畢業(yè)設(shè)計(jì)—廠房柱制造工藝

1、目錄 引 言31 廠房柱概述51.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)51.2 技術(shù)要求51.3 廠房柱制造規(guī)范及規(guī)程61.4 廠房柱的材料61.5 構(gòu)件截面形式72 廠房柱制造技術(shù)分析82.1 q345b鋼的焊接性分析82.2廠房柱的焊接變形102.3 廠房柱的焊接工藝123 焊接工藝評(píng)定174 廠房柱的制造工藝304.1 廠房柱的制造工藝流程304.2 鋼材的矯正304.3 鋼材的表面清理334.4 廠房柱鋼材的下料工藝334.5 廠房柱的裝配焊接工藝415 廠房柱的檢驗(yàn)486 廠房柱的涂裝工藝52結(jié) 論53致 謝54參考文獻(xiàn)55摘 要在工廠的車(chē)間，因廠房結(jié)構(gòu)的需要，并保證吊車(chē)梁正常運(yùn)行，需制造構(gòu)件廠房柱，起

2、到支撐作用。廠房柱有格構(gòu)式和實(shí)腹式兩種，ze-1廠房柱結(jié)構(gòu)為格構(gòu)式，格構(gòu)柱指兩個(gè)或兩個(gè)以上的角鋼或槽鋼用連接板相連而組成的矩形截面的組合柱。廠房柱是工業(yè)建筑中的一種重要構(gòu)件。 從ze-1廠房柱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)著手，首先對(duì)廠房柱的材質(zhì)q345b鋼進(jìn)行焊接性分析，從而制定了焊接方法，選擇了焊接設(shè)備及焊接材料。然后分析了ze-1廠房柱結(jié)構(gòu)的焊接變形，制定了預(yù)防和矯正焊接變形的措施。ze-1廠房柱制作難點(diǎn)主要有兩部分，分別是柱身、柱頭的制作裝配焊接。柱頭h型鋼和柱身分肢h型鋼的翼緣板和腹板之間的角接及柱身、柱頭h型鋼翼緣板的對(duì)接拼焊以及柱身槽型分肢角鋼和鋼板之間的搭接均選擇了埋弧焊的焊接方法。焊接材料選用焊

3、絲h08mna和焊劑hj431組合,焊絲直徑為4mm。點(diǎn)固焊、柱身綴條與連接板之間的搭接以及連接板與柱身連接的搭接，考慮到焊縫的位置以及焊縫的長(zhǎng)度，選用co2氣體保護(hù)焊的焊接方法，選用焊絲牌號(hào)為er50-3，焊絲直徑1.2mm。并分別確定了埋弧焊和co2氣體保護(hù)焊的焊接工藝參數(shù)。 根據(jù)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程jgj812002和鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范gb502052001的要求，編制了焊接工藝評(píng)定文件和焊接工藝卡，并編制了ze-1廠房柱的制造工藝流程圖，最后制定了整個(gè)柱身的裝配焊接過(guò)程，同時(shí)對(duì)各個(gè)流程的工藝進(jìn)行了編制。關(guān)鍵詞：廠房柱；制造工藝；焊接變形；焊接工藝參數(shù)abstractin th

4、e workshop of factory, due to the needs of factory building structure , ensuring the normal operation of the crane beam, and the column of factory building need to be manufactured, for playing a supporting role,the column of factory building has real lattice and the two abdominal, ze-1 column of fac

5、tory building is structure of lattice, trellis column refers to two or more angles or channel connection board connected with the rectangular cross-section composing of a combination of column. and the welding steel column is one of the most important component of composing industrial factory.ze-1 f

6、rom the structural features of column of factory building start-chu ,the production of factory building material q345 steel welding is analysised ，to determine the welding method, to select the welding equipment and welding materials. and then analyzing the column ze-1 column of factory building of

7、welding deformation structure , developing a preventive and corrective measures to welding distortion.ze-1 column of factory building production has two difficulties parts, are the column body, the production of stigma welding assembly. stigma limb identity of i-beam i-beam and column flange plate a

8、nd web of fillet weld，i-beam flange plate stigma next column are expected to weld and groove sub-limb angle and the overlap between the weld steel plates are chosen the method of submerged arc welding，grade h08mna wire，hj431 brand flux，wire diameter 5mm. the body is made up of columns and articles o

9、verlap between the weld and the column connection board are connected with the lap weld.taking into account the location of weld and weld length, method of co2 gas shielded arc welding is selected，grade h08mn2sia wire, wire diameter 1.2mm. and the saw and co2 gas shielded welding process parameters

10、are determined.according to the steel structure project construction quality and approval standard gb50205 - 2001 requests, this article has also worked out the establishment of the ze-1 steel column of factory building the manufacture process and the chosen of working equipment. evaluating includin

11、g the steel column of factory building manufacture process flow and the welding process. the article includes the process of ze-1 steel column manufacturing technology and procedure qualification of the welding. keywords: column of factory building; manufacture process; welding deformation; welding

