摘要：介紹某工程中大型鑄鋼節(jié)點(diǎn)與無(wú)縫鋼管現(xiàn)場(chǎng)焊接的關(guān)鍵技術(shù)。成功解決了工程中鑄鋼節(jié)點(diǎn)與無(wú)縫鋼管節(jié) 點(diǎn)形式的選取、鑄鋼節(jié)點(diǎn)與無(wú)縫鋼管V形坡口的設(shè)計(jì)原則、焊接工藝、焊材焊接機(jī)具選擇、焊接環(huán)境、焊接參數(shù)、焊 前預(yù)熱措施、焊接質(zhì)量控制'、焊接變形控制、焊接防護(hù)措施以及焊后處理等技術(shù)問(wèn)題。
關(guān)鍵詞：鑄鋼節(jié)點(diǎn)
鑄鋼節(jié)點(diǎn)作為一種新型的鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)已在我國(guó) 大型復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)中得到大量運(yùn)用。結(jié)構(gòu)中構(gòu)件與 構(gòu)件之間節(jié)點(diǎn)的連接形式和力學(xué)性能日趨復(fù)雜，傳 統(tǒng)的焊接節(jié)點(diǎn)、鋼管相貫節(jié)點(diǎn)等節(jié)點(diǎn)形式難以在空 間結(jié)構(gòu)復(fù)雜受力、制作工藝、焊接工藝上滿足要求。 節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的好壞，對(duì)結(jié)構(gòu)的受力性能、結(jié)構(gòu)安全、施 工工藝、工程造價(jià)都有較大的影響。因此，隨著鑄鋼 件設(shè)計(jì)技術(shù)提高、加工工藝完善，其在大型公共建 筑、空間結(jié)構(gòu)中大量運(yùn)用。在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)建成或在 建的大型工程中，使用了大量鑄鋼節(jié)點(diǎn)。本文詳細(xì) 介紹某工程鑄鋼節(jié)點(diǎn)與無(wú)縫鋼管復(fù)雜空間節(jié)點(diǎn)焊接 的關(guān)鍵施工技術(shù)9
1工程概況
1.1 鑄鋼節(jié)點(diǎn)
本工程為獨(dú)特樹(shù)狀空間結(jié)構(gòu)，由主枝、中枝和端 枝組成。主枝、中枝和端枝的連接處釆用鑄鋼節(jié)點(diǎn)。 鑄鋼節(jié)點(diǎn)由4~10根分枝以不同的空間角度匯交。 節(jié)點(diǎn)具有非標(biāo)性、各異性、多枝性、多向性、體積較 大、噸位重等特點(diǎn)。鑄鋼節(jié)點(diǎn)大的空間尺寸為 3. 6 mX3. 8 mX4. 2 m,大質(zhì)量為6. 8 t。鑄鋼節(jié) 點(diǎn)與無(wú)縫鋼管需要現(xiàn)場(chǎng)組對(duì)，全方位焊接連接。圖1 為鑄鋼節(jié)點(diǎn)實(shí)物。
1）鑄鋼材質(zhì)及化學(xué)分析。鑄鋼件材料選用ZG275-485H,材質(zhì)符合GB/T 7659 — 1987《焊接結(jié)構(gòu)用
碳素鋼鑄件》中的ZG275-485H化學(xué)成分標(biāo)準(zhǔn)。
無(wú)縫鋼管材料選用Q345-B,規(guī)格招50 mmX 12 mm,^>350 mmX 19 mm、©450 mm X 22 mmo 材質(zhì)符合GB/T 1591- 94<低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》化學(xué)成分標(biāo)準(zhǔn)。
化學(xué)分析用試樣制取按GB/T 222 —1984《鋼 的化學(xué)分析用試樣取樣法及成品化學(xué)成分允許偏 差》的規(guī)定制取。化學(xué)成分試驗(yàn)方法按GB 222-84 《鋼的化學(xué)成分分析用試樣取樣法及成品化學(xué)允許 偏差》及GB 223《鋼鐵及合金化學(xué)分析方法》的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
2） 力學(xué)性能試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。GB 228-87«金屬拉伸 試驗(yàn)方法》；GB 2975 —82《鋼材力學(xué)及工藝性能試 驗(yàn)取樣規(guī)定》;GB/T 229 —94《金屬夏比（V型缺口） 沖擊試驗(yàn)方法》。
3） 外形檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。GB 6414-86«鑄件尺寸公 差〉〉；GB/T 11351-89« 鑄件重量公差》；Q/ZB 156 一 73《鑄造內(nèi)圓角》;JB 82001-90«鑄件質(zhì)量分等通 則 »；Q/ZB 157/73« 鑄造外圓角》；GB 6414 - 1999 《鑄件尺寸公差與機(jī)械加工余量》;EN1559—1《鑄件 技術(shù)交貨條件——通則》；EN1559 —2《鑄件技術(shù)交 貨條件一一鑄鋼件的附加要求》。
