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5钢结构技术
5.2厚钢板焊接技术
1.主要技术内容
在高层建筑、大跨度工业厂房、大型公共建筑、塔桅结构等钢结构工程中，应用厚钢板焊接技术的主要内容有：①厚钢板抗层状撕裂Z向性能级别钢材的选用；②焊缝接头形式的合理设计；③低氢型焊接材料的选用；④焊接工艺的制定及评定，包括焊接参数、工艺、预热温度、后热措施或保温时间；⑤分层分道焊接顺序；⑥消除焊接应力措施；⑦缺陷返修预案；⑧焊接收缩变形的预控与纠正措施。
2.技术指标
焊后做焊缝的超声波探伤，焊缝质量达到国家验收合格标准，并扩大焊缝周围母材的检测，不允许母材出现裂纹、层状撕裂、淬硬等现象。
板厚大于或等于40mm，且承受沿板厚方向拉力作用的焊接时，应有Z向性能保证，可根据《厚度方向性能钢板》GB/T5313的规定选取Z向性能等级。
3.适用范围
适用于高层建筑钢结构、大跨度工业厂房、大型公共建筑、塔桅结构等工程厚度40mm 以上的钢板焊接。
4.已应用的典型工程
近年来，厚钢板尤其是Q390、Q420、Q460高强厚钢板的应用已越来越普遍，比较典型的工程，如：国家体育场首次应用了国产100/110mm厚Q460E-35高强厚钢板、国家游泳中心应用了国产Q420钢厚板、新保利大厦应用了进口Q420钢厚板等。
中厚板不开坡口的焊接工艺在目前的一些容器和钢结构工程中，中厚板的焊接采用埋弧自动焊的方法。
坡口型式可采用Ⅰ型和X型两种。
对于中厚板，坡口直接影响焊缝的截面积及焊接应力的分布，在板厚相同的情况下，坡口尺寸越大(包括间隙和角度)，收缩变形越大，必然会增加焊接成本和拖延施工进度。
因此，坡口型式及尺寸的选择是相当重要的，除符合有关国标及设计要求外，还需满足坡口加工及施焊要求。
结合某炼钢工程钢结构制作的实际情况，对中厚板的对接焊缝进行了焊接工艺性能分析与选择，通过工艺试验评定，满足了焊缝的质量要求。
1 焊接工艺参数(1)试板一，钢板厚度为δ=32mm，Q345C，开X型坡口。
(背面碳弧气刨清根)。
钢板的尺寸及接头形式简图见图1，焊接工艺参数见表1。
焊接层数为5层，焊接时间为657 s，加上层间清理焊剂、药皮的时间，焊接试板所需时间大致为40 mⅠn(经过多次焊接的平均时间)。
(2)试板二，钢板厚度为δ=32mm，Q345C，开Ⅰ型坡口。
钢板的尺寸及接头形式简图见图2，焊接工艺参数见表2。
焊层为2层，焊接时间为355 s，加上清理焊剂、药皮的时间，焊接试板所需时间大致为15 mⅠn(经过多次焊接的平均时间)。
采用Ⅰ型坡口的焊接方法，背面无需碳弧气刨清根。
因此大大缩短了施焊时间，加快了施工进度。
此外，由于焊接层数少，焊剂的用量也会相对减少。
2 无损检测试板一Ⅰ级合格(检测标准为GB11345)，试板二Ⅰ级合格(检测标准为GB11345)试板一熔合比小，熔深和余高也较小。
焊接残余变形小，焊丝用量较小。
3 焊接接头的力学性能分析对焊接接头力学性能试验数据的分析，可直接反映焊接工艺参数的选择对厚板焊接的影响。
对于上述两个试板，分别取拉伸试验件2件，侧弯试验件4件，冲击6件(焊缝、热影响区各3件)。
试板一的力学性能见表3，试板二的力学性能见表4。
中表3、表4可知，二者的力学性能均符合要求。
以本炼钢工程中钢结构制作为例，我们统计了其中的5根吊车梁(共278t)的H型钢的组焊所需焊接填充金属的用量，焊丝用量1.2 t，焊剂用量1.7 t。
中厚板全融透T形对接焊缝不清根焊接施工工法中厚板全融透T形对接焊缝不清根焊接施工工法一、前言在钢结构施工中，焊接是一种常用的连接方法。
而对于中厚板的焊接，传统的焊接方法会出现一些问题，如焊缝的清根工作繁琐、施工周期长等。
为了解决这些问题，中厚板全融透T形对接焊缝不清根焊接施工工法应运而生。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析，并给出一个实际工程实例。
二、工法特点中厚板全融透T形对接焊缝不清根焊接施工工法具有以下几个特点：1. 减少了焊缝清根工作，施工效率高。
2. 通过合理设计焊缝形状，提高了焊接质量和强度。
3. 适用范围广，可以用于各种中厚板的焊接连接。
4. 施工工艺简单，不需要复杂的设备和工具。
三、适应范围中厚板全融透T形对接焊缝不清根焊接施工工法适用于以下情况：1. 中厚板的对接焊接连接。
2. 中厚板的角焊接。