12、process parameters. 引 言鋼結(jié)構(gòu)是以鋼材為主制作的結(jié)構(gòu)，可以用鋼板和熱扎、冷彎或焊接型材通過(guò)連接件連接而成的能承受和傳遞荷載的結(jié)構(gòu)形式。它是主要的建筑結(jié)構(gòu)的類(lèi)型之一。鋼結(jié)構(gòu)具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、施工周期短、抗震性能好，工業(yè)化程度高、運(yùn)輸和安裝方便等綜合優(yōu)勢(shì)。隨著我國(guó)建筑工業(yè)的快速發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)建筑工業(yè)發(fā)展中起著越來(lái)越顯著的作用。焊接結(jié)構(gòu)是目前使用的鋼結(jié)構(gòu)制造中最重要的種類(lèi)之一，焊接結(jié)構(gòu)已廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電力、建筑、冶金、造船、鐵路、航空航天、壓力容器等領(lǐng)域)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前世界鋼產(chǎn)量的45%以上用于了焊接結(jié)構(gòu)，其中大型焊接結(jié)構(gòu)的比例逐年增高，由于它與其它結(jié)構(gòu)

13、相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，因此，在現(xiàn)代工業(yè)中，焊接結(jié)構(gòu)的應(yīng)用、焊接結(jié)構(gòu)的工藝制造技術(shù)，得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。廠房鋼結(jié)構(gòu)是近十年來(lái)我國(guó)發(fā)展最快的領(lǐng)域，這種結(jié)構(gòu)工業(yè)化、商品化程度很高，綜合效益高，可做到大跨度、大空間，分隔使用靈活，而且施工速度快、抗震性能好。廠房鋼結(jié)構(gòu)的制造主要包括廠房柱的制造、吊車(chē)梁的制造以及鋼結(jié)構(gòu)屋架的制造。鋼結(jié)構(gòu)的制造在近十年雖然發(fā)展很快，但相比混凝土建筑結(jié)構(gòu)的認(rèn)可程度還是相對(duì)落后，這主要原因是由于國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)相對(duì)落后，在國(guó)內(nèi)大多數(shù)鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)企業(yè)主要還是手工加上機(jī)械來(lái)生產(chǎn)，與國(guó)外企業(yè)相比我們機(jī)械化程度低，而在美國(guó)和日本鋼結(jié)構(gòu)的企業(yè)的機(jī)械化程度非常高，一些鋼結(jié)構(gòu)的制造甚

14、至實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)。我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)制造業(yè)的技術(shù)落后將降低我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，不利于我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的發(fā)展，為改變我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)落后的局面，我們?cè)诮窈笠欢螘r(shí)期必須在生產(chǎn)高效鋼材、提高鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)備的性能、改進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法、提高制造和安裝工藝等方面不斷進(jìn)行研究。廠房柱結(jié)構(gòu)為焊接結(jié)構(gòu)品種繁多，應(yīng)用廣泛，其設(shè)計(jì)和生產(chǎn)與焊接結(jié)構(gòu)本身的特點(diǎn)有關(guān)。焊接結(jié)構(gòu)有多種分類(lèi)方法，通常根據(jù)其承載、工作條件和構(gòu)造特征來(lái)分類(lèi)。本文選擇格構(gòu)柱的焊接結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)描述其制造難點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵及制造方法，較為系統(tǒng)的介紹了廠房柱的制造工藝，為以后的廠房柱的制造工藝提供了一定的依據(jù)。1 廠房柱概述1.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)ze-1廠房格構(gòu)式鋼

15、柱有柱腳、柱身、吊車(chē)梁支承板及柱頭等組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1所示。柱頭為h鋼,中間開(kāi)人孔。柱身由兩根柱肢及若干橫梁、斜撐焊接而成, 柱身一根分肢為槽形（兩角鋼與鋼板連接）,由兩件規(guī)格為l140mm×14mm×15380mm角鋼與一件規(guī)格為-400mm×18mm×13780mm鋼板焊接而成.另一根柱肢為h型鋼。橫梁由規(guī)格為l100mm×8mm×1216mm的角鋼制作。斜撐由規(guī)格l100mm×8mm×1566mm的角鋼制作,通過(guò)節(jié)點(diǎn)板與柱肢連接,起到保護(hù)廠房縱向剛度的作用，橫梁與柱肢直接對(duì)接。柱腳由底板、靴梁、隔板、錨栓、

16、支撐托座組成。柱身和柱頭的構(gòu)件h型鋼需要拼接而成。論文中所設(shè)計(jì)的廠房柱的主要技術(shù)參數(shù)為：ze-1廠房柱橫截面積為1500mm×500mm，柱重為128743.74kg，總重為135180.93 kg，柱腳標(biāo)高為-500mm，柱肩標(biāo)高13520 mm，柱頭標(biāo)高19600 mm。圖1 ze-1廠房格構(gòu)式鋼柱簡(jiǎn)圖1.2 技術(shù)要求（1）h型鋼的角接焊縫,角鋼與鋼板的搭接焊縫:焊縫較長(zhǎng),采用手工電弧焊制作,存在工期長(zhǎng),焊工勞動(dòng)強(qiáng)度大,焊接質(zhì)量和焊接變形不易控制等問(wèn)題,因此從提高效率和保證質(zhì)量的角度出發(fā),宜選用埋弧自動(dòng)焊焊接。（2）斜撐的制作:工作量較小,宜選用手工切割。（3）節(jié)點(diǎn)板的制作:工作

17、量較大，易選用剪板機(jī)剪切。 （4）角鋼的下料，宜選用剪板機(jī)。（5）柱肩部位的吊車(chē)梁支撐板需刨平頂緊。（6）柱身兩肢的安裝，需用墊板找平，用對(duì)角線法找直。1.3 廠房柱制造規(guī)范及規(guī)程廠房柱的制造規(guī)范 應(yīng)符合中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb50205-95鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范和gb50205-2001鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范。鋼構(gòu)件焊接規(guī)程 焊條、焊絲、焊劑等焊接材料與母材的匹配應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求及國(guó)家現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程jgi-81的規(guī)定。焊條、藥芯焊絲、焊劑等在使用前，應(yīng)按其產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)及焊接工藝文件的規(guī)定進(jìn)行烘焙和存放。1.4 廠房柱的材料廠房柱材質(zhì)選用q345低合金高強(qiáng)度鋼，強(qiáng)度等

