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新技术在钢结构焊接中的应用
新技术在钢结构焊接中的应用(一)
1、焊接方法
钢结构行业于20世纪40年代引入焊条电弧焊,50年代中期从前苏联引进埋弧焊接技术,70年代以后,由于建筑钢结构箱形构件以及中厚板的广泛使用,又陆续试验并成功应用实芯焊丝和药芯焊丝CO2气体保护焊,埋弧双丝焊、埋弧三丝焊,熔嘴电渣焊、螺栓焊等焊接技术。
CO2气体保护焊在建筑钢结构中的应用,极大地提高了焊接生产效率,缩短了施工周期,已逐步取代手工药皮电弧焊。CO2气体保护焊,按焊丝可分为实芯焊丝(GMAW)和药芯焊丝(FCAW)两种。实芯焊丝CO2或混合气体保护焊,在建筑钢结构的制作中,可根据板厚和坡口、裂纹敏感性,来选择相应得喷射过液、脉冲电流过液、德实芯焊丝CO2气体保护焊,药芯焊丝CO2气体保护焊,与等直径实芯焊丝相比,焊丝的金属界面积变小,在同等电流水平下的电流密度增大,焊丝的熔敷效率接近于实芯CO2焊。在同等尺寸的角焊缝焊接中,由于飞溅小、清理方便且焊缝成形较凹,整体效率和经济效益甚至优于实芯CO2焊。英特别指出的是,CO2气体保护焊由于电弧气氛的氧化性,所得熔敷金属的含氢量极低,具有较好的抗氢裂性。
自保护焊药芯焊丝在建筑钢结构也开始使用,由于不需要气体保护,使用更方便,但由于自保护药芯焊丝的扩散氢含量较高,因此目前仅应用于冷裂倾向不大的钢种或不重要部位的焊接,以后要解决的问题,一是抗冷裂性能的提高,二是材料成本的降低。
2、焊接设备
建筑钢结构应用的焊接设备主要有手工焊机、MIG和MAG焊机、埋弧焊机、电渣焊机等,随着电力电子技术及微电子技术的发展,电焊机正朝着优质、高效、节能、可控性强等方向发展,而焊机的体积更小、重量更轻、更适于现场操作。尤其是逆变电源的普及,已极大促进了钢结构焊接设备的发展,逆变电源焊机,整机重量仅为传统弧焊电源的1/5到1/10,体积降至传统弧焊电源的1/3,电源输出外特性可进行控制。逆变焊机如果采用微处理器控制,只需变更软件或改变面板的操作功能指示。即可实现各种焊接方法,如MAG、TIG、MIG、PuiseMIG等,目前,一种新的控制技术即双零开关谐振电路在逆变焊机上开始使用,其环保、节能、高效特点更为突出。
纵观国内钢结构行业应用的焊接设备,主要有以下特点和趋势:
①广泛采用先进技术,焊机功能更趋完善;
②机械化、自动化和成套水平进一步提高;
③电子计算机和焊接机器人也开始在钢结构的生产制作中应用。
3、使用钢材品种规格多,而且越来越多趋向于使用低合金高强度结构钢和大厚度钢材,随着钢铁生产工艺水平的不断提高,铸钢、奥氏体不锈钢、复合钢板也得到越来越多的应用。因此,要求现场施工前,针对所使用钢材的交货状况,要实时进行新钢种的焊接性试验,探索科学的焊接工艺参数,制定相应的焊接工艺措施。
4、工厂制作和现场安装链接因素多,不同工种交叉作业多,现场安装难度较大。