四、工艺原理中厚板全融透T形对接焊缝不清根焊接施工工法的工艺原理在于通过合理的焊缝形状和焊接参数的选择，实现焊接接头的高强度和高质量。
具体原理如下：1. 通过采用特殊的焊接电弧形式，实现焊缝全融透焊接。
2. 通过合理设计焊缝形状，使焊接接头具有良好的力学性能和抗疲劳性能。
3. 通过控制焊接参数，确保焊接接头的稳定性和可靠性。
五、施工工艺中厚板全融透T形对接焊缝不清根焊接施工工法的施工工艺包括以下几个阶段：1. 准备工作：清理工作区域，准备所需的机具设备和材料。
2. 前期准备：确定焊接位置和参数，进行合适的预热处理。
3. 焊接施工：通过焊接技术和工艺，实现焊缝的全融透焊接。
4. 后期处理：对焊接接头进行表面处理，并进行必要的检测和验收。
六、劳动组织中厚板全融透T形对接焊缝不清根焊接施工工法的劳动组织包括焊工、助手、检验人员等。
根据工程规模和进度安排，合理配备人员，确保施工工作的顺利进行。
七、机具设备中厚板全融透T形对接焊缝不清根焊接施工工法所需的机具设备包括焊机、热处理设备、焊接材料等。
钢结构厚板焊接工艺本工程厚板占比较多、焊缝金属填充量大，焊接残余应力较大，焊接变形不易控制，另外发生焊缝裂纹和母材层状撕裂的倾向性较大。
为保证工程焊接质量，我制作厂将采取以下工艺措施：（1）选派优秀焊工从事本工程的焊接工作，并选用高性能的焊材及设备；（2）焊前进行预热，温度控制在100～120℃，预热是减缓焊接区激热、速冷的过程，通过预热可降低热循环冷却速度，缓和板厚方向的拘束应力，还可以排除焊接区的水分湿气即排除了产生氢的根源，从而防止冷裂纹的产生；（3）施焊工艺参数严格按照经焊接工艺评定合格的焊接参数执行，严格控制焊接线能量，避免出现焊接参数过大引起焊缝强度相应下降，且大电流所形成的焊缝由于熔深大，焊缝截面易成梨状，非金属夹杂物均集中在焊缝中心表面，很易造成裂纹；（4）在厚板焊接过程中，坚持的一个重要的工艺原则是多层多道焊，严禁摆宽道。
采用多层多道焊，前一道焊缝对后一道焊缝来说是一个“预热”的过程；后一道焊缝对前一道焊缝相当于一个“后热处理”的过程，有效改善了焊接过程中应力分布状态，利于保证焊接质量；（5）厚板焊接需要较长时间才能施焊完成，因此加强对焊接过程的中间检查非常重要,如层间温度的控制符合焊接工艺评定要求。
（6）保证背面清根质量，碳刨清根后坡口根部半径不得小于8mm，坡口角度不小于20°，避免根部间隙过窄而产生裂纹，并且在根部焊接前打磨清理坡口面的渗碳层。
（7）控制焊缝金属在800～500℃之间的冷却速度，并做好焊后处理工作，以防止冷裂纹的发生。
(一) 焊接变形控制厚度焊接层数多，焊缝金属填充量大，一旦发生变形矫正难度加大。
在焊接过程中，厚板的焊接变形主要是角变形，为减少焊接变形采取以下措施：（1）对接接头、T形接头和十字接头，在工件放置条件允许或易于翻转的情况下，宜双面对称焊接；有对称截面的构件，宜对称于构件中性轴焊接；有对称连接杆件的节点，宜对称于节点轴线同时对称焊接；（2）非对称双面坡口焊缝，宜先焊深坡口侧、然后焊满浅坡口侧、最后完成深坡口侧焊缝。
建筑钢结构厚钢板现场焊接技术【摘要】本文通过分析目前国内建筑钢结构厚钢板的使用情况及现场焊接的特点，介绍了常用的现场厚板焊接工艺及质量保证措施。
一、建筑钢结构厚板现场焊接的概况目前国内钢结构建筑大量出现，建筑钢结构的用量占全国年钢产量的比例不断增大，2005年建筑钢结构的用量为1580万t，预计2010年达到2600万t。
在许多超高层建筑和大跨度建筑中，为满足建筑造型和结构设计的需求，大量使用到厚钢板(一般指30～60mm以上)及超厚钢板(一般指60mm以上)。
如1986年施工的国内第一座超高层钢结构大厦深圳发展中心，其钢柱最大厚度达到130mm(见图1)；1994年施工的深圳地王商业大厦钢板最大厚度100mm；2007年封顶的上海环球金融中心使用的钢板最大厚度为100mm，其中40mm以上钢板用量占钢结构总量的60％以上；在建的央视新台址工程最大钢板厚度达到110mm，其外框筒结构中大量使用到60～100mm钢板，厚板约占钢结构总量的70％。
由于受现场垂直运输设备的起重能力以及运输条件的限制，大量钢结构构件如重型钢柱、超长钢梁、大型桁架等都需要分段分节后以散件的形式运到现场，然后在现场对这些构件进行组装，在分段对按的位置就产生了大量的厚板现场焊接。
相对于工厂焊接，厚板现场焊接具有以下特点：(1)现场焊接的作业环境相对较差。
由于现场焊接属于室外作业，而且一般工程施工的时间跨度较大，现场焊接作业需要经历冬季和夏季的转换，还可能遇到人风、暴雨和浓雾等不利气象条件的影响。
