(jìn)行低溫焊接性試驗(yàn),作出適合的焊接工藝指導(dǎo)書以指導(dǎo)實(shí)際焊接。在低溫環(huán)境下,對(duì)焊工操縱的不良影響也應(yīng)給予足夠重視,一般環(huán)境溫度不宜低于-15℃。 近年來(lái),低溫焊接技術(shù)在國(guó)內(nèi)尤其是北方建筑鋼結(jié)構(gòu)中得到廣泛應(yīng)用,從普通低碳鋼(Q235)到低合金高強(qiáng)鋼(如Q345,Q420)都有應(yīng)用,鑄鋼節(jié)點(diǎn)也積累了相當(dāng)豐富的經(jīng)驗(yàn),極大豐富了我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)的焊接技術(shù)。 7、 組合樓板栓釘穿透焊技術(shù) 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)組合樓板的大量使用,使區(qū)別于普通栓釘焊的栓釘穿透焊技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展,所謂穿透焊,就是焊接時(shí)通過(guò)電弧燃燒使栓釘穿透壓型鋼板焊于鋼梁表面上,此時(shí)焊接栓釘起著兩個(gè)作用,一是水平抗剪切,阻止組合樓板在鋼梁上的水平位移;二是垂直抗掀起,阻止組合樓板脫離鋼梁表面。 因此在鋼結(jié)構(gòu)特別是高層、超高層鋼結(jié)構(gòu)的抗震破壞中起著非常重要的作用。其焊接質(zhì)量的好壞是關(guān)乎整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的關(guān)鍵之一。由于栓釘穿透焊焊接受到很多因素影響,包括壓型板鍍鋅層、板厚、與鋼梁表面之間的間隙以及水、銹、渣、油漆等,而且在施工現(xiàn)場(chǎng),各種因素互相交織又不確定,因此,要獲得良好的焊接質(zhì)量,對(duì)焊接的工藝及施工要求很高,鑄鋼節(jié)點(diǎn)中冶團(tuán)體建筑研究總院通過(guò)大量試驗(yàn)研究,并在實(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)收集了國(guó)內(nèi)外數(shù)種栓釘焊機(jī)的上萬(wàn)個(gè)焊接參數(shù),通過(guò)波型分析和實(shí)際焊接質(zhì)量的對(duì)比分析,*次將栓釘穿透焊焊接過(guò)程分為四個(gè)階段:起弧階段、電弧不穩(wěn)定燃燒階段、電弧穩(wěn)定燃燒階段、熄弧頂鍛階段。并以此為基礎(chǔ)提出了能量控制法,該方法在各大工程中已成功使用,如北京LG大廈,工程采用的閉口型鍍鋁鋅壓型板,鍍層高達(dá)280克/平方米,板厚達(dá)1.5毫米,栓釘直徑19毫米,使用能量控制法指導(dǎo)施工,一次合格率達(dá)95%以上,取得了良好的效果。 8 、采用陶瓷襯墊的焊接技術(shù) 陶瓷襯墊強(qiáng)制成型單面焊,施焊方便,背面成型良好,焊接質(zhì)量穩(wěn)定、可靠,在一些領(lǐng)域的焊接生產(chǎn)中已逐步取代鋼制襯墊。在雙面焊中采用陶瓷襯墊,由于可使用較大的根部間隙和較強(qiáng)的焊接規(guī)范,背面無(wú)須清根,不僅大大進(jìn)步了生產(chǎn)效率,而且焊縫根部質(zhì)量也輕易得到保證。鑄鋼節(jié)點(diǎn)由于陶瓷襯墊對(duì)坡口根部間隙不,襯墊長(zhǎng)度可任意接長(zhǎng)、剪短,尤其適合于現(xiàn)場(chǎng)安裝焊縫,因此近年來(lái),在一些鋼結(jié)構(gòu)工程尤其是橋梁工程有所應(yīng)用,由于在焊接時(shí),襯墊也參與了焊縫熔敷金屬的冶金反應(yīng),對(duì)根部焊縫熔敷金屬化學(xué)成分及力學(xué)性能會(huì)產(chǎn)生一定的影響,尤其是對(duì)根部沖擊韌性的影響,鑒于目前尚無(wú)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行界定,因此在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)給予足夠的重視。 9、 鋼結(jié)構(gòu)埋設(shè)件壓力埋弧焊技術(shù) 隨著大跨度鋼結(jié)構(gòu)公共建筑的快速增加,其鋼結(jié)構(gòu)柱子埋設(shè)件(鋼筋)應(yīng)用越來(lái)越多,因而,鋼結(jié)構(gòu)埋設(shè)件壓力埋弧焊技術(shù)在工程實(shí)踐中不斷得到應(yīng)用。其關(guān)鍵技術(shù)措施是: ①選定性能穩(wěn)定安全適用的焊機(jī)或改造螺柱焊機(jī); ②認(rèn)真進(jìn)行焊接工藝評(píng)定試驗(yàn),根據(jù)鋼筋直徑選擇相應(yīng)的焊接工藝參數(shù); ③根據(jù)焊接接頭與母材等強(qiáng)的原則,選用性能良好交直流兩用的焊劑。 |
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