新技术在钢结构焊接中的应用（六）

HEATS

　　新技术在钢结构焊接中的应用

6 Z0 K3 E# Z, W

　　9钢结构埋设件压力埋弧焊技术

0 Z6 i3 k: j8 ]+ T) d/ B' x

　　随着大跨度钢结构公共建筑的快速增加，其钢结构柱子埋设件(钢筋)应用越来越多，因而，钢结构埋设件压力埋弧焊技术在工程实践中不断得到应用。其关键技术措施是：

1 ]0 x( ~! z" k1 z4 K

　　①选定性能稳定安全适用的焊机或改造螺柱焊机；

. `6 I. z+ H2 S6 s' m+ ]

　　②认真进行焊接工艺评定试验，根据钢筋直径选择相应的焊接工艺参数；

　　③根据焊接接头与母材等强的原则，选用性能良好交直流两用的焊剂。

8 f4 g3 ^7 j" s' s, @6 G* x - k3 P* l+ [+ R& z

　　10大型钢结构构件制作中的焊接变形控制技术

% }1 s$ M8 O0 i7 T/ j ! ]- G3 r3 ~" G

　　在大型钢结构制造加工中，定量地对构件焊接后的挠曲变形、角变形和横向收缩变形进行计算和分析是非常必要和重要的，根据计算和分析结果采取相应的控制措施和焊接工艺措施是有效降低和减少焊接变形，提高构件的加工效率，并确保大型构件的加工尺寸精度的关键。焊接变形控制一般有以下几种方法：

( U8 s3 L; l! @. }2 l# |1 E k& h0 z

　　(1)不对称构件挠曲变形控制

* h; }7 C X# i8 b C2 G

　　①焊缝平衡控制法:合理分布焊缝的截面积，制定科学的焊接顺序，减少矫正工作量；

7 D' d# P, z! E" s; Y: l4 R

　　②辅助矫正控制法：进行不对称构件焊缝挠曲度变形计算，根据计算结果制定不对称构件焊接工艺。

4 n7 {+ F& M4 ^+ P- i& x

　　(2)焊接角变形的控制

, P7 R3 d" u! ]0 Z/ z9 X& \5 S 4 p1 ?$ B; o, \$ m' m' R' D$ Y1 d

　　①反变形控制法：计算T形接头焊后角变形值，根据计算结果制定箱形结构焊接加工工艺；

5 e* C- J1 Y$ S8 Y% z! b 5 ^+ K* ^2 z' u4 m+ D+ q$ M

　　②角变形平衡控制法：采用平衡焊接法焊接坡口焊缝，用火焰加热方法进行相关矫正。

　　(3)焊接收缩变形控制

$ ?0 ]# |" \0 j: z

　　①构件拼接收缩变形的控制：先对拼接时横向焊缝收缩余量进行计算，根据计算结果预留拼接收缩余量。

　　②构件截面尺寸收缩变形的控制：计算对接或T形接头横向收缩变形值，装配前预留焊接收缩余量。

) a9 i5 C" `8 H" s) H' R4 P

　　11超声波相控阵和TOFD检测技术

" g- ` a- h- I6 ]$ B/ l& S; R* [

　　随着电子技术特别是微电子技术、计算机技术以及超声波换能技术的高速发展，近年来出现的超声波相控阵和TOFD检测技术已成为超声波探伤发展的趋势。

# Y. q& G" s: O y) Y / d# A T0 Y, N: D3 |. U

　　超声波相控阵,是在一个探头中集成了多个晶片(如32、64、128个)，每个晶片的激发时间可以单独调节，通过控制声束轴线和焦点等参数组成换能器晶片阵列达到对焊缝全截面的扫查。

! P( p1 X, _# k

　　而TOFD(衍射时差法)检测是一种依靠从待检试件内部结构(主要是指缺陷)的“端角”和“端点”处得到的衍射能量来检测缺陷的方法，采用一发一收两个宽带窄脉冲探头进行检测，探头相对于焊缝中心线对称布置。发射探头产生非聚焦纵波波束以一定角度入射到被检工件中，其中部分波束沿近表面传播被接收探头接收，部分波束经底面反射后被接收探头接收。接收探头通过接收缺陷尖端的衍射信号及其时差来确定缺陷的位置和自身高度。

　　基于相控阵技术，可实现对焊缝的A、B、C以及S扫描，通过与TOFD检测相结合，可以得到焊缝缺陷比较完整的三维成像信息，典型的探伤界面。在一般的情况下，该方法的检测结果可以替代射线成像，而且定位更准确，国内航空及核工业已有使用，效果很好，在西气东输工程中，超声相控阵检测技术在输油管线连接焊缝的检测上发挥了重要作用，但由于设备价格昂贵，因此在建筑钢结构焊接检测中广泛应用，还有待时日。

8 E+ \) B" |1 |, L/ B% _6 O- s

　　结束语

7 u* I) V; n. z& |: b3 d& t3 j

　　综上所述，我国建筑钢结构的焊接技术已有了长足进步和发展，在物理、化学、冶金、材料、电子、计算机、自动控制等学科迅猛发展的今天，随着新技术、新材料、新设备、新工艺的不断涌现，我国建筑钢结构制造与安装的焊接新技术，必将能够更快更好的发展，如：新型数字化智能化弧焊逆变电源，激光焊接与切割，超高压电子束焊接，焊接机器人系统，钢结构生产的4C控制技术，即计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助加工(CAM)、计算机辅助检测(CAT)、计算机辅助评价(CAE)等新技术逐步涉足建筑钢结构领域，其建筑钢结构的焊接技术水平，将会出现崭新的局面。

E& ^5 w4 a) p& t; W; T