尤其在超高层钢结构施工中，高空的作业环境湿度大、风力大、温度低。
(2)现场焊接位置受到周边环境的限制，焊接难度较大。
因为构件一旦安装就位，焊接位置就不能改变，而且不能像在工厂焊接时，可以利用行车及焊接作业平台对构件进行翻转及换位。
(3)现场厚板焊接填充量较大。
如一条1000mm长的焊缝，板厚100mm，采用CO2气体保护焊，需要连续焊接6h。
高层钢结构超厚钢板现场焊接工法（YJGF-38-91）1概述高层建筑钢结构的安装施工精度要求，必须要有高质量的焊接工艺才能达到。
特别是进口的A572，Cr42和Cr50合金高强度钢，对氢致裂纹的敏感性强（即对氢所引起的冷裂纹的倾向性大），在施工焊接中，对焊条的干燥、坡口及其两侧的清洁，焊接时的气候、温度等限制要求严格，当构件截面大、钢板厚（δ=130mm，属超厚钢板）时，不适当的焊接顺序或施焊方向都会引起扭曲变形。
超厚钢板现场焊接工法就是针对性焊接时温度引起的不均匀收缩变形，采用热量集中、熔深较大、电弧穿透力强、变形小的一种CO2气体半自动保护焊工法。
焊接时采用对称焊接和增加反变形以及预留变形的措施，尽可能地减小变形和焊接残余应力。
高层钢框架梁、柱的焊缝，经过超声波探伤检查，达到美国焊接协会AWSD1²1-（84）标准中的最高D级，质量优良，填补了我国超厚钢板焊接的空白。
本工法适用于高层建筑钢结构安装工程中厚=130mm钢板的焊接。
本工法于1998年5月通过了中建总公司技术鉴定。
技术达到了国际先进水平，同年被评为中建总公司科技成果一等奖。
1989年获国家科技进步三等奖。
2技术及机具、设备、材料的准备2.1技术准备(一)编制《钢结构安装施工技术方案》、《焊接施工要领书》、《焊接施工实施细则书》和《焊接超声波探伤规定》。
(二)收集有关的国内外规范及标准，其中包括：a)AISC美国钢结构学会房屋钢结构设计制造和安装规范；b)AWS美国焊接学会结构焊接规范；c)ASTM美国试验和材料协会标准；d)GBJ17-88钢结构设计规范；e)GB50205-95钢结构施工及验收规范。
(三)施工前，对焊工、探伤工必须进行严格的培训。
要求焊工百分之百地取得焊接或探伤的合格证，都能熟练地掌握这门技术，凭证上岗操作。
2.2机具设备以深圳发展中心的钢结构施工为例，其施工机具见表1和表2。
工具表1焊接设备和辅助设备表22.3主要材料所用实心焊丝及电焊条的规格示于表3。
15CrMo钢中厚板焊接工艺评定王学军摘要：15CrMo钢是珠光体组织耐热钢。
根据焊接质量要求，对15CrMo中厚板的焊接工艺进行了研究，通过进行焊接工艺评定试验，确定了焊接工艺。
关键词：低合金耐热钢中厚板焊接工艺我公司承制的上都电厂二期3＃、4＃锅炉钢架工程在EL44500标高层有17件板拼箱形梁，材质为15CrMo钢，板材厚度由6～40mm，覆盖绝大部分中厚板。
这些构件处在受热面部位，工作温度高达500℃。
为了保证焊接质量，手工电弧焊选用了E5515-B2型焊条，埋弧自动焊选用了H13CrMoA+SJ101焊接材料进行了焊接工艺评定试验，为构件施焊提供了可靠的焊接工艺数据。
现以32mm厚钢板对接焊缝为例对焊接工艺评定过程进行阐述。
1．15CrMo钢的焊接性15CrMo钢系珠光体组织低合金耐热钢，在高温下具有较高的热强性（δb≥440MPa）和抗氧化性，并具有一定的抗氢腐蚀能力。
由于钢中含有较高含量的Cr、Mo、C和其它合金元素，钢材的淬硬倾向较明显，焊接性差。
15CrMo钢的化学成分如表1示：15CrMo钢的化学成分表1其碳当量（按国际焊接协会IIW）推荐的公式：Ceq＝C＋Mn/6＋（Cr＋Mo＋V）/5＋（Ni＋Cu）/15＝0.542%根据经验：当Ceq＞0.4%时，焊接接头淬硬倾向大，可能出现冷裂纹，而15CrMo钢的Ceq值达0.542%，故15CrMo钢的淬硬倾向大，焊接性差，因此15CrMo钢焊接时，焊接材料的选择和严格的工艺措施，对于防止裂纹，保证使用性能至关重要。
2．焊接工艺2.1 焊接材料针对15CrMo钢的焊接性及构件的工作特点，保证构件在高温条件下长期安全的运行。
查阅焊接手册及相关资料，根据耐热钢焊接接头应具有与母材基本相等的室温和高温短时强度、高温持久强度及焊缝金属的合金成分和含量应下母材基本一致的性能要求，确定了焊接材料。
手工电弧焊选用E5515-B2型焊条，埋弧自动焊选用H13CrMoA+HJ431焊接材料进行了焊接工艺评定试验。
