螺柱穿透焊新工艺的开发与应用.docVIP

螺柱穿透焊新工艺的开发与应用 标签： 焊接? 压型板? 螺柱焊? 工艺? 钢结构? 分类： 螺柱焊 2006-10-14 18:25 摘要：本文针对苏州国际博览中心工程，对螺柱穿透焊新工艺进行分析研究，找出该工艺的实现方法。??关键词：螺柱焊；螺柱穿透焊；工艺；开放??苏州国际博览中心工程是一项中合性的市政工程，工程浩大，工期紧迫。该工程由上海宝冶建设有限公司承建，其中，在钢结构分项工程中，有约40万个,Φ19mm??,??L=150mm的螺柱需穿透压型板焊接在钢梁上由于螺柱底部同钢梁之间有一层压型板，形成了不可知的影响质量的因素，同普通螺柱相比有很大区别，因此，焊接工程有相当大的难度。??为了确保焊接质量，确保工程进度，我们同兄弟单位一道，集众家多年经验之大成，研究开发了“螺柱穿透焊”新工艺，成功地运用到苏州国际博览中心钢结构工程上，经严格质量检验，一次合格率达到了90%~95%；大幅度提高了国内螺柱穿透焊一次合格率60%~70%的指标，达到了工艺标准化的初始阶段，取得了阶段性的成功；该工艺的形成和发展，对钢结构质量起到了保证作用，具有较大的推广应用价值。??1??螺柱焊及螺柱穿透焊工艺的由来和现状??电弧螺柱焊（以下简称螺柱焊）是焊接学科的一个分支，也是目前各国工业领域广泛应??用的连接和装配方式，这种工艺具有三大优越性：??（1）??同焊条电弧焊对比，可实现全截面的焊接，焊条电弧焊只能实现角焊缝，所以螺柱焊的螺栓抗剪能力得到大幅度的提高。??（2）??焊接速度快，可实现标准化作业（国内目前已出现电容式贮电螺柱充电时间2s??的焊机。即：1个/2s,达到国际先进水平）。??（3）具有高质量的再现性，重复性强。??螺柱焊起于上世纪30年代，首先在造船工业装修中应用，到50~60年代发达国家在钢结构工程中开始应用，70年代应用范围和行业逐渐增加，锅炉、压力容器、汽车、造船、金属结构中的大量应用。我国80年代在成都第一台国产螺柱焊机问世，并通过机电部鉴定。90年代初国产RSR电容贮能螺柱焊机已成系列，解决了M2—M8螺柱的焊接问题，90年代中期研制成功RSR系列螺柱焊机，满足??2~30??mm的螺柱焊接问题。随着钢结构防火耐热要求的提高，螺柱焊技术得到了长足的进步，对异种钢的焊接取得了成功，目前国内有关单位正在攻克螺柱焊的另外二大难关，即横立焊和仰焊。不断地向国内外行业领先的地位进军。??螺柱穿透焊是伴随着钢—混凝土结构的发展而推广起来的，作为钢—混凝土联结件的栓钉对结构发挥两种作用，一是承受钢—混凝土结构的水平剪切力，二是防止钢—混结构垂直剥离的抗翘作用。抗剪钉主要用于钢筋混凝土柱，梁及楼板的抗剪，特别是大跨度铁路桥梁，市政公路高架桥、高承载力钢结构建筑等。在多层钢结构组合楼板施工中，经常是安装钢结构柱梁，在铺设压型钢板后进行螺柱焊施工。在压型钢板铺设时，为提高其支承刚度，通常采用多跨连接布置方式。因此，大量的螺柱需在压型钢板上引弧并穿透压型钢板焊接于梁上，这种方法就叫“螺柱穿透焊”工艺。??穿透焊和非穿透焊的区别在于支撑梁与螺柱端部之间增加了压型钢板的隔离层，使螺柱端部无法与钢梁表面直接接触，由于压型板隔离层的存在，形成了许多焊接工艺上无法控制的因素，致使焊接质量得不到保证。螺柱端部和钢梁之间不可知因素主要有以下几点：??(1)??压型板镀锌层的厚度；??(2)??钢梁表面的油漆绝缘性能及厚度是不可知的；??(3)??压型板同钢梁之间的间隙时变化的；??(4)??压型板同钢梁之间有其它杂质是不可知的。??由于有以上四大因素的影响，如果用非穿透焊时的焊接参数（即直接焊在钢梁上的方式），往往无法满足质量要求。因此，在研究穿透焊工艺时，人们首先想到的是：穿透焊的焊接参数比非穿透焊的参数要大。在保障焊机空载电压的前提下，加大焊接电流，增加螺柱的伸出长度确保有足够??的焊接能量以补偿熔化及穿透压型板、烧掉杂质及飞溅的损失，延长焊接时间等。做到这一些仅仅是穿透焊的初始阶段，在这一阶段，一次合格率仅在60%左右。??针对螺柱穿透焊目前的实际状况，设计者为了满足螺柱承受剪力的要求，普遍采用了增加螺柱数量的做法，施工单位为了提高一次合格率也采用手工电弧焊补焊的方式来弥补一次合格率不足。??这一状况是目前螺柱穿透焊在全国范围内的实际情况。??国外是怎么解决这样的问题的呢？欧洲地区，德国、英国目前的做法是在工厂里压型板先冲好孔，在工地上根据冲孔来进行螺柱焊，也就是我国目前普通螺柱的方式。这种方式焊接的螺柱质量可得到保证，但生产率受到一定的制约，加上加工成本高，所以不是理想的工艺方法。??2??螺柱“穿透焊”新工艺的几条研究途径??从工艺简单和质量可靠的角度