厚板焊接H型钢桁架制作质量控制

蒋卫平

摘 要：本文主要是对厚板H型钢桁架制作过程中的尺寸控制进行了分析，特别是厚板焊接变形的控制，从构件反变形、坡口角度尺寸、焊接参数的控制来达到整体构件的尺寸控制，为今后该类结构形式的制作积累了经验。

关键词：厚板焊接H型钢；拼装变形；尺寸控制

中图分类号：TU758.11 文献标识码：A 文章编号：1671-3362（2013）08-030-02

前言

随着我国建筑业的快速发展，建筑造型越来越复杂，结构形式越来越新颖，钢结构在建筑中的应用也越来越频繁。由于建筑造型和结构的需要，焊接H型钢桁架在大跨度结构中的使用越来越频繁，特别是上部承重结构的。本文结合笔者公司加工制作的项目，浅谈一下厚板焊接H型钢桁架在加工制作中的质量控制要点。

1 概况

此桁架构件单榀桁架重量达120t，分成四段制作，现场进行拼接，工厂分段最大重量达到40t，桁架总跨度52.8m，高度2.6m，制作时按照1000/L进行起拱。上弦焊接H型钢最大尺寸为BH600×800×60×80，下弦焊接H型钢最大尺寸为H600×700×50×70，腹杆焊接H型钢最大尺寸为BH500×500×70×70，构件板厚30mm以下材质为Q345B，40～50mm材质为Q345GJB-Z15，60～80mm材质为Q390GJBZ25（见图1、图2）。上下主弦焊缝及节点部位焊缝等级为全熔透一级焊缝，节点部位焊缝多，焊接时的焊接变形、厚板焊接质量的控制是本工程的特点及难点。

2 工艺流程

原材料检测→下料→H型钢拼装→H型钢焊接→H型钢矫正→上胎架二次拼装→焊接→矫正→打磨外观处理→冲砂→油漆

3 控制要点

3.1 原材料的控制

由于本工程用到的厚板较多，对于进厂材料按照设计要求每批进行了复试，包括化学分析和物理性能，有Z向要求的进行Z向要求检测，特别对于厚度超过40mm的钢板全数进行了超声波检测。

3.2 下料坡口的选择

厚板焊接主要考虑到焊接裂纹，优先采用双面坡口，通过工艺评定试验，确定了以下几种典型的剖口形式：

3.2.1 对接焊缝坡口设置原则

a.当两对接板材中任一块板厚t≥30mm时，坡口必须开制在两块板材上；除特殊结构形式工艺注明开制在一块板材上外。

b.当两对接板材板厚均t<30mm时，坡口允许开制在单块板材上；但优先采用开制在两块板材上的形式。

3.2.2 典型角对接焊缝坡口的选择

角接焊缝角度是直角时见图3和图4。角接焊缝角度不是直角时（板厚50

3.3 焊接质量的控制

3.3.1 焊前控制

对焊缝区域进行打磨清理，清除掉坡口周围的水、油及铁锈。

3.3.2 预热、后热温度的控制

a.预热工艺的选择，最低预热温度符合表1要求；预热区域为焊缝两侧，宽度焊缝中心两侧各150mm，测温时采用红外测温仪在加热构件的背面距焊缝中心50mm处进行测温。

b.焊接过程中，最低道间温度不应低于预热温度，最大道间温度不宜超过250℃，当焊接过程中有停工等待等原因造成道间温度低于预热温度的，应重新进行预热。

c.焊接完成后，立即做好保温措施，以便扩散氢扩散逸出。本工程焊后采用保温棉保温处理，焊接完成后，对焊接部位用保温棉包好，直到构件冷却至常温。

d.焊接过程中采用多层多道焊，并控制好控制焊接线时的线能量。特别是线能量过小时易造成接头熔合区附近冷却时间小于出现铁素体的临界冷却时间而产生裂纹。

3.4 尺寸的控制

3.4.1 在公司矫正机无法矫正的情况下对H型钢进行反变形处理

翼缘板厚度≥腹板厚度的情况下：翼缘板压制179°反变形；但当翼缘板与腹板厚度相差≥20mm时，翼缘板仅需压制179.5°反变形。

翼缘板厚度<腹板厚度的情况下：翼缘板压制178.5°反变形。

特别注意拼接板位置反变形必须一致，保证对接；若反变形不一致时，则拼板对接缝两侧各200mm范围内按照小角度反变形统一处理。如图6所示。

3.4.2 余量的设置

每条对接缝加放2mm焊接收缩余量；桁架余量的设置，具体见图7。

3.5 校正、外观的处理

构件焊接完成经超声波检测合格后，对构件的外观进行处理，把焊接时产生的飞溅、毛刺、焊瘤等缺陷用铲刀、角磨机清除干净，自由边进行倒圆角处理，并对满足标准要求的部位进行校正处理（见图8），保证桁架各部位尺寸满足规范及设计要求。构件加工完成后效果见图9。

4 结语

焊接H型钢桁架目前在钢结构大跨度结构中使用越来越多，随着跨度的增加，钢板厚度越来越大，焊缝质量等级越来越高，通过该项目的制作加工，使公司对厚板焊接H型钢桁架的制作加工积累了宝贵的经验，为今后同类型的工程制作打下了基础。

参考文献

[1] 林寿，杨嗣信.钢结构工程[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.

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