第A08版:建筑钢结构

高温高湿环境下的欧标高强钢大厚板焊接关键技术

精工国际钢结构有限公司成立于2010年,是精工钢构集团的全资子公司。作为集团面向海外的业务平台,致力于全世界地标钢结构项目的建设,业务范围遍布全球30个国家和地区,累计项目70余个。

目前,厚板焊接在整个钢结构行业虽然比较常见,但在民用建筑、欧标S460ML钢板应用较少,在高温高湿等特殊环境下高强厚板焊接可供借鉴的工程实例更是不多。

精工国际依托孟加拉BRAC大学项目,精工国际通过研究高温高湿环境下,采用搭设焊接棚,烤枪加热措施,匹配满足欧标高强度低温冲击焊材,多层多道不间断对称施焊工艺,完成了高温高湿下高强厚板焊接的施工作业,总结形成了该关键技术,达到了行业领先水平,并对相同钢材或同等环境下的类似工程也有很好的借鉴意义。

孟加拉BRAC大学楼项目是一座现代化教学楼,位于孟加拉国首都达卡市中心,建成后将成为当地的标志性建筑。项目为框架结构体系,包括劲性柱、门式框架、楼层框架等结构。主体长125.88米,宽117.00米,地下3层,地上13层,屋面顶部为PV屋面,标高从+74.210米(B3层)到143.660米(PV屋面顶),整体高度69.45米,地上高度57.15米。

项目高强钢大厚板焊接简介

项目总用钢量约17000吨,以焊接连接为主。构件截面大、壁厚,复杂Y型柱节点钢板厚度达120毫米、钢管尺寸Φ1350×60毫米、箱型柱尺寸口1350×1350×80×80毫米;大型门式框架节点箱型柱尺寸口1600×1350×100×100毫米。涉及欧标高强钢大厚板焊接,材质为欧标细晶粒结构钢BS EN 10025-4S460ML、欧标调质高屈服强度结构钢BS EN10025-6S460Q。冲击功要求在零下50摄氏度大于或等于27J,属于低温冲击。项目所在地区属于亚热带季风气候,湿润多雨,现场施工场地狭小;项目现场涉及全熔透全位置焊接,现场焊接量大以及大厚板焊接是本项目的一个关键技术难点。

项目高强钢大厚板焊接工艺研究

●依据欧标BS EN 1011和BS EN 15614-1,完成相关焊接工艺评定,覆盖母材组别、规格、接头类型、坡口形式、焊接位置;并制定了完善、可行的焊接工艺方案和措施。

●防止层状撕裂措施

对较厚板件(大于或等于40毫米),在T型接头、角接接头和十字形接头中采取防止层状撕裂的措施:采用Z向钢-Z25、Z35(根据BS EN 1993-1-10,确定设计Z值:ZED=Za+Zb+Zc+Zd+Ze)、优化坡口形式、焊前预热、控制层间温度、焊后缓慢冷却等。

●预热、层间温度及后热/缓冷处理

综合考虑碳当量、板厚、焊材氢含量等因素,根据BS EN 1011-2确定最低预热温度:Tp=TpCET+Tpd+TpHD+TpQ(摄氏度),最终确定预热温度为100~150摄氏度,并控制层间温度不超过250摄氏度。

●预热的加热区域应在焊接坡口两侧,宽度应各为焊件施焊处厚度的1.5倍以上,且不小于100毫米。测温点应位于距坡口两侧任何方向上至少75毫米处;条件允许时,温度应在加热面背面上测量,否则,应在加热面上移开热源一段时间,使母材厚度上的温度均匀后测量温度。层间温度应在焊缝金属或相邻的母材金属处测量。

为避免冷裂纹产生,焊后采用保温岩棉缓慢冷却至常温。

●大厚板焊接变形控制措施

采用双人对称同时焊接,控制焊接收缩变形。

采用小角度、窄间隙焊接坡口;控制热输入量,多层多道焊接方法以减少收缩量。

●雨季焊接作业措施

雨季焊接作业搭设防风挡雨棚,环境相对湿度>90%时,严禁施焊;必须施焊时应有良好除湿措施,如不能良好除湿必须停止施焊。

现场实施关键点

现场焊接以对接为主,在遵循WPS的前提下,现场采用了多层多道,双人对称24小时三班倒不间断焊接的焊接方法。同时在焊接前根据不同的板厚对焊道进行焊前烤枪加热、控制层温、焊后保温。为了应对高温高湿环境带来的不利影响,现场在焊接口位置采用三防布搭建了焊接棚。

随着中国建筑钢结构企业的日益壮大和成熟,越来越多的国内钢构企业实施走出去的战略,承接海外项目。精工国际在海外项目施工的关键技术上通过大量的技术创新和研究,解决项目实施中的难题。这一系列技术创新的应用,为精工国际带来了较大社会效益和经济效益。 (精工钢构)

2022-10-27 2 2 建筑时报 content_18424.html 1 3 高温高湿环境下的欧标高强钢大厚板焊接关键技术 /enpproperty-->