钢结构厚板焊接技术保证措施钢结构厚板焊接技术保证措施钢结构厚板焊接技术保证措施1 厚板焊接t8/5 值及焊接规范控制1.1 厚板焊接存在的一个重要问题是焊接过程中，焊缝热影响区由于冷却速度较快，在结晶过程中最容易形成粗晶粒马氏体组织，从而使焊接时钢材变脆，产生冷裂纹的倾向增大。
因此在厚板焊接过程中，一定要严格控制t8/5。
即控制焊缝热影响区尤其是焊缝熔合线处，从800℃冷却到500℃的时间，即t8/5 值。
1.2 t8/5 过于短暂时，焊缝熔合线处硬度过高，易出现淬硬裂纹；t8/5过长，则熔合线处的临界转变温度会升高，降低冲击韧性值，对低合金钢，材质的组织发生变化。
出现这两种情况，皆直接影向焊接结头的质量。
1.3 对于手工电弧焊，焊接速度的控制：在工艺上规定不同直径的焊条所焊接的长度，规定焊工按此执行，从而确保焊接速度，其它控制采用电焊机控制，从而达到控制焊接线能量的输入，达到控制厚板焊接质量之目的。
2. 厚板加热方法厚板焊接预热，是工艺上必须采取的工艺措施，对于本工程钢结构焊接施工采用电加热板预加热的方法。
加热时应力求均匀，预热范围为坡口两侧至少2t，且不小于100mm 宽，测温点应在离电弧经过前的焊接点各方向不小于75mm 处；预热温度宜在焊件反面测量。
经研究表明产生氢致裂纹要以下四项基本先决条件：I 敏感的微观组织（硬度是敏感度的一个粗略的指标）Ⅱ适当的扩散氢含量Ⅲ合适的拘束度Ⅳ适宜的温度其中一项或几项是处于支配地位的，但这四项条件都必须具备才会产生氢致裂纹。
防止氢致裂纹的实用方法就是预热，就是设法控制这些因素中的一项或几项。
一般来说有两种不同的方法来预估预热温度。
根据大量的裂纹试验，提出一种基于热影响区临界值，就可消除氢致裂纹的危险。
被认可的临界硬度可能是氢含量的函数。
另一种预估预热温度的方法是基于控制氢。
为弄清低温时的冷却速度即300℃~100℃之间的冷却速度的作用，已经通过高约束度下坡口焊缝试验确立了临界冷却速度，化学成份以及氢含量之间的关系。
焊接厚板焊接方法焊接厚板是指厚度大于等于6mm的金属板材进行焊接。
由于厚板的特性，其焊接过程中面临着一系列的挑战，如热输入大、残余应力高、变形大等问题。
为了保证焊接质量，需要选择合适的焊接方法和控制参数。
以下是几种常见的焊接厚板的方法：1.手工弧焊（SMAW）：手工弧焊是一种传统的焊接方法，适用于焊接厚板。
其主要特点是灵活性高，适用于各种规格的工件和焊接位置。
然而，由于手工操作的不稳定性，焊缝质量和工作效率较低。
2.埋弧焊（SAW）：埋弧焊是一种将焊丝和焊剂自动供给到焊缝中的焊接方法。
它具有高熔化率、高效率、高质量等优点，适用于焊接较厚的板材。
埋弧焊的电弧稳定性好，操作简单，适合大型钢结构的生产。
3.气体保护焊（GMAW）：气体保护焊是一种利用连续送丝器自动供给焊丝的焊接方法。
它适用于焊接较薄的金属板材，但也可以用于焊接厚板。
气体保护焊的优点是焊接速度快、熔深大、残余应力小等。
然而，对于焊接厚板，需要控制好热输入，以防止产生大幅度的变形。
4.电弧焊（GTAW）：电弧焊是一种利用无筋熔化电极焊接方法，适用于焊接薄到厚板的金属。
其特点是焊接质量高、焊缝形状美观，但工作效率较低。
对于焊接厚板，需要在焊接参数的选择上进行调整，以实现较好的焊缝质量。
在选择焊接方法时，需要考虑以下因素：1.焊接金属特性：焊接厚板时，需要了解金属的种类和性能，以便选择合适的焊接方法。
不同的金属有不同的熔点和传热性能，对焊接过程的要求也不同。
2.焊接要求：根据焊接厚板的不同要求，选择合适的焊接方法。
例如，对于高要求的焊缝，可以选择气体保护焊或电弧焊等方法。
3.工装夹具：对于焊接厚板，为了减小焊接变形，可以使用工装夹具来固定工件，以增加焊接质量。
4.焊接参数的选择：对于焊接厚板，需要根据焊接金属的性能和要求选择合适的焊接参数，如焊接电流、电压、送丝速度等。
总之，焊接厚板需要合适的焊接方法和参数来保证焊接质量。
在选择方法时，需要考虑金属特性、焊接要求、工装夹具和焊接参数的选择等因素，以实现高质量的焊接。
军工中厚板焊接案例军工中厚板焊接案例有很多，下面是一个具体案例：某军工企业需要焊接两块厚板，厚度为100mm，材质为高强度钢。
为了确保焊接质量和效率，企业采用了以下焊接工艺：1. 预热处理：在焊接前，对两块厚板进行预热处理，以提高其温度，降低焊接过程中的冷却速度，减少焊接裂纹的风险。
预热温度控制在200℃左右。
2. 焊接方法选择：根据高强度钢的特性和企业的实际需求，选用气体保护焊作为主要的焊接方法。
