專利名稱：-15℃～-35℃環(huán)境鋼結(jié)構(gòu)焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及涉及國(guó)際專利分類B23K焊接作業(yè)裝置或方法，尤其是-15°c _35°C環(huán)境鋼結(jié)構(gòu)焊接方法。
背景技術(shù)：
公知技術(shù)中，隨著建筑鋼結(jié)構(gòu)工程大面積的推廣應(yīng)用，而局部地區(qū)存在低溫等嚴(yán)重影響正常作業(yè)的環(huán)境條件，如就西北地區(qū)的氣候條件而言，夏季高溫達(dá)35°C，冬季低溫-40°C左右，基本風(fēng)壓WO = O. 90KN/m2，最大風(fēng)速52m/s ;鋼結(jié)構(gòu)低溫焊接對(duì)焊縫金屬危害的直接表征就是出現(xiàn)裂紋和工作狀態(tài)下發(fā)生脆斷，控制不好就會(huì)導(dǎo)致焊接質(zhì)量下降甚至造成不安全隱患，因此受到各方面的高度重視。各國(guó)施工規(guī)范均規(guī)定低溫焊接的最低施工溫度，以保證施工質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全性。如美國(guó)AWS Dl. I規(guī)定為-18°C，日本JASS6規(guī)定為-5°C，英國(guó)BS 5135規(guī)定為(TC，低於此規(guī)定溫度施焊應(yīng)采取特殊的施工措施。中國(guó)《建筑工程冬期施工規(guī)程》JGJ 104-97對(duì)低碳鋼的規(guī)定是_30°C，對(duì)低合金鋼的規(guī)定是_26°C，并對(duì)預(yù)熱溫度作了規(guī)定，即按鋼種規(guī)定一定板厚以下預(yù)熱36°C，超過(guò)該板厚預(yù)熱100 150°C，而這種做法實(shí)際上只是對(duì)環(huán)境溫度的補(bǔ)償。JGJ 81-2002規(guī)定為0°C，并具體指出0°C以下施工時(shí)應(yīng)根據(jù)使用的鋼材、焊材、工藝方法，制定適當(dāng)?shù)念A(yù)熱、后熱、保溫措施，來(lái)保證焊接接頭的安全性。在現(xiàn)有技術(shù)中，低溫焊接的作業(yè)施工方法公開(kāi)較少，如，專利申請(qǐng)?zhí)?01110005893公開(kāi)了低溫環(huán)境下鋼結(jié)構(gòu)厚板焊接施工方法，即在O 15°C的低溫環(huán)境下，依次進(jìn)行先預(yù)熱、定位焊、再預(yù)熱和正式焊接的操作。該技術(shù)通過(guò)選擇合理的焊材，嚴(yán)格控制焊接工藝中的預(yù)熱溫度、層間溫度和焊接熱輸入，并對(duì)焊完的焊口進(jìn)行后熱和采用保溫等措施，以避免低溫環(huán)境下焊接冷裂紋的產(chǎn)生，特點(diǎn)是焊接接頭具有很大的冷卻速度。雖然以上技術(shù)內(nèi)容尚有待實(shí)踐驗(yàn)證，但聊勝于無(wú)；然而，對(duì)于氣溫更低的環(huán)境下，比如針對(duì)中國(guó)西北地區(qū)冬季漫長(zhǎng)而典型低溫低至_15°C -35°C，由于這種情況下鋼結(jié)構(gòu)焊接作業(yè)尚未有技術(shù)方案公開(kāi)，現(xiàn)有技術(shù)一般只有選擇停止作業(yè)，因此仍造成工期的巨大浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種_15°C _35°C環(huán)境鋼結(jié)構(gòu)焊接方法，該方法適于冬季低溫寒冷地區(qū)典型超低溫環(huán)境鋼結(jié)構(gòu)工程焊接連接施工。本發(fā)明的發(fā)明目的是通過(guò)如下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)的焊接施工工序包括焊接前準(zhǔn)備、焊接施工、焊后后熱處理、焊縫檢測(cè)以及焊接缺陷處理；其中，焊接前準(zhǔn)備包括焊材選擇、焊前清理預(yù)熱和確定焊接工藝參數(shù)；焊接結(jié)束后立即進(jìn)行焊后后熱處理，后熱溫度 180 230°C，且不小于Ih ;焊后在斷電情況下立即采取應(yīng)急措施采用棉保溫覆蓋焊縫表面進(jìn)行保溫緩冷，包裹的保溫巖棉不小于一層，即不小于35mm厚，確保降溫速度不大于10°C /min,即冷卻到0°C的時(shí)間不小于20min，保溫巖棉保留到第二天后拆除。