18、級(jí)為b級(jí)。q345是我國(guó)于20世紀(jì)50年代（1957年）研制生產(chǎn)和應(yīng)用最廣泛的熱軋鋼（在此之前，一些大型鋼結(jié)構(gòu)多采用鉚接，用于焊接施工的大型結(jié)構(gòu)用鋼主要依靠進(jìn)口），其鋼材質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼gb/t1591-1994中熱軋鋼的化學(xué)成分和力學(xué)性能規(guī)定10。q 345鋼的質(zhì)量等級(jí)及化學(xué)成分如表1所示和力學(xué)性能如表2所示。表1 q345b的化學(xué)成分（gb/t1591-1994）牌號(hào)質(zhì)量等級(jí)化學(xué)質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）cmnsipsq345b0.201.001.600.550.0400.040表2 q345b的力學(xué)性能（gb/t1591-1994）牌號(hào)質(zhì)量等級(jí)s/mpab/mpa5/%厚度（直徑，邊

19、長(zhǎng)）/mm161635355050100q345b345325295275470630211.5 構(gòu)件截面形式ze-1廠房柱截面形式及尺寸如圖2所示，其中兩側(cè)綴件體系用角鋼綴條式，剛度較好，適于受壓和有一定動(dòng)力作用的情況，綴條布置成人字形附加橫桿，焊于截面內(nèi)側(cè)以使外側(cè)平整，從柱肢拼焊連接板。圖2 構(gòu)件截面形式及尺寸2 廠房柱制造技術(shù)分析2.1 q345b鋼的焊接性分析以熱軋狀態(tài)使用的低合金高強(qiáng)度鋼q345b，由于其碳含量及合金元素含量均較低，因此其焊接性總體較好，但由于這類(lèi)鋼中含有一定量的合金元素及微合金化元素，焊接過(guò)程中如果工藝不當(dāng)，也存在著焊接熱影響區(qū)脆化、熱應(yīng)變脆化及產(chǎn)生焊接裂紋（氫致裂

20、紋、熱烈紋、再熱裂紋、層狀撕裂）的危險(xiǎn)。只有在掌握其焊接性特點(diǎn)和規(guī)律的基礎(chǔ)上，才能制定正確焊接工藝，保證焊接質(zhì)量。（1）焊接熱影響區(qū)脆化q345b鋼焊接時(shí)，熱影響區(qū)中被加熱到11000c以上的粗晶區(qū)及加熱溫度為7008000c的不完全相變區(qū)是焊接接頭的兩個(gè)薄弱區(qū)。如焊接熱輸入過(guò)大，粗晶區(qū)將因晶粒嚴(yán)重長(zhǎng)大或出現(xiàn)魏氏組織等而降低韌性；而焊接熱輸入過(guò)小，由于粗晶區(qū)組織中馬氏體比例增大而降低韌性。防止不完全相變區(qū)組織脆化的措施是控制焊接冷卻速度，避免脆硬的馬氏體產(chǎn)生。選擇合適的預(yù)熱溫度和熱輸入，以確保熱影響區(qū)韌性和防止焊接氫致裂紋的產(chǎn)生。（2）熱應(yīng)變脆化在自由氮含量較高的c-mn系低合金鋼中，焊接接頭

21、熔合區(qū)及最高加熱溫度低于ac1的亞臨界熱影響區(qū)，常常有熱應(yīng)變脆化現(xiàn)象，它是熱和應(yīng)變同時(shí)作用下產(chǎn)生的一種動(dòng)態(tài)應(yīng)變時(shí)效。一般認(rèn)為，這種脆化是由于氮、碳原子聚集在位錯(cuò)周?chē)?，?duì)位錯(cuò)造成釘扎作用所造成的。熱應(yīng)變脆化容易在最高加熱溫度范圍2004000c的亞臨界熱影響區(qū)產(chǎn)生。如有缺口效應(yīng)，則熱應(yīng)變脆化更為嚴(yán)重，熔合區(qū)常常存在缺口性質(zhì)的缺陷，當(dāng)缺陷周?chē)艿竭B續(xù)的焊接熱應(yīng)變作用后，由于存在應(yīng)變集中和不利組織，熱應(yīng)變脆化傾向就更大，所以熱應(yīng)變脆化也容易發(fā)生在熔合區(qū)。q345b鋼不含氮化物形成元素，具有較大熱應(yīng)變脆化傾向。有熱應(yīng)變脆化的q345b鋼經(jīng)6000c×1h退火處理后，韌性得到很大恢復(fù)。（3）氫

22、致裂紋敏感性焊接氫致裂紋（也稱冷裂紋或延遲裂紋）是低合金高強(qiáng)度鋼焊接時(shí)最容易產(chǎn)生，而且是危害最為嚴(yán)重的工藝缺陷，它常常是焊接結(jié)構(gòu)失效破壞的主要原因。低合金高強(qiáng)度鋼焊接時(shí)產(chǎn)生的氫致裂紋主要發(fā)生在焊接熱影響區(qū)，有時(shí)也出現(xiàn)在焊縫金屬。q345b鋼焊接時(shí)，快速冷卻可能出現(xiàn)淬硬的馬氏體組織，冷裂傾向增大。但由于q345b鋼的碳當(dāng)量比較低，通常冷裂傾向不大。在環(huán)境溫度很低或鋼板厚度不大時(shí)應(yīng)采取措施防止冷裂紋的產(chǎn)生。（4）熱裂紋敏感性q345b的熱裂紋傾向較小。采用mn、si含量較高的焊接材料，減小焊接熱輸入，減少母材在焊縫中的熔合比，增大焊縫成形系數(shù)（即焊縫寬度與高度之比），有利于防止焊縫金屬的熱裂紋。（