4）磁粉探傷及缺陷定級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。GB 9444-1988 《鑄鋼件磁粉探傷及質(zhì)量評(píng)級(jí)方法》;ASTMB 709-95 《磁粉檢測(cè)實(shí)施方法》;GB/T 9443 -1988（（鑄鋼件滲透 探傷及缺陷顯示痕跡的評(píng)級(jí)方法》；GB/T 5677 - 1985《鑄鋼件射線照相及底片等級(jí)分類(lèi)方法》。
1.2鑄鋼節(jié)點(diǎn)與無(wú)縫鋼管焊接
綜合考慮安全、經(jīng)濟(jì)、焊接受力情況、鑄鋼鑄造 及施工方便等因素，鑄鋼節(jié)點(diǎn)采用半空心半實(shí)心的 節(jié)點(diǎn)形式。
1.3鑄鋼節(jié)點(diǎn)與鋼管接頭設(shè)計(jì)
鑄鋼節(jié)點(diǎn)與鋼管接頭設(shè)計(jì)按以下原則進(jìn)行：1） 不同材質(zhì)、不同壁厚接頭；2） V形坡口；3）等強(qiáng)設(shè)計(jì); 4）防止應(yīng)力集中；5）便于現(xiàn)場(chǎng)焊接。
鑄鋼節(jié)點(diǎn)分枝間距現(xiàn)場(chǎng)焊接與鑄造要求：空間 桿件外壁小間距為300 mm。當(dāng)相鄰桿件夾角較 小時(shí)，桿件長(zhǎng)度超過(guò)2 m,桿件外壁間距按不小于 150 mm 設(shè)計(jì)。
本工程主要為鑄鋼節(jié)點(diǎn)與無(wú)縫鋼管對(duì)接的全方 位焊接，坡口形式為帶內(nèi)襯管V形坡口。這樣的坡 口形式可減小焊縫斷面，減小根部與面縫部收縮差， 防止由于焊接應(yīng)力過(guò)度集中在近面縫區(qū)產(chǎn)生撕裂現(xiàn)象。
2鑄鋼節(jié)點(diǎn)與鋼管焊接
2. 1 焊接工藝評(píng)定
對(duì)工程首次采用的鋼材、焊材、焊接方法、焊接 接頭形式等各項(xiàng)焊接參數(shù)進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，以焊 接工藝評(píng)定結(jié)果指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)安裝焊接工作。
2.2 材料成分及力學(xué)性能n
鑄鋼節(jié)點(diǎn)與鋼管對(duì)接為全方位焊接，在選擇鑄 鋼節(jié)點(diǎn)材料、鋼管材料及焊接材料時(shí),要求考慮材料 的力學(xué)性能滿足設(shè)計(jì)要求，還需要良好的焊接性能 （表1、表2）。必須將C、S、P含量控制在合適的范 圍之內(nèi)。即C含量控制在0. 12%〜0. 20%;S、P含 量控制在0. 04%以內(nèi)；碳當(dāng)量控制在0.44%以內(nèi)； 以便焊接時(shí)與Q345-B鋼材相適應(yīng)⑶。
2.3 焊材及焊接機(jī)具選擇
釆用手工電弧焊焊接，焊條選用E5015,直徑選 用3. 2~4 mmMo配備功率強(qiáng)大，可遠(yuǎn)距離配線， 電壓降極小，性能先進(jìn)，可隨時(shí)由操作者遠(yuǎn)距離手控 電壓、電流變幅的整流式CO-焊機(jī)，型號(hào)：日產(chǎn) OTC-600A,以適應(yīng)高空作業(yè)，滿足全方位焊接需要 頻繁調(diào)整焊接電壓、電流的要求。
對(duì)接接頭定位焊接采用小直徑（捕.2）E5015焊 條進(jìn)行。焊條必須嚴(yán)格按使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行烘烤，定 位焊的焊接長(zhǎng)度每處約50 mm,焊縫厚度約4 mm。 焊條化學(xué)成分見(jiàn)表3,力學(xué)性能見(jiàn)表4。
2.4 焊接場(chǎng)所
風(fēng)力W5 m/s時(shí)，采用棚布圍護(hù)，禁止露天作業(yè) 時(shí)不采取防雨措施施焊。清除易燃物、施焊障礙，焊 接必須搭設(shè)操作平臺(tái)，采取防風(fēng)雨措施，采用彩條布 對(duì)焊接區(qū)域進(jìn)行全方位立體保護(hù)，徹底解決風(fēng)、雨對(duì) 焊接的影響。
2.5 接頭裝配質(zhì)量要求
組對(duì)前先釆用鏗刀、砂布、盤(pán)式鋼絲刷將鑄鋼件 接頭坡口內(nèi)壁15〜20 mm范圍仔細(xì)清除銹蝕及污 物。由于鑄鋼件的表面光潔度較差，在組對(duì)前必須 把凹陷處用角向磨光機(jī)磨平，坡口表面不能出現(xiàn)不 平整、銹蝕等現(xiàn)象。無(wú)縫鋼管的對(duì)接處清理與鑄鋼 件相同。不得在鑄鋼件部位進(jìn)行硬性敲打,防止產(chǎn) 生裂紋。預(yù)留焊接收縮量，用千斤頂起重器具把接 頭處坡口間隙調(diào)節(jié)為上部間距大于下部間距2〜 3 mm的焊接收縮預(yù)留量，以保證整個(gè)焊接節(jié)點(diǎn)焊接 后終的收縮量相等。預(yù)檢采用鋼直尺、角尺、楔 尺、焊縫量規(guī)等核査節(jié)點(diǎn)拼對(duì)間隙、錯(cuò)邊狀況、坡口 有無(wú)損傷，確認(rèn)符合規(guī)程要求。定位焊接后采用角 向磨光機(jī)將始焊與終焊處磨成緩坡?tīng)睢?/p>
