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焊接材料对钢结构设计原理的重要性

时间:2023-08-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和焊剂,应与焊件钢材的强度和材质相适应,即要求等强度焊接。多年来的工程实践表明,不论是自动焊或半自动焊的焊缝,若要获得满意的焊缝接头,都必须根据施焊材料和构件形式,正确地选用焊丝和焊剂,选择适当的焊接工艺措施。采用碱性焊条焊接的焊缝金属,其塑性、冲击韧性均较好,因此,《钢结构设计标准》规定对重级工作制吊车梁或类似结构宜采用低氢型焊条。

焊接材料对钢结构设计原理的重要性

钢结构中焊接材料的选用,需适应焊接场地(工厂焊接或工地焊接)、焊接方法、焊接方式(连续焊缝、断续焊缝或局部焊缝),特别是要与焊件钢材的强度和材质要求相适应。

1.选用原则

(1)选用的焊条或焊丝的型号应与被焊接的主体金属(杆件母材)相匹配,即要求焊接后的焊缝强度不低于主体金属强度。

一般情况下,建筑钢结构中用手工焊时,Q235 钢的焊接采用碳钢焊条E43系列,Q355 钢采用低合金钢焊条E50系列,对Q390钢、Q420钢的焊件宜用E55系列焊条。

(2)直接承受动力荷载或振动荷载且需要验算疲劳的结构,以及要求抗震设防的高层建筑钢结构,宜采用塑性、冲击韧性均较好的碱性焊条(低氢型焊条)。

2.手工焊接用焊条

手工电弧焊焊条的表示方法为:开头用E代表焊条,其后2位数字表示熔敷金属的抗拉强度最小值,单位为“N/mm2”,第3位数字表示焊条的焊接位置,第3位和第4位数字组合时表示药皮类型及焊接电流种类。低合金钢焊条后缀字母为熔敷金属的化学成分分类代号。

我国建筑钢结构常用的焊条为碳钢焊条和低合金钢焊条。碳钢焊条有E43××和E50××系列;低合金钢焊条有E50××-××和E55××-××系列。碳钢焊条和低合金钢焊条型号所代表的意义如下:

《钢结构设计标准》规定,手工焊接采用的焊条应符合现行标准《碳钢焊条》或《低合金钢焊条》的规定,选择的焊条型号应与焊件的金属力学性能相适应。

焊条型号与主体钢材牌号匹配情况,可以概括为以下几种组合:

(1)焊接 Q235 钢时,对组成抗侧力体系的构件,宜采用E4315、E4316型焊条;对其他构件,可采用E4300~E4313型焊条。

(2)焊接 Q345 钢时,对重要的下层柱和重要的主梁等构件,宜采用E5015、E5016、E5018型焊条;对其他构件,可采用B5001~E5014型焊条。(www.xing528.com)

当不同钢种的钢材连接时,宜用与低强度钢材相适应的焊条。

3.自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和焊剂

自动焊生产效率高、塑性好、冲击韧性高、抗腐蚀性能强、焊件变形小,也改善劳动条件。半自动焊的焊缝质量介于自动焊和手工焊之间,但使用灵活,可以焊接小尺寸的短焊缝。

自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和焊剂,应与焊件钢材的强度和材质相适应,即要求等强度焊接。焊丝应符合现行国家标准《熔化焊用钢丝》或《气体保护焊用钢丝》的规定。

多年来的工程实践表明,不论是自动焊或半自动焊的焊缝,若要获得满意的焊缝接头,都必须根据施焊材料和构件形式,正确地选用焊丝和焊剂,选择适当的焊接工艺措施。一般情况下,可参照以下组合:

(1)焊接 Q235 钢时,可采用H08、H08A、H08E焊丝,并配合使用中锰型或高锰型焊剂;或者采用H08Mn,H08MnA焊丝,并配合使用无锰型或低锰型焊剂。

(2)焊接 Q345 钢时,可采用H08A或H08E焊丝,配合使用高锰型焊剂;或者采用 H08Mn 和 H08MnA 焊丝,并配合使用中锰型或高锰型焊剂;或者采用 H10MnZ 焊丝,并配合使用无锰型或低锰塑焊剂。

4.焊条的类型

焊条的类型根据熔渣的特性可分为酸性焊条及碱性焊条(低氢型焊条),其使用效果有下列差别:

(1)酸性焊条。采用这类焊条焊接的焊缝外表美观、焊波细密、成形平滑。但是,焊接过程中合金元素烧伤较多,焊缝金属中氧和氢的含量也较多,因而熔敷金属的塑性、韧性较低。

(2)碱性焊条(低氢型焊条)。采用这类焊条焊接的焊缝外观波纹粗糙,但焊缝金属中含氢量较低,故又称低氢型焊条。采用碱性焊条焊接的焊缝金属,其塑性、冲击韧性均较好,因此,《钢结构设计标准》规定对重级工作制吊车梁或类似结构宜采用低氢型焊条。

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