23、5）再熱裂紋敏感性 低合金鋼焊接接頭中的再熱裂紋亦稱消除應(yīng)力裂紋，出現(xiàn)在焊后消除應(yīng)力熱處理過(guò)程中。再熱裂紋屬于沿晶斷裂，一般都出現(xiàn)在熱影響區(qū)的粗晶區(qū)，有時(shí)也在焊縫金屬中出現(xiàn)。其產(chǎn)生與雜質(zhì)元素p、sn、sb、as在初生奧氏體晶界的偏聚導(dǎo)致的晶界脆化有關(guān)，也與v、nb等元素的化合物強(qiáng)化晶內(nèi)有關(guān)。（6）冷裂紋及影響因素?zé)彳堜摵猩倭康暮辖鹪?，碳?dāng)量比較低，一般情況下（除環(huán)境溫度很低或鋼板厚度很大時(shí)）冷裂傾向不大。碳當(dāng)量淬硬傾向主要取決于鋼的化學(xué)成分，其中以碳的作用最明顯?？梢酝ㄟ^(guò)碳當(dāng)量公式來(lái)大致估算不同鋼種的冷裂敏感性。通常碳當(dāng)量越高，冷裂敏感性越大。根據(jù)國(guó)際焊接學(xué)會(huì)推薦的碳當(dāng)量公式： （2-1）

24、 對(duì)于板厚20 mm的鋼材，當(dāng)ce0.4%時(shí)，淬硬傾向不大，焊接性良好，焊前不需要預(yù)熱。結(jié)合鋼q345b按鋼的化學(xué)成分，經(jīng)計(jì)算，屈服強(qiáng)度為345mpa的q345b鋼的碳當(dāng)量0.4%，所以q345b鋼焊接性良好。除鋼板厚度很大和環(huán)境溫度很低等情況外，一般不需要預(yù)熱和嚴(yán)格控制焊接熱輸入。（7）q345b鋼焊縫中的層狀撕裂 層狀撕裂與母材板厚、冶煉因素及z向拘束力的大小有關(guān)。從設(shè)計(jì)角度，板厚及z向拘束力往往很難控制，這就要求從冶金角度控制s及各類(lèi)非金屬夾雜物的含量和形態(tài)。在焊接工藝上則力求降低其z向拘束力。層狀撕裂發(fā)生在具有角接接頭或丁字接頭的厚板焊接結(jié)構(gòu)，在鋼材厚度方向承受較大的拉伸應(yīng)力時(shí)，可能沿

25、鋼材軋制方向發(fā)生階梯狀層狀撕裂1。2.2廠房柱的焊接變形廠房柱的焊接變形，不僅會(huì)影響生產(chǎn)工藝流程的正常進(jìn)行，而且會(huì)降低結(jié)構(gòu)承載能力，影響結(jié)構(gòu)的尺寸精度和外形。根據(jù)焊接變形的不同分類(lèi)，預(yù)測(cè)、分析、控制和消除結(jié)構(gòu)件焊接變形十分重要。為了減少焊接變形引起的不利影響，需要在設(shè)計(jì)和焊接制作兩個(gè)方面采取措施。（1）設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在焊縫的布置、數(shù)量、尺寸和形狀等方面綜合考慮。（2）焊接制作時(shí)應(yīng)合理選擇焊接方法，焊接順序，采取反變形等工藝措施。（3）盡可能將焊接變形控制到最小的程度，減少焊后矯正工作。2.2.1 焊接引起的變形分析（1）影響廠房柱焊接結(jié)構(gòu)變形的主要因素1）焊縫在結(jié)構(gòu)中的位置。2）結(jié)構(gòu)剛性的大小。3）

26、裝配和焊接順序。4）焊接工藝參數(shù)的選擇。（2）廠房柱焊接結(jié)構(gòu)變形的類(lèi)型1）柱肢的縱向收縮變形 由于柱肢焊接時(shí)的施焊順序有先后，造成焊縫縱向收縮不一致。2）柱肢的扭曲變形 由于柱肢焊接時(shí)，焊縫線錯(cuò)位、不對(duì)稱造成的。3） 連接板的角變形 由于鋼板兩面受熱不均勻，橫向收縮不一致引起。4）1500mm×500mm格構(gòu)面的扭曲變形 由于1500mm×500mm格構(gòu)面焊接應(yīng)力的存在，再加上拼裝鋼格構(gòu)柱時(shí)焊縫多，施焊時(shí)間不同，熱脹冷縮的情況比較復(fù)雜，容易引起這種變形。 鋼格構(gòu)柱焊接扭曲變形不易控制與矯正，因此應(yīng)采取工藝措施，以減小每一部件的變形。2.2.2 焊接變形的控制及矯正方法（1）