气体保护焊可以有效减少焊接过程中氧化的程度，提高焊缝的致密性。
3. 焊接材料选择：选用与企业所采购钢板相匹配的焊接材料，确保焊接材料的强度和硬度能够满足要求。
同时，也考虑了焊接材料的可加工性和成本等因素。
4. 焊接工艺参数设定：根据实际需要和焊工的技能水平，对焊接电流、电压、焊接速度等参数进行合理设定。
通过调整这些参数，控制热输入量和焊接应力，从而减少变形和裂纹的产生。
5. 焊接操作注意事项：在焊接过程中，注意保持焊缝处的清洁度，避免杂质和油污对焊接质量造成影响。
同时，遵循合理的焊接顺序和方向，以减小焊接过程中产生的热应力和变形。
6. 焊后处理：焊接完成后，进行适当的后处理工作，包括消氢处理、焊后热处理以及机械加工等。
这些处理有助于消除残余应力，提高焊缝的韧性和强度。
7. 质量检测与评估：在完成焊接后，进行全面的质量检测和评估工作。
通过外观检查、无损检测以及力学性能测试等方法，确保焊接质量和性能符合要求。
以上案例仅供参考，不同军工项目的实际情况和具体要求可能有所不同。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的焊接工艺和方法，以确保军工产品的质量和可靠性。
厚钢板焊接技术大量钢结构工程采用厚钢板，促进了厚钢板焊接技术的发展，同时也扩大了厚钢板的应用范围。
厚钢板焊接时，填充焊材熔敷金属量大，焊接时间长，热输入总量高，焊后应力和变形大。
焊接过程中，易产生裂纹。
不同应用领域对厚钢板焊接部要求的性能不同，因此，采用的焊接技术也不同。
下面对厚钢板的4种焊接施工技术进行简要介绍。
1 窄坡口焊接技术为了大幅度减少厚度大于50mm钢板的焊接坡口面积，采用I形窄坡口是有效方法。
从1980年代开始，开发并采用了许多窄坡口焊接方法。
采用窄坡口焊接，大幅度减少了焊接熔敷量。
钢板越厚，焊接时间缩短的越多。
并且由于减少了焊接热输入量，而具有变形小和提高韧性的效果。
因此，窄坡口焊接技术广泛应用于各种大型钢结构的制作。
窄坡口焊接工艺种类很多。
最初开发的窄坡口焊接工艺是气体保护电弧焊（GMAW）窄坡口焊接。
后来相继开发出埋弧焊（SAW）、钨极惰性气体保护电弧焊（TIG）等焊接工艺的窄坡口焊接技术。
焊接位置，也由最初的平焊，发展到横焊和立焊。
使用最多的GMAW平焊窄坡口焊接主要方法列于表1。
主要方法有使用弯曲焊丝，使电弧在窄坡口内摇动的方法和导电嘴偏心、转动电极，使电弧在窄坡口内摇动的方法。
特别是高速旋转电弧法，由于具有电弧摇动频率大和电弧传感器坡口自动仿形功能，并且电弧高速旋转使热量和压力分散，可获得形状良好的焊道和坡口侧壁熔深。
电弧高速旋转窄坡口焊接法，可以应用在许多领域，例如活塞缸、箱形柱、铁路钢轨、输气管线等。
为了防止I型窄坡口焊接缺陷，要求较严格的I型窄坡口加工精度。
此外，由于焊接飞溅会附着在坡口内，所以通常的焊接方法是使用保护气体Ar-20%CO2的喷射过渡熔化极活性气体保护焊（MAG）。
但另一方面，从坡口精度和成本考虑，要求采用气割制作坡口进行CO2气保焊。
为此，开发出100%CO2的极低飞溅电弧焊方法。
该方法是将稀土金属（REM）作为电弧稳定剂添加到焊丝中，并将该稀土焊丝作为正极的CO2气保焊接法（图1）。
钢结构厚板焊接作业指导书一、目的/使用范围在钢结构加工过程中，会涉及到板厚大于40mm板材的焊接，由于大于40mm的板材焊接难度较大，焊接成型后检验也较难，特制定厚板焊接作业指导书，以保证焊接质量和控制其焊接所带来的变形。
本作业指导书适应于钢结构焊连接中板厚大于40mm板材焊接。
二、作业前的准备1、人员的准备明确现场管理人员与操作者对焊接施工各工序的责任人，明确工作内容及责任范围，焊接作业前要对焊接人员进行培训，必须持证上岗，并对焊接作业人员进行必要的安全保护措施，各相关部门对作业前对质量、安全、环保方面进行技术交底。
2、材料的准备所有钢材进厂前必须附有出厂质量说明书和检验报告单，分批抽取试件进行相关试验，以确定是否合格，严禁不经检验就进厂进行加工作业，对焊接过程中所使用的各种焊条、焊剂要严格按照要求之规定进行使用。
（详见具体施工方案）3、机具的准备进行焊接作业前各种焊机工作性能进行检查，防止存在安全隐患，尽量采用低噪声、低污染的焊接器具，且专门的焊机要由专人负责管理及使用。
三、操作工艺1、概述以往我们接触到的钢结构焊接件板厚一般≤40mm，但是有些工程中也有时会出现板厚大于40mm 的情况，根据具体的工程情况特制定合理的焊接参数既满足焊接质量又应最大限度控制焊接变形。
