铸钢节点焊接技术

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铸钢节点焊接技术

本工程的难点和重点在于异种材质焊接工艺的确定及高空全位置焊接中节点变形控制。

1 施工准备
1.1母材材质的选定       
黄金树采用了铸钢件和无缝钢管高空全位置连接形式。铸钢件材质为ZG275-485H,在综合考虑设本工程采用单一高温回火的焊接后热工艺，使用履带式红外线加热器进行加热和保温，加热范围以焊口中心为基准，每侧不小于焊缝宽度的3倍。
通过采取焊接预热和后热工艺，减少收缩应力（热应力）和焊接残余应力，有效减少了焊接变形。

1.2焊接施工部署及管理
黄金树铸钢节点在整个结构中起连接、承载、传 力作用，为高空全位置焊接，大部分接头焊缝呈斜向 对接，仰侧倾、爬坡焊极多，需经常变换焊接参数和 焊接位置。因此，必须采取合理的作业形式、工艺参 数及质量保证措施。根据焊接特点，选用功率强大、 性能先进、操作者可随时远距离手控电流、电压变幅 的整流式多功能焊机。焊接作业层与安装校正层至少拉开一个整层来减少黄金树在焊接中的变形:黄金树的焊接施工实行项目经理专控，工程技术部、质量部特控下的工段长负责制。焊接的前期准备、焊工的资质鉴定、工艺试验、焊材保管、烘烤领用、工序拟定及交接等实行专人负责的管理制度。

2焊接工艺与步骤
黄金树铸钢件与钢管的焊接采用带内衬管V形坡口，此坡口形式可减少焊缝断面，减少根部与面缝部收缩差，防止由于焊接应力过度集中在近面缝区产生撕裂现象。现场主要采用手工电弧焊焊接， 选用低氢型焊条E-5015,直径3.2-4mm。整个焊接过程须一次完成，严格控制返修，必须对各个工序严格要求，确保焊接质量达到设计及规范要求。

2.1 组对
组对前将铸钢件接头坡口内壁15-20mm的锈蚀及污物仔细清除，用角向磨光机将凹陷处磨平。坡口清理是工艺重点，其表面不得有不平整、锈蚀现象区在组对时严禁对铸钢件进行硬性敲打。

2.2校正预留焊接收缩量
组对后应用专用器具对同心度、曲率过度线认 真核对，确认无误后，用千斤顶把接头处坡口间隙顶 至收弧部大于起焊部1.5-2mm的焊接收缩量，以保证整个焊接节点最终的收缩相等，避免焊接应力的产生，然后进行定位焊。矫正措施若通过以上预防变形的措施，箱形梁仍有微量变形或不符合工艺要求，可采用火焰加热 矫正法，关键在于正确选择加热位置和加热范围。设计、铸造、施工等基础上，接驳段采用半空心半实心的铸钢节点，材料规格为《350 x 40和M50 x 40,无缝钢管材质为Q345B,规格为4350X 19和M50 x 22。

2.3焊前防护及清理
铸钢件接头处的焊接必须搭设操作平台，做好防风雨措施。定位焊的始焊段与收弧处必须用角向磨光机修磨成缓坡状，分段检査并确认无未熔合、裂纹、气孔等焊前缺陷，清除飞溅及粉尘。

2.4焊前预热
本工程采用的ZG275-485H铸钢件与Q345B无 缝钢管在焊接时对预热、层温、后温等要求较高。焊 前预热即是加热阻碍焊接区自由膨胀、收缩的部位， 使其达到预定的温度值。其目的是消除焊接区段骤 冷骤热差、蕴含水分、减缓始焊层温度散失，制约收 缩发生的时间。预热范围应沿焊缝中心两侧100mm 以内进行全位置均匀加热。由于ZG275-485H（厚 40mm）与Q345B（厚19 ~ 22mm）的管壁厚度存在倍差及铸钢节点为半空心半实心体，在对接接头材料中如果从焊缝中心线算起，离开它的距离不同，温度不同，加热和冷却速度也不同，进而在接头金属区域引起不均匀的热应变，并由此产生热应力（理论上，在约束固定的碳钢结构中，若焊接接头金属两个相邻 面间存在100龙的温度差，所引起的不均匀热应力 能达到钢材的屈服极限应力值），故在本工程中采用 如下预热温度值:ZG275-485H 为 220 ~ 250Y , Q345B为18O-2OOY。当预热温度达到预定值后，恒温20-30min。温度的测试须在离坡口80-100mm处采用远红外温度计进行。加热须绕管运作，以免因加 热不均匀、单点温度过高而造成对铸钢件的损伤。