27、在設(shè)計(jì)階段應(yīng)遵循的原則1）選擇焊接工藝好的結(jié)構(gòu)形式。 2）設(shè)計(jì)合理的焊縫尺寸和形式。3）合理安排焊縫布局和接頭位置，盡可能減少焊縫數(shù)量。（2）在制造階段的工藝措施1）焊前預(yù)防措施預(yù)變形法預(yù)拉伸法剛性固定組裝法，采用夾具。2）焊接過(guò)程中的控制措施優(yōu)選焊接法，采用能量密度高的熱源。采用合理焊接工藝參數(shù)，減少熱輸入。限制和縮小焊接受熱面積，采用強(qiáng)迫冷卻。選擇合理的裝配焊接順序，把整體結(jié)構(gòu)分解為易于施工的部件。3）焊后矯正措施靜力加壓矯直法，產(chǎn)生與焊接變形相反的塑性變形。薄板焊縫滾壓法。錘擊法，使材料延伸補(bǔ)償焊接收縮。整體加熱法，預(yù)先將變形部位用剛性?shī)A具復(fù)原到設(shè)計(jì)形狀。局部加熱。2.3 廠房柱的焊接工

28、藝2.3.1 焊接方法的選擇q345b鋼可采用焊條電弧焊、熔化極氣體保護(hù)焊、埋弧焊、鎢極氬弧焊、氣電立焊、電渣焊等所有常用的熔焊及壓焊方法焊接。具體選用何種焊接方法取決于所焊ze-1廠房柱的結(jié)構(gòu)、板厚、對(duì)性能的要求及生產(chǎn)條件等。其中焊條電弧焊、埋弧焊、實(shí)心焊絲及藥芯焊絲氣體保護(hù)電弧焊是常用的焊接方法。對(duì)于氫致裂紋敏感性較強(qiáng)的低合金高強(qiáng)度鋼的焊接，無(wú)論采用哪種焊接工藝，都應(yīng)采取低氫的工藝措施。根據(jù)ze-1廠房柱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，板厚和對(duì)性能的要求等因素考慮，焊接方法選用埋弧自動(dòng)焊與二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊。2.3.2 低合金鋼用焊接材料的選用原則熱軋鋼焊接用的焊接材料參考表如表3所示為。表3 熱軋鋼焊接用的

29、焊接材料牌號(hào)強(qiáng)度級(jí)別s/mpa焊條電弧焊焊條埋弧焊電渣焊二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊絲焊劑焊絲焊劑焊絲q345345e5001e5003e5015e5015-ge5016e5016-ge5018e5028sj501薄板：h08ah08mnahj431hj360h08mnah08mn2sih08mn2siayj502-1yj502-3yj502-4hj430hj431sj301不開(kāi)坡口對(duì)接h08a中板開(kāi)坡口對(duì)接h08mnah10mn2低合金鋼焊接材料的選擇應(yīng)根據(jù)所焊鋼材的化學(xué)成分、接頭的力學(xué)性能要求、結(jié)構(gòu)的拘束程度（板厚、接頭形式）、焊后是否需要熱處理、焊接結(jié)構(gòu)的服役情況（耐腐蝕、耐高溫、耐低溫等）、焊

30、接位置和施焊條件、焊接產(chǎn)品的批量大小及焊接設(shè)備條件等方面進(jìn)行綜合考慮。對(duì)于重要的焊接產(chǎn)品，焊接材料初步選定后，應(yīng)根據(jù)相應(yīng)產(chǎn)品的工藝規(guī)程進(jìn)行工藝評(píng)定，檢測(cè)焊縫金屬的力學(xué)性能、抗裂性、耐腐蝕性以及焊條、焊絲和焊劑的焊接工藝性能，經(jīng)考核所選的焊接材料滿足所焊產(chǎn)品的技術(shù)要求后，方可用于產(chǎn)品的焊接。所選擇的焊接材料以焊縫金屬的力學(xué)性能及其他特殊性能滿足焊接結(jié)構(gòu)的使用要求為前提，其次，焊接材料應(yīng)具有良好的焊接工藝性能及較高的焊接生產(chǎn)效率。針對(duì)ze-1廠房柱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇焊接材料應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：（1）對(duì)于q345b鋼，在保證焊接接頭強(qiáng)度的前提下，重點(diǎn)考慮焊接材料的抗裂性及焊縫金屬的塑韌性。為此應(yīng)優(yōu)先選

31、擇低氫及超低氫的焊接材料及塑韌性優(yōu)良的焊接材料。（2）選擇焊接材料時(shí)，應(yīng)考慮工藝條件的影響。采用同一焊接材料焊同一鋼種時(shí)，如果坡口形式不同，則焊縫性能各異。如用hj431焊劑進(jìn)行q345b鋼埋弧焊不開(kāi)坡口直邊對(duì)接焊時(shí)，由于母材溶入焊縫金屬較多，此時(shí)采用合金成分較低的h08a焊絲配合hj431，即可滿足焊縫力學(xué)性能要求；但如焊接q345b鋼厚板開(kāi)坡口對(duì)接接頭時(shí)，如仍用h08a-hj431組合，則因母材熔合比小，而使焊縫強(qiáng)度降低，此時(shí)應(yīng)采用合金成分較高的h08mna、h10mn2等焊絲與hj431組合；角接接頭焊接時(shí)的冷卻速度要大于對(duì)接接頭，因此q345b鋼角接時(shí)，應(yīng)采用合金成分較低的h08a焊絲