2、焊接要求①、所有厚板对接要求全熔透，即国内Ⅰ级焊缝质量。
②、应极大限度地控制焊接变形，厚钢板一旦变形，矫形将非常困难。
3、焊接方法厚板焊接采用埋弧自动焊焊机进行，辅助采用手工电弧焊机、电弧气刨和角向磨光机等工具。
4、焊接特点①、≥40mm板要求开双面X型破口，随钢板厚度的增加，坡口增大(如厚80mm、70mm钢板坡口开到了70º)②、厚板焊接前必须预热100～120℃③、厚板需采用多层多道焊接，应严格控制层间温度，防止钢板收缩过大，导致变形量增大④、焊接前坡口用角磨机打磨干净⑤、为防止第一遍焊接击穿，采用Φ3.2焊条手工打底。
0 引言随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，其中钢结构中大量使用的高强度钢材Q460GJB 因具有良好的力学性能而得到广泛应用。
Q460GJB 钢材是一种优质碳素结构钢，是在碳素结构钢中添加适量的合金元素而形成的钢种。
高强度钢材（HighStrengthSteel，HSSS）是指屈服强度高于475MPa 的钢材，可分为低合金高强度钢和超低碳钢。
从力学性能上来看，HSSS 具有较高的抗拉强度、屈服强度、屈强比、韧性和焊接性能等。
目前，我国的生产和研究主要集中在高强钢结构的焊接，以满足工程应用要求。
国外对高强度钢材厚板钢结构焊接的研究主要集中在焊接工艺、焊接设备以及焊接接头组织、性能和抗疲劳性能等方面，并已实现了工业化生产。
瑞典利马索尔塔特钢公司的HSSS 厚板钢结构采用焊接工艺，所用材料为TMCP（热轧-冷拉复合）工艺。
我国对于高强度钢材厚板钢结构的研究起步较晚，但在过去的20年中，发展很快。
由于高强度钢厚板钢结构具有高强度、高韧性、高塑性和高抗拉强度等优点，近年来在建筑钢结构中得到了广泛应用[1]。
对铌合金与不锈钢熔化焊接进行了展望：开展有限元模拟工作指导焊接工艺优化，向焊缝中引入第3组元改善铌与不锈钢的焊接性并探索合理的热处理工艺提高接头强度[2]。
利用分子振动理论控制激光器对激光能量的释放过程，优化激光焊接技术，并将该技术应用在304不锈钢动力电池外壳中，分析工件焊接后的成形效果及性能，并发现焊接时保持激光入射位置居中，可提升焊接质量[3]。
通过梳理近年来管道工程自动焊质量管理经验，围绕人、机、料、法、环5个方面，从焊接工艺评定、焊工准入、焊材管理、连头口焊接、焊接数据采集及焊口分析等环节，对环焊缝质量管控措施开展系统性总结。
1 工程概况钢柱整体建筑形式类似花瓣，其中A ～D 类钢柱（每类2个，共8个）为双花瓣形式，E ～L 类钢柱（每类2个，共10个）为单花瓣形式。
单花瓣型结构由异形分叉柱和顶梁组成，其中A ～D 类柱在两个花瓣结构腰部布置有连梁。
中厚板对接技术文件拟题1. 引言中厚板对接技术是一种常见的焊接技术，广泛应用于钢结构、船舶制造、桥梁建设等领域。
本文将从中厚板对接技术的定义、应用、工艺要求和质量控制等方面进行详细介绍，以期为相关从业人员提供参考和指导。
2. 中厚板对接技术的定义中厚板对接技术是指在中厚钢板之间进行焊接连接的一种工艺。
其目的是将两块钢板牢固地连接在一起，形成整体结构。
3. 中厚板对接技术的应用中厚板对接技术广泛应用于以下领域：•钢结构：包括工业建筑、民用建筑等。
•船舶制造：船体结构的组装和连接。
•桥梁建设：桥梁主梁和支撑结构的连接。
4. 中厚板对接技术的工艺要求4.1 材料准备选择合适的中厚钢板作为焊接材料，确保其质量符合相关标准要求。
另外，还需要准备焊接电极、保护气体等辅助材料。
4.2 表面处理对待焊接的钢板表面进行清理和处理，以去除污垢、氧化物等杂质，保证焊接接头的质量。
4.3 对接准备将待焊接的钢板进行对齐，确保其位置和间隙符合设计要求。
可以使用夹具、临时支撑等辅助工具来实现对齐。
4.4 焊接工艺选择根据具体情况选择合适的焊接工艺，包括焊接方法、电流电压参数、焊接速度等。
常见的中厚板对接工艺有手工弧焊、埋弧焊等。
4.5 焊接操作根据选定的焊接工艺进行实际操作，确保焊缝质量和连接强度。
需要注意操作规范、技术要求和安全注意事项。
5. 中厚板对接技术的质量控制为了确保中厚板对接技术的质量，需要进行严格的质量控制。
主要包括以下方面：5.1 材料检测对待焊材料进行化学成分分析、力学性能测试等，确保其质量符合相关标准要求。
5.2 焊接过程监测对焊接过程中的温度、电流、电压等参数进行实时监测，及时发现问题并采取措施进行调整。
