H型钢焊接工艺DOC

前 言

目前许多大跨度的建筑都采用了钢结构，鸟巢、世博会中国馆、厂房等一些大型的公用建筑基本上都是钢结构建筑。这种结构坚固耐久，建造迅速，易于改建，便于拆除，是住宅建筑和结构发展的重要趋势。随着我国钢产量的快速增长，新型建材的发展和应用，符合上述需求的钢结构住宅体系逐步发展起来并引起了广泛的关注。H型钢是钢结构重要组成部分，它的生产制造对整个钢结构的质量起着至关重要的作用。本文针对钢结构制作当中主要运用到的H型钢焊接进行详细论述，并对焊缝工艺进行评定及对整个焊接过程中所可能出现的焊接缺陷提出了防止措施。通过对H型钢焊接质量的控制从而达到对钢结构质量的控制，这将直接影响到人们的日常生活和娱乐。

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一、绪论

1、钢结构主要组成部分

钢结构主要构架一般由钢梁、钢柱及钢架与钢架之间的钢支撑组成。各构件之间采用焊接、螺栓或铆钉连接。而在各种连接方式中，焊缝连接用的较多。

2、H型钢的特点

建筑刚结构是以热轧H型钢为主要基本构件的，它的翼缘较宽，侧向钢度较大，抗弯能力比较强。除此之外还有以下特点：

（1）塑性和韧性好、适宜于承受振动和冲击荷载；

（2）钢材容重与强度的比值一般小于混凝土和木材，因而H型钢的重量轻； （3）结构简单便于机械化制造，精确度较高，安装方便，是工程结构中工业化程度最高的一种结构；

（4）施工较快，可尽快地发挥投资的经济效益。

作为主要支撑和连接件的H型钢制作质量，对钢结构的质量与性能影响很大，有时可影响到整体结构的承载安全，因此，对H型钢的制作工艺必须严格要求。

二、钢结构H型钢制作工艺

1、H型钢焊接前准备

（1）制作H型钢的钢材型号及特性

选择Q345B作为制作H型钢工艺试验的原材料，此材料的化学成分及特性如下：

表1 Q345B化学成分

牌号 C Q345B

≤0.20 Mn 1.0—1.7 化学成分 Si S P 屈服点Mpa ≤16mm ≥345 ＞16-35mm ≤0.55 ≤0.040 ≤0.040 ≥325 470-630 ≥21 抗拉强度Mpa 伸长率﹪ 特性：Q345B它是低合金钢。综合性能好，低温性能好。冷冲压性能，焊接性能和可切削性能好。广泛应用于桥梁、车辆、船舶、建筑、压力容器等。 （2）开坡口双面焊

采用开坡口双面焊，坡口形式由焊件厚度决定，通常焊件厚度小于22mm时开Y形坡口，大于22mm时开X形坡口。开坡口的焊件焊接第一面时，可采用焊剂垫。当无法采用焊剂垫时，可用悬空焊，此时坡口应加工平整，同时保证坡口装配间隙不大于1mm，以防止熔化金属流溢。 （3）焊接收缩量加工余量的计算

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焊接H型钢纵向焊缝较长，焊缝收缩问题在下料时应关注。尤其在翼板和腹板厚度较大，焊脚高度较大时，更应十分注意，焊缝收缩量以每米收缩1mm计算（焊脚高在小于12mm）加在下料的总长度内即可。焊脚高大于12mm时，收缩量应在每米1.5-2mm计算。

另外，焊缝H型钢，长度应再加预算量，除考虑焊缝收缩外，还应考虑，端面角度，铣端面（磨）等因素。一般在30-50mm为加工余量。 （4）焊接H型钢组对

对半成品板材进行质量检验，合格者进行组对。组对时应按下列工艺要求进行：

①对半成品表面扭曲度超差的板材应进行矫正，再进行组对，严禁超应力组对。

②注意对接的翼板和腹板的相互位置，其翼板和腹板的对接相距不大于300mm。

③待组对的翼板与定位夹辊接触均匀，压力适宜时便可开始组对。组对时，应首先操正组对件的位置，与纵向组对移动轨道相平行，前后偏移不超过100mm。 （5）H型钢定位焊接

将H型钢组对后，要先将其进行定位焊接。定位焊接时应按下述工艺要求进行：

①定位焊高度不得超过焊缝高度2/3；设计有坡口时，组对点焊高度不应超过破口尺寸。

②定位焊，由于焊缝长度短，截面小，冷却快，焊缝容易开裂。应该选择较大的热输入进行定位焊。

③定位焊间距以200mm为宜，偏差不超过20mm；而且两端必须点焊，点焊长度如下：

表2 翼板厚度与点焊长度关系 翼板厚度(mm) 点焊长度(mm) h≤12 10 12＜h≤25 15 25＜h≤40 20

④严禁在焊缝区外的母材和设备上引弧，在坡口内引弧局部面积不得留下弧坑。

④引弧板、收弧板的设置

在每根H型钢组对的同时，为了保证焊缝质量，需在两端设引弧板、收弧板，材质要求相同长度为600mm，焊接结束后切割去掉。 (6)腹板厚度小于6mm，宽度大于600mm的反变形处理

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将面积较大厚度较小腹板放在砧板上用锤击（需加垫板，以免锤击出伤痕），这样才能消除切割收缩的压力。 2、H型钢自动埋弧焊接工艺及变形控制

组对定位完成后即可进行H型钢主焊接工艺，主焊接过程主要采用自动埋弧焊方法。

（1）自动埋弧焊的焊接参数的确定

自动埋弧焊的焊接参数一般包括焊接电流、电弧电压、焊接速度及焊接直径。 ①焊接电流的确定

焊接电流主要影响焊缝厚度。其他条件一定时，随着电流的增大，电弧力和电弧对焊件的热输入量及焊丝的熔化量增大，熔深将增加。焊缝厚度和余高增加，而焊缝宽度几乎不变，焊缝成形系数减小，焊接电流对焊缝熔深大小影响最大。采用ф6mm的焊丝，电流的范围650~730A。

②电弧电压的确定

电弧电压主要影响焊缝宽度。其他条件一定时，电弧电压低时,熔深大、焊缝宽度窄;电弧电压高时,熔深浅、焊缝宽度增加;过分增加电压,会使电弧不稳,熔深减少,易造成未焊透的现象,严重时还会造成咬边、气孔等缺陷。采用ф6mm的焊丝，电压的范围31~35V。

③焊丝直径的确定

在焊接电流、电压和速度不变的情况下,焊丝直径将直接影响焊缝的熔深。随着焊丝直径的减少,熔深将加大,成型系数减小。根据焊件的外形和尺寸可选定细丝埋弧焊，还是粗丝埋弧焊。例如小直径圆筒的内外环缝应采用ф2mm焊丝的细丝埋弧焊;厚板深坡口对接街头纵缝和环缝宜采用ф5mm、ф6mm焊丝的粗丝埋弧焊 ④焊接速度的确定

焊接速度的快慢主要影响母材的热输入量。焊接速度的确定一般根据焊接电流的大小来确定，同时兼顾生产效率。如焊接速度增加,焊缝的线能量减少,使熔宽减少、熔深增加,然而继续加大焊接速度,反而会使熔深减少,焊接速度过快,电弧对焊件加热不足,使熔合比减少,还会造成咬边、未焊透及气孔等缺陷。

根据上述焊接参数的确定原则，在大量试焊的基础上得出如下焊接工艺参数：

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