32、與hj431焊劑組合，以獲得綜合力學(xué)性能較好的焊縫金屬；如采用合金成分偏高的h08mna或h10mn2焊絲，則該角焊縫的塑性偏低；對(duì)于焊后經(jīng)受熱卷或熱處理的焊件，必須考慮焊縫金屬經(jīng)受高溫?zé)崽幚砗髮?duì)其性能的影響，應(yīng)保證焊縫熱處理后仍具有所要求的強(qiáng)度、塑性和韌性。q345b鋼的屈服強(qiáng)度是345 mpa，熱軋狀態(tài)下該鋼材具有優(yōu)良的焊接性，焊接性研究表明，含碳量偏下限的q345b鋼焊接時(shí)，焊接熱輸入沒(méi)有嚴(yán)格的限制。因?yàn)檫@些鋼焊接熱影響區(qū)的脆化及冷裂傾向較小。但是當(dāng)焊接含碳量便上限的q345b鋼時(shí)，為了降低淬硬傾向，防止冷裂紋的產(chǎn)生，焊接熱輸入應(yīng)偏大一些。在研究該鋼種焊接性的基礎(chǔ)上，對(duì)焊接材料選擇和焊接

33、工藝的優(yōu)化提出以下措施，柱身是整個(gè)柱結(jié)構(gòu)中重要的受力部件，柱身的焊接主要由對(duì)接，角接，搭接焊成。根據(jù)柱身的具體結(jié)構(gòu)形式，為了全面滿足各種焊接接頭力學(xué)性能要求，分別采用不同的焊接材料與焊接工藝進(jìn)行焊接。2.3.3 焊接工藝的選擇（1）拼焊、腹桿和連接板的焊接、連接板與柱肢的焊接、鋼板與角鋼的對(duì)接等的焊接工藝1）焊接方法：二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊。2）坡口形式：鋼板與角鋼的對(duì)接，需開(kāi)坡口，坡口角度550 ，間隙2 mm，鈍邊2 mm；拼焊的兩鋼板對(duì)接，開(kāi)單y形坡口，坡口角度600 ， 間隙2 mm，鈍邊2mm，焊后碳弧氣刨清根。3）焊接層數(shù)：2層。4）焊接材料：er50-3。5）焊接工藝參數(shù)：焊絲直徑1

34、.2mm；焊接電流200220a；電弧電壓2225v；焊接速度2530 cm/min；熱輸入812.5 kj/cm；保護(hù)氣流量20 l/min。6）焊絲伸出長(zhǎng)度：2030 mm。7）設(shè)備型號(hào)：nbc-500，如圖3所示。圖3 nbc-500型co2焊機(jī)（2）h鋼的翼緣板與腹板的焊接角接接頭的焊接工藝1）焊接方法：埋弧自動(dòng)焊。2）施焊位置：船形位置焊接（水平板與水平面夾角600）。 3）坡口形式：帶鈍邊雙單邊v形坡口，坡口角度450，間隙2 mm。4）焊接材料：焊絲h08mna；焊劑hj431,使用前進(jìn)行3500c保溫2h烘干。5）規(guī)范參數(shù)：采用4焊絲；焊接電流600620a；電弧電壓3436v

35、；焊接速度4045cm/min；熱輸入3238kj/cm。6）焊絲伸出長(zhǎng)度：3035mm。7）焊接設(shè)備型號(hào)：mz-1000，如圖4所示。圖4 mz-1000型自動(dòng)埋弧焊機(jī)（3）角鋼與鋼板的焊接搭接接頭的焊接工藝1）焊接方法：埋弧自動(dòng)焊。2）焊接材料：焊絲h08mna；焊劑hj431,使用前需3500c保溫2h烘干。3）規(guī)范參數(shù)：采用4焊絲；焊接電流600620a；電弧電壓3436v；焊接速度4045cm/min；熱輸入3238kj/cm。4）焊絲伸出長(zhǎng)度：3035mm。5）焊接設(shè)備型號(hào)：mz-1000。 3 焊接工藝評(píng)定對(duì)ze-1廠房柱結(jié)構(gòu)的焊接所進(jìn)行的焊接工藝評(píng)定如表4所示。表4 焊接工藝評(píng)

36、定報(bào)告目錄序號(hào)報(bào) 告 名 稱報(bào)告編號(hào)表號(hào)1角鋼與鋼板搭接pqr-1表5、6、7、82蓋板與腹板角接pqr-2表9、10、11、123角鋼與鋼板對(duì)接pqr-3表13、14、15、164567891011121314151617表5 焊接工藝評(píng)定報(bào)告工程(產(chǎn)品)名稱焊接工藝評(píng)定評(píng)定報(bào)告編號(hào)pqr-1委托單位工藝指導(dǎo)書(shū)編號(hào)wps-1項(xiàng)目負(fù)責(zé)人依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程(jgj81)試樣焊接單位施焊日期焊工資格代號(hào)級(jí)別母材鋼號(hào)q345 b規(guī)格-14mm-18 mm供貨狀態(tài)熱軋生產(chǎn)廠鞍鋼化 學(xué) 成 分 和 力 學(xué) 性 能c(%)mn(%)si(%)s(%)p(%)s(mpa)b(mpa)5(%)t(

37、)akv(j)標(biāo)準(zhǔn)0.120.21.201.600.200.550.0450.045510660345222027合格證0.181.470.360.0150.0205953753020907068復(fù)驗(yàn)/碳當(dāng)量0.396%公式焊接材料生產(chǎn)廠牌號(hào)類(lèi)型直徑（mm）烘干制度（×h）備注焊絲錦泰h08mna實(shí)芯4.0/焊劑或氣體洛陽(yáng)鑫匯hj431熔煉8-40350×2/焊接方法saw焊接位置f接頭形式搭接焊接工藝參數(shù)見(jiàn)焊接工藝評(píng)定指導(dǎo)書(shū)清根工藝/焊接設(shè)備型號(hào)mz-1000電源及極性直流反接評(píng)定結(jié)論：本評(píng)定按建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程（jgj81）規(guī)定，根據(jù)工程情況編制工藝評(píng)定指導(dǎo)書(shū)、焊接