5.3 焊缝检测对焊接完成后的焊缝进行检测，包括外观检查、尺寸检测、无损检测等，以确保焊缝质量和连接强度。
5.4 质量记录和报告对中厚板对接技术的质量控制过程进行记录和报告，包括材料检测结果、焊接过程监测数据、焊缝检测结果等，以便后续追溯和评估。
厚钢板焊接技术一、工程状况：屋顶网壳由124根梭形钢管柱支承，除指廊内侧直钢柱外，其余外侧支撑屋顶的钢管柱向外倾斜14.5°，共74根。
钢管柱柱板厚为36mm、42mm、50mm，拉结节点板厚为60mm、120mm，材质为Q345GJC Z15、Z25。
二、施工方法及创新点2.1难点与创新点钢管材质为Q345GJC Z15、Z25碳当量为Ceq=0.42%，且板厚最大为120mm，按《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81~2002）关于建筑钢结构工程焊接难度分级法属于难档，施工中重点解决厚板的焊接以保证钢结构的焊接质量。
钢管柱设计要求的安装精度很高，必须满足屋面结构安装，因此必须做好焊接变形控制。
钢管柱截面较大（直径为1100 mm ~3024mm）侧面刚度很大，一旦焊接成形，若出现垂直度等尺寸超差，调校难度非常大，因此必须控制焊接工艺，使之产生的焊接变形值及不均匀收缩差值最小。
由于钢管柱的碳当量及拘束度均较大，必须严格执行焊接工艺减少焊接应力，防止焊接（冷）裂缝等缺陷。
钢管斜柱设有二道水平拉结点，拉结撑杆一端与预埋在钢筋混凝土板中的预埋件连接，另一端与钢管柱连接。
拉结撑杆与钢管柱节点焊缝因垂直于柱表面且拘束应力很大，易出现层状撕裂。
2.2施工方法：（1）、焊接准备：按照《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）和设计要求，用50mm原钢板（Q345GJC、Z15）作钢板横对接和120厚钢板做T型接头仰焊和平焊及为确保斜柱垂直度达到精度要求，需对120mm厚拉结点做焊接变形数据测试进行焊接工艺评定试验，根据焊接接工艺评定数据，确定焊接顺序及焊接各项参数。
焊接材料采用低氢型焊条。
（2）焊接顺序A、焊接顺序与吊装顺序协调一致，并考虑焊接本身的技术问题，为减小收缩变形与应力，所以焊接顺序应均衡对称。
图 1乙甲B 、为控制钢柱焊接变形，钢柱安装节点的焊接接头采用双人双机、三人三机或四人四机对称焊接，换人不停机，一次焊接完成。
钢结构中厚板的焊接技术
从20世纪80年代以来，中国建筑钢结构得到了空前的发展，建筑钢结构在国民经济建设中占有非常重要的地位。
钢结构由于自身的诸多优点，包括自重轻、建设周期短、适应性强、造型美观、维护方便等，其应用越来越广泛。
钢结构的发展与钢产量紧密相关。
我国已经成为世界产钢大国，2006年中国生产钢已达4.1亿t，其中钢结构的产量高达1.4亿t，能源、交通、冶金、机械、化工、电力、建筑及基础设施建设等领域的钢结构产业已成为国民经济建设的支柱。
我国轻钢钢结构、空间钢结构、高层钢结构、桥梁钢结构和住宅钢结构等工业与民用建筑，如雨后春笋般涌现，遍布全国。
与此同时，建筑钢结构中厚钢板得到越来越大量的使用，如北京新保利大厦工程使用的轧制H型钢翼板厚度达到125mm（ASTMA913Gr60），国家体育场（鸟巢）工程用钢最大板厚达110mm（Q460E-Z35），大量钢结构工程采用厚钢板，促进了厚钢板技术的发展，同时也丰富了建筑用钢的范围。
厚板焊接
厚板、超厚板焊接时填充焊材熔敷金属量大，焊接时间长，热输入总量高，构件施焊时焊缝拘束度高、焊接残余应力大，焊后应力和变形大。
焊接施焊过程中，易产生热裂纹与冷裂纹。
厚板在焊接前，钢板的板温较低，在开始焊时，电弧的温度高达1250～1300℃，厚板在板温冷热骤变的情况下，温度分布不均匀，使得焊缝热影响区容易产生淬硬――马氏体组织，焊缝金属变脆，产生冷裂纹的倾向增大，为避免此类情况发生，厚板焊前必须进行加热。
在实际生产制造过程中，应对焊接过程进行控制，以防止焊接裂纹的产生。
1. 定位焊：定位焊是厚板施工过程中最容易出现问题的部位。
由于厚板在定位焊时，定位焊处的温度被周围的“冷却介质”很快冷却，造成局部过大的应力集中，引起裂纹的产生，对材质造成损坏。
解决的措施是厚板在定位焊时，提高预加热温度，加大定位焊缝长度和焊脚尺寸。
2. 多层多道焊：在厚板焊接过程中，坚持的一个重要的工艺原则是多层多道焊，严禁摆宽道。
