陶瓷衬垫在H型钢柱柱底板焊接中的运用
在建筑钢结构加工过程中,H型钢柱与柱底板连接焊缝通常为熔透角焊缝,使用背面清根时存在以下两个问题:
(1)采用炭弧气刨清根工艺时,一般在内侧预制坡口,外侧清根后焊接,焊接垫片,不得提前加装筋板。但是,清根
和焊接时由于热输入较大,没有筋板抵抗变形,导致柱底板焊接完成后花费大量人力物力进行调校。
(2)清根用的炭棒价格比陶瓷衬垫昂贵,成本较高,在炭弧气刨时噪声污染、光污染和粉尘污染都比较严重,
对职业健康有较大威胁。通过引入直角陶瓷衬垫的使用,可以提前安装所有通过引入直角陶瓷衬垫的使用,可
以提前安装所有筋板,加强构件的整体性,减小焊接变形,同时,降低了成本和劳动强度。
大尺寸金属结构件通常采取焊接的方式制造,但受空间的限制,多数情况下只能采取单面焊接的方法,这也使金属结构
件经常出现焊不透、焊瘤大等缺陷。为避面焊接的缺陷,技术人员开发了焊接衬板,具有单面焊接双面成型的效果,
已经被普遍应用于造船等领域。
焊接衬板主要分为金属与非金属两类,金属类焊接衬板通常采用合金钢制成,非金属类焊接衬板通常采用陶瓷材料。陶
瓷具有低成本、耐高温、耐腐蚀、化学稳定性高等优点,衬板上的焊渣也很方便被清理,逐渐成为焊接衬板材料的选择。
焊接过程控制
为确保焊接质量的可追溯性,采用点温测量仪实时记录温度的变化,当不断填充焊接时,试样在空气中降温速度也逐渐放缓。在填充第5道焊缝后,立即测量,在焊缝熔合线处温度达到值,焊后4分钟(清理焊道药渣时间),再次测量,发现在热影响区,距焊缝10~30mm之间温度场达到值,温度通过热传递现象,点在慢慢向外围扩散,陶质焊接垫片,
经不断试验发现,陶瓷焊接垫片,当焊缝层间温度处150~ 250℃的区间,符合船舶铸钢焊接工艺。当不考虑热影响区的温度继续焊接后,经做弯曲试验,发现在母材热影响区试样直接断裂,出现母材脆化现象。当通过控制母材热影响区的温度,使之处于150~200℃区间焊接后,经弯曲试验,未出现母材脆化。拉伸、冲击也符合船舶建造工艺要求。
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