38、試件、制取并檢驗(yàn)試樣、測(cè)定性能，確認(rèn)實(shí)驗(yàn)記錄正確，評(píng)定結(jié)果為：合格。焊接條件及工藝參數(shù)適用范圍按本評(píng)定指導(dǎo)書(shū)規(guī)定執(zhí)行。評(píng)定年 月 日評(píng)定單位： （簽章）年 月 日審核年 月 日技術(shù)負(fù)責(zé)年 月 日表6 焊接工藝評(píng)定指導(dǎo)書(shū)工程名稱焊接工藝評(píng)定指導(dǎo)書(shū)編號(hào)wps-1母材鋼號(hào)q345b規(guī)格-14mm-18 mm供貨狀態(tài)熱軋生產(chǎn)廠鞍鋼焊接材料生產(chǎn)廠牌號(hào)類(lèi)型烘干溫度備注焊條/焊絲錦泰h08mna實(shí)芯/焊劑或氣體洛陽(yáng)鑫匯hj431熔煉350/焊接方法saw焊接位置f焊接設(shè)備型號(hào)mz-1000電源及極性直流反接預(yù)熱溫度（）/層間溫度/后熱溫度（）及時(shí)間（min）/焊后熱處理/接頭示意圖焊接工藝參數(shù)道次焊接方法焊

39、條或焊絲焊劑保護(hù)氣流量（l/min）電流(a)電壓(v)焊接速度(cm/min)熱輸入(kj/cm)備注牌號(hào)(mm)1sawh08mna4.0hj431/600620343640453238/2sawh08mna4.0hj431/600620343640453238/技術(shù)措施焊前清理清理焊接位置及其兩側(cè)20mm的油、銹、水層間清理 / 其它：/編制日期年 月 日審核日期年 月 日表7 焊接工藝評(píng)定記錄表工程名稱焊接工藝評(píng)定指導(dǎo)書(shū)編號(hào)wps-1焊接方法saw焊接位置f設(shè)備型號(hào)mz-1000電源及極性直流反接母材鋼號(hào)q345b類(lèi)別生產(chǎn)廠鞍鋼新軋鋼股份有限公司母材規(guī)格-14mm，-18 mm供貨狀態(tài)

40、熱軋施焊道次順序焊 接 材 料焊條牌 號(hào)/類(lèi) 型/生產(chǎn)廠/批 號(hào)/烘干溫度()/時(shí)間(min)/焊絲牌 號(hào)h08mna規(guī)格(mm)4.0生產(chǎn)廠錦泰批 號(hào)07-01焊劑牌 號(hào)hj431規(guī)格(mm)840生產(chǎn)廠洛陽(yáng)鑫匯烘干溫度()350時(shí)間（min）120施 焊 工 藝 參 數(shù) 記 錄道次焊接方法焊絲直徑(mm)保護(hù)氣體流量（l/min）電流(a)電壓(v)焊接速度（cm/min）熱輸入(kj/cm)備注1saw4.0/600620343640453238/2saw4.0/600620343640453238/施焊環(huán)境室內(nèi)環(huán)境溫度（）18相對(duì)濕度50%預(yù)熱溫度（）/層間溫度（）/后熱溫度（）/時(shí)間

41、(min)/后熱處理/技術(shù)措施焊前清理清理焊接位置及其兩側(cè)20mm處的油、銹、水背面清根/層間清理/其 他/焊工姓名資格代號(hào)級(jí)別施焊日期年 月 日記 錄日期年 月 日審核日期年 月 日表8 焊接工藝評(píng)定檢驗(yàn)結(jié)果非 破 壞 檢 驗(yàn)試驗(yàn)項(xiàng)目合格標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定結(jié)果報(bào)告編號(hào)備 注外 觀jgj81-2002合格pqr-1/x 光/超聲波gb11345-89合格pqr-1/磁 粉/拉伸試驗(yàn)報(bào)告編號(hào)pqr-1彎曲試驗(yàn)報(bào)告編號(hào)pqr-1試樣編號(hào)s（mpa）斷口位置評(píng)定結(jié)果試樣編號(hào)試驗(yàn)類(lèi)型彎心直徑d(mm)彎曲角度評(píng)定結(jié)果1側(cè)彎d=30180°合格2側(cè)彎d=30180°合格3側(cè)彎d=30180&#

42、176;合格4側(cè)彎d=30180°合格沖擊試驗(yàn)報(bào)告編號(hào)pqr-1宏觀金相報(bào)告編號(hào)/試驗(yàn)編號(hào)缺口位置試驗(yàn)溫度()沖擊功akv(j)評(píng)定結(jié)果：1焊縫-30722焊縫-30603焊縫-3062硬度試驗(yàn)報(bào)告編號(hào)/4熱影響區(qū)-30108評(píng)定結(jié)果：合格5熱影響區(qū)-301126熱影響區(qū)-3098其它檢驗(yàn)：/檢 驗(yàn)日期年 月 日審核日期年 月 日表9 焊接工藝評(píng)定報(bào)告工程(產(chǎn)品)名稱焊接工藝評(píng)定評(píng)定報(bào)告編號(hào)pqr-2委托單位工藝指導(dǎo)書(shū)編號(hào)wps-2項(xiàng)目負(fù)責(zé)人依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程(jgj81)試樣焊接單位施焊日期焊工資格代號(hào)級(jí)別母材鋼號(hào)q345b規(guī)格-18mm，-14 mm供貨狀態(tài)熱軋生產(chǎn)廠