这是因为厚板焊缝的坡口较大，单道焊缝无法填满截面内的坡口，摆宽道焊接造成的结果是，母材对焊缝拘束应力大，焊缝强度相对较弱，容易引起焊缝开裂或延迟裂纹的发生。
而多层多道焊有利的一面是：前一道焊缝对后一道焊缝来说是一个“预热”的过程；后一道焊缝对前一道焊缝相当于一个“后热处理”的过程，有效地改善了焊接过程中应力分布状态，利于保证焊接质量。
3. 焊接过程中的检查：厚板焊接不同于中薄板，需要几个小时乃至几十小时才能施焊完成一个构件，因此加强对焊接过程的中间检查，显得尤为重要，便于及时发现问题，中间检查不能使施工停止，而是边施工、边检查。
如在清渣过程中，认真检查是否有裂纹发生。
及时发现，及时处理。
4. 厚板对接焊后，应立即将焊缝及其两侧各100～150mm范围内的局部母材进行加热，加热时采用红外线电加热板进行。
加热温度到250～350℃后用石棉铺盖进行保温，保温2～6h后空冷。
这样的后热处理可使因焊前清洁工作不当或焊剂烘焙不当而渗入熔池的扩散氢迅速逸出，防止焊缝及热影响区内出现氢致裂纹。
厚钢的超声波检测应在焊后48h或更长时间进行。
如进度允许，也可在构件出厂前再次进行检测，确保构件合格，以免延迟裂纹对工件的破坏。
厚板焊接变形与焊接应力的控制
在焊接过程中，厚板对接焊后的变形主要是角变形。
实际生产中，为控制变形，往往先焊正面的一部分焊道，翻转工件，碳刨清根后焊反面的焊道，再翻转工件，这样如此往复。
一般来说，每次翻身焊接三至五道后即可翻身，直至焊满正面的各道焊缝。
同时在施焊时要随时观察其角变形情况，注意随时准备翻身焊接，以尽可能地减少焊接变形及焊缝内应力。
另外，设置胎模，对构件进行约束来控制变形，此类方法一般适用于异形厚板结构，由于厚板异形结构造型奇特、断面、截面尺寸各异，在自由状态下，尺寸精度难以保证，这就需要根据构件的形状，制作胎模夹具，将构件处于固定的状态下进行装配、定位、焊接，进而来控制焊接变形。
选择与控制合理的焊接顺序，即是防止焊接应力的有效措施，亦是防止焊接变形的最有效的方法之一。
根据不同的焊接方法，制定不同的焊接顺序，埋弧焊一般采用逆向法、退步法；CO2气体保护焊及手工焊采用对称法、分散均匀法；编制合理的焊接顺序的方针是“分散、对称、均匀、减小拘束度”。
构件焊接时产生瞬时应力，焊后产生残余应力，并同时产生残余变形，这是客观规律。
一般在制作过程中重视的是控制变形，往往采取措施来增大被焊构件的刚性，以求减小变形，而忽略与此同时所增加的瞬时应力与焊接残余应力。
对于刚性大、板材厚的构件，虽然残余变形相对较小，但会产生巨大的拉应力，甚至导致裂纹。
在未产生裂纹的情况下，残余应力在结构受载时内力均匀化的过程中往往导致构件失稳、变形甚至破坏。
因此焊接应力的控制与消除构件在制作过程中显得十分重要。
控制应力的目标是降低应力的峰值并使其均匀分布。
在焊接较多的组装条件下，应根据构件形状和焊缝的布置，采取先焊收缩量较大的焊缝，后焊收缩量较小的焊缝；先焊拘束度较大而不能自由收缩的焊缝，后焊拘束度较小而能自由收缩的焊缝的原则。
在焊接过程中为了减少焊接热输入流失过快，避免焊缝在结晶过程中产生裂纹，当板厚达到一定厚度时，焊前应进行预热，对焊缝周边一定范围内进行加热，加热温度视板厚及母材碳当量（CE）而定。
当构件上某一条焊缝经预热施焊时，构件焊缝区域温度非常高，伴随着焊缝施焊的进展，该区域内必定产生热胀冷缩的现象，而该区域仅占构件截面中很小一部
分，此外的部分母材均处于冷却（常温）状态，由此对焊接区域产生巨大的刚性拘束，造成很大应力，甚至产生裂纹。
若此时在焊缝区域的对称部位进行加热，温度略高于预热温度，且加热温度始终伴随着焊接全程，则上述应力状况会大为减小，构件变形亦会大大改观。
虽然采取一定措施可控制焊接应力，但是大多数厚板构件焊完后仍然存在相当大的应力，需在构件完工后在其焊缝背部或焊缝二侧进行烘烤以消除残余应力。
我国建筑钢结构的焊接技术已有了长足进步和发展，在物理、化学、冶金、材料、电子、计算机、自动控制等学科迅猛发展的今天，随着新技术、新材料、新设备、新工艺的不断涌现，我国建筑钢结构制造与安装焊接技术，必将得到更快更好的发展。
新型技术如：新型数字化智能化弧焊逆变电源，焊接与切割，超高压电子束焊接，焊接系统，钢结构生产的4C控制技术，即计算机辅助设计（）、计算机辅助加工（）、计算机辅助检测（CAT）、计算机辅助评价（CAE）等将逐步涉足建筑钢结构领域，使建筑钢结构的焊接技术水平提升到一个新的层次。
(end) 文章内容仅供参考 () ()(2010-3-29)。