本發(fā)明原理在于，一是盡量避免三向應(yīng)カ狀態(tài)下施焊；ニ是努力提高焊接環(huán)境和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實(shí)際溫度。從焊エ在特殊氣候條件下施工的培訓(xùn)、焊材的選擇、エ藝方法中預(yù)熱、后熱、保溫措施等整個(gè)施工過(guò)程。質(zhì)量主要控制點(diǎn)為焊接冷卻過(guò)程中800 500°C區(qū)間內(nèi)的冷卻速度，冷卻速度太快將使焊縫和熱影響區(qū)產(chǎn)生馬氏體脆性組織，冷卻速度太慢將使熱影響區(qū)過(guò)熱而產(chǎn)生粗大脆性的側(cè)板條鐵素體組織，在較大焊接應(yīng)カ的作用下易于在焊后立即或延遲產(chǎn)生裂紋。在冬季低溫環(huán)境下施焊將使冷卻速度加快，提高了焊縫的結(jié)晶速度，同時(shí)也提高了弾、塑性變形速度，即提高了焊縫結(jié)晶期間的應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)率，導(dǎo)致熱裂紋傾向増大。焊接裂紋敏感性加劇，對(duì)防止裂紋產(chǎn)生的各項(xiàng)技術(shù)措施要求比常溫焊接時(shí)更為嚴(yán)格，而正如背景技術(shù)部分所描述的，現(xiàn)有技術(shù)中未能給出有效地控制焊后冷卻速度之技木。本發(fā)明的有益效果是適于-15°C _35°C環(huán)境下鋼結(jié)構(gòu)焊接施工，通過(guò)對(duì)焊接材料的選擇、加熱帶預(yù)熱處理、焊接完成后熱緩冷等エ序和焊接エ藝參數(shù)的調(diào)整等措施，解決了超低溫環(huán)境下鋼結(jié)構(gòu)焊接施工的技術(shù)難題，節(jié)能環(huán)保，操作方便，易于普及和規(guī)范，保障焊接作業(yè)的エ效和質(zhì)量。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例I中的焊接施工エ序不意圖
具體實(shí)施例方式本發(fā)明中，參加低溫，尤其是-15°c -35°c，或簡(jiǎn)稱負(fù)溫環(huán)境下焊接施工的焊エ應(yīng)經(jīng)過(guò)負(fù)溫焊接エ藝培訓(xùn)，考試合格，方能參加負(fù)溫焊接施工。焊接施工エ序包括焊接前準(zhǔn)備、焊接施工、焊后后熱處理、焊縫檢測(cè)以及焊接缺陷處理；其中，焊接前準(zhǔn)備包括焊材選擇、焊前清理預(yù)熱和確定焊接エ藝參數(shù)；焊接結(jié)束后立即進(jìn)行焊后后熱處理，后熱溫度180 230°C，且不小于Ih ;焊后在斷電情況下立即采取應(yīng)急措施采用棉保溫覆蓋焊縫表面進(jìn)行保溫緩冷，包裹的保溫巖棉不小于ー層，即不小于35mm厚,確保降溫速度不大于10で/min,即冷卻到0で的時(shí)間不小于20min,保溫巖棉保留到第二天后拆除。具體步驟包括I)焊接前準(zhǔn)備；A、焊材選擇；焊接材料為低氫型焊條，烘培溫度為350 380°C，烘干時(shí)間為
I.5 2h，烘干后應(yīng)緩冷并放置于110 120°C的保溫箱中待用；B、焊前清理焊接處坡ロ，焊前對(duì)構(gòu)件采用電加熱帶在100 120°C溫度下預(yù)熱；
C、確定焊接エ藝參數(shù)；全位置焊焊接規(guī)范參數(shù)選用表
權(quán)利要求
1.-15°c -35°C環(huán)境鋼結(jié)構(gòu)焊接方法，其特征是焊接施工エ序包括焊接前準(zhǔn)備、焊接施工、焊后后熱處理、焊縫檢測(cè)以及焊接缺陷處理；其中，焊接前準(zhǔn)備包括焊材選擇、焊前清理預(yù)熱和確定焊接エ藝參數(shù)；焊接結(jié)束后立即進(jìn)行焊后后熱處理，后熱溫度180 230°C，且不小于Ih ;焊后在斷電情況下立即采取應(yīng)急措施采用棉保溫覆蓋焊縫表面進(jìn)行保溫緩冷，包裹的保溫巖棉不小于ー層，即不小于35mm厚，確保降溫速度不大于10°C /min,即冷卻到0°C的時(shí)間不小于20min，保溫巖棉保留到第二天后拆除。