43、鞍鋼化 學(xué) 成 分 和 力 學(xué) 性 能c(%)mn(%)si(%)s(%)p(%)s(mpa)b(mpa)5(%)t()akv(j)標(biāo)準(zhǔn)0.120.21.201.600.200.550.0450.045510660345222027合格證0.181.470.360.0150.0205953753020997068復(fù)驗(yàn)/碳當(dāng)量0.396%公式焊接材料生產(chǎn)廠牌號(hào)類(lèi)型直徑（mm）烘干制度（×h）備注焊條/焊絲錦泰h08mna實(shí)芯4.0/焊劑洛陽(yáng)鑫匯hj431熔煉840350×2/焊接方法saw焊接位置船形位置接頭形式t焊接工藝參數(shù)見(jiàn)焊接工藝評(píng)定指導(dǎo)書(shū)清根工藝/焊接設(shè)備型號(hào)mz-1

44、000電源及極性直流反接預(yù)熱溫度（）/層間溫度（）/后熱溫度（）及時(shí)間（min）/評(píng)定結(jié)論：本評(píng)定按建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程（jgj81）規(guī)定，根據(jù)工程情況編制工藝評(píng)定指導(dǎo)書(shū)、焊接試件、制取并檢驗(yàn)試樣、測(cè)定性能，確認(rèn)實(shí)驗(yàn)記錄正確，評(píng)定結(jié)果為：合格。焊接條件及工藝參數(shù)適用范圍按本評(píng)定指導(dǎo)書(shū)規(guī)定執(zhí)行。評(píng)定年 月 日評(píng)定單位： （簽章）年 月 日審核年 月 日技術(shù)負(fù)責(zé)年 月 日表10 焊接工藝評(píng)定指導(dǎo)書(shū)工程名稱焊接工藝評(píng)定指導(dǎo)書(shū)編號(hào)wps-2母材鋼號(hào)q345b規(guī)格-18mm，-14 mm供貨狀態(tài)熱軋生產(chǎn)廠鞍鋼焊接材料生產(chǎn)廠牌號(hào)類(lèi)型烘干溫度備注焊條/焊絲錦泰h08mna實(shí)芯/焊劑或氣體洛陽(yáng)鑫匯hj431

45、熔煉350/焊接方法saw焊接位置船形位置焊接設(shè)備型號(hào)mz-1000電源及極性直流反接坡口示意圖焊接工藝參數(shù)道次焊接方法焊條或焊絲焊劑或保護(hù)氣保護(hù)氣流量（l/min）電流(a)電壓(v)焊接速度(cm/min)熱輸入(kj/cm)備注牌號(hào)(mm)1sawh08mna4.0hj431/600620343640453238/2sawh08mna4.0hj431/600620343640453238/技術(shù)措施焊前清理清理坡口及其兩側(cè)20mm的油、銹、水層間清理/其它：/編制日期年 月 日審核日期年 月 日表11 焊接工藝評(píng)定記錄表工程名稱焊接工藝評(píng)定指導(dǎo)書(shū)編號(hào)wps-2焊接方法saw焊接位置船位設(shè)備

46、型號(hào)mz-1000電源及極性直流反接母材鋼號(hào)q345b類(lèi)別生產(chǎn)廠鞍鋼新軋鋼股份有限公司母材規(guī)格-18mm，-14 mm供貨狀態(tài)熱軋接頭施焊道次順序焊 接 材 料焊條牌 號(hào)/類(lèi) 型/生產(chǎn)廠/批 號(hào)/烘干溫度()/時(shí)間(min)/焊絲牌 號(hào)h08mna規(guī)格(mm)4.0生產(chǎn)廠錦泰批 號(hào)07-01焊劑牌 號(hào)hj431規(guī)格(mm)840生產(chǎn)廠洛陽(yáng)鑫匯烘干溫度()350時(shí)間（min）120施 焊 工 藝 參 數(shù) 記 錄道次焊接方法焊條(焊絲)直徑(mm)保護(hù)氣體流量（l/min）電流(a)電壓(v)焊接速度（cm/min）熱輸入(kj/cm)備注1saw4.0/600620343640453238/2s

47、aw4.0/600620343640453238/施焊環(huán)境室內(nèi)環(huán)境溫度（）18相對(duì)濕度50%預(yù)熱溫度（）/層間溫度（）/后熱溫度（）/時(shí)間(min)/后熱處理/技術(shù)措施焊前清理清理坡口及其兩側(cè)20mm處的油、銹、水背面清根/層間清理/其 他/焊工姓名資格代號(hào)級(jí)別施焊日期年 月 日記 錄日期年 月 日審核日期年 月 日表12 焊接工藝評(píng)定檢驗(yàn)結(jié)果非 破 壞 檢 驗(yàn)試驗(yàn)項(xiàng)目合格標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定結(jié)果報(bào)告編號(hào)備 注外 觀jgj81-2002合格pqr-2/x 光/超聲波gb11345-89合格pqr-2/磁 粉/拉伸試驗(yàn)報(bào)告編號(hào)/彎曲試驗(yàn)報(bào)告編號(hào)pqr-2試樣編號(hào)s（mpa）b(mpa)斷口位置評(píng)定結(jié)果試樣編號(hào)試驗(yàn)類(lèi)型彎心直徑d(mm)彎曲角度評(píng)定結(jié)果1正彎d=32120°合格2正彎d