2.如權(quán)利要求I所述的_15°C _35°C環(huán)境鋼結(jié)構(gòu)焊接方法，其特征在于，具體步驟包括 .1)焊接前準(zhǔn)備； A、保溫操作棚預(yù)制準(zhǔn)備，施工過(guò)程中保溫棚內(nèi)溫度不低于-15°C ； A、焊材選擇；焊接材料為低氫型焊條，烘培溫度為350 380°C，烘干時(shí)間為I.5 2h，烘干后應(yīng)緩冷并放置于110 120°C的保溫箱中待用； B、焊前清理焊接處坡ロ，焊前對(duì)構(gòu)件采用電加熱帶在100 120°C溫度下預(yù)熱； C、確定焊接エ藝參數(shù)； 全位置焊焊接規(guī)范參數(shù)選用表
3.如權(quán)利要求I所述的_15°C _35°C環(huán)境鋼結(jié)構(gòu)焊接方法，其特征在于，焊接材料為低氫型焊條E5016，焊接材料領(lǐng)用時(shí)應(yīng)置于保溫筒中，烘干后的低氫型焊條在保溫筒中放置時(shí)間超過(guò)4h應(yīng)重新烘干，且焊條重復(fù)烘干次數(shù)不宜超過(guò)2次；受潮焊條不得使用。
4.如權(quán)利要求I所述的_15°C _35°C環(huán)境鋼結(jié)構(gòu)焊接方法，其特征在于，在焊接前準(zhǔn)備工序中，安裝保溫操作棚作為安裝操作平臺(tái)，施工過(guò)程中保溫棚內(nèi)溫度不低于-15°C ;預(yù)制保溫操作棚以角鋼或槽鋼為骨架，外用棉被、毛氈包覆。
5.如權(quán)利要求I所述的_15°C _35°C環(huán)境鋼結(jié)構(gòu)焊接方法，其特征在于，在焊接前準(zhǔn)備工序中，所述焊前清理預(yù)熱 A、焊接前，應(yīng)認(rèn)真清除焊接坡口處表面的積雪、結(jié)冰或結(jié)露水、氧化皮、銹、油污等雜物； B、根據(jù)焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)，鋼管達(dá)到預(yù)熱溫度用時(shí)約20分鐘，因此在焊前O.5 I小時(shí)開(kāi)始進(jìn)行預(yù)熱，達(dá)到溫度后通過(guò)電腦控制器轉(zhuǎn)入保溫狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求I所述的_15°C _35°C環(huán)境鋼結(jié)構(gòu)焊接方法，其特征在于，焊前采用電加熱帶預(yù)熱提高構(gòu)件焊前溫度、降低焊接過(guò)程和焊后冷卻速度；預(yù)熱溫度結(jié)合相應(yīng)規(guī)范要求和焊接工藝評(píng)定要求，控制在100 120°C ;并在焊接過(guò)程中不斷電，始終保持通電加熱狀態(tài)；現(xiàn)場(chǎng)用電腦溫控箱控制系統(tǒng)控制溫度，操作前在焊縫兩側(cè)剖口上用紅外或接觸式測(cè)溫儀進(jìn)行測(cè)量，確保滿足設(shè)定溫控。
全文摘要
-15℃～-35℃環(huán)境鋼結(jié)構(gòu)焊接方法，焊接施工工序包括焊接前準(zhǔn)備、焊接施工、焊后后熱處理、焊縫檢測(cè)以及焊接缺陷處理；其中，焊接前準(zhǔn)備包括焊材選擇、焊前清理預(yù)熱和確定焊接工藝參數(shù)；焊接結(jié)束后立即進(jìn)行焊后后熱處理，后熱溫度180～230℃，且不小于1h；焊后在斷電情況下立即采取應(yīng)急措施采用棉保溫覆蓋焊縫表面進(jìn)行保溫緩冷，包裹的保溫巖棉不小于一層，即不小于35mm厚，確保降溫速度不大于10℃/min，即冷卻到0℃的時(shí)間不小于20min，保溫巖棉保留到第二天后拆除。解決了超低溫環(huán)境下鋼結(jié)構(gòu)焊接施工的技術(shù)難題，節(jié)能環(huán)保，操作方便，易于普及和規(guī)范，保障焊接作業(yè)的工效和質(zhì)量。
文檔編號(hào)B23K9/23GK102615381SQ20121009722
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月5日
發(fā)明者于佳, 盧江華, 周洪亮, 李春生, 李自強(qiáng), 武強(qiáng), 段海濱, 殷波, 繆建國(guó), 葛雷, 蔡海峰, 趙歡歡, 顧浩 申請(qǐng)人:永升建設(shè)集團(tuán)有限公司