箱型梁焊接工艺.docx
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箱型梁焊接工艺
箱 形 （梁）柱 制 作 工 艺
学院:
机电学院
班级：
1001班
姓名：
杨鹏
学号：
10221025
指导教师：
邢书明
摘要:
箱形柱是由四块板组成管状承重结构，一般为矩形或方形。
因其刚性大，自重轻，强度高，中间还可以灌注混凝土，形成特殊、紧箍式混凝土－钢柱结构，具有良好的承载轴力、弯矩和抵抗水平力的性能，在高层、超高层建筑中广泛采用。
该结构构件在柱－梁连接的部位，柱内设加筋隔板，因其工艺复杂，焊接熔敷金属量大，隔板处需采用电渣焊（SES），焊接变形不易控制，施工工艺难度较大，必须认真对待。
关键词:
焊接、电渣焊、箱型柱、
（一）电渣焊原理：
熔嘴电渣焊是用细直径冷拔无缝钢管外涂药皮制成的管焊条作为熔嘴，焊丝在管内送进。
焊接时，将焊管条插入由被焊钢板形成的缝槽内，电弧将焊剂溶化成熔渣池，电流使熔渣温度超过钢材的熔点，从而熔化焊丝和钢板边缘，构成一条堆积的焊缝，把被焊钢板连接成整体。
（二）电渣焊特点：
与其它熔化焊相比，电渣焊有以下特点：
（1）当电流通过渣池时，电阻热将整个渣池加热至高温，热源体积较远焊接电弧大，大厚件工件只要留一定装配间隙，便可一接成形，生产率高。
（2）电渣焊一般在垂直或接近垂直的位置焊接，焊接分倾角不大于30度，整个焊接过程中金属熔池上部始终在液体渣池，夹杂物及气体有较充分的时间浮至渣池表面或逸出，故不易产生气孔生夹渣；熔化的金属滴通过一定距离的渣池落至金属，熔池对金属熔有一定的冶金作用，焊缝金属的纯净度较高。
（3）调整焊接电流或焊接电压，可在较大范围内调节金属熔池的熔宽和熔深，这一方面可以调节焊缝的成形系数，以防止焊缝中产生热裂纹。
另一方面还可以调节母材在焊缝中的比例，从而控制焊缝的化学成分和力学性能。
（4）电渣焊渣池体积大，高温停留时间长，加热及冷却速度缓慢，焊接中、高碳钢及合金钢时，不易出现淬硬组织，冷却纹的倾向较小。
如规范选择适当，可不预热焊接。
（5）由于加热及冷却速度缓慢，高温停留时间较长，焊缝及热影响区晶粒易长大并产生魏氏组织，因此焊后应进行退火加回火热处理，以细化晶粒，提高冲击韧性，消除焊接应力。
（三）电渣焊的分类
电渣焊一般根据所采用的电极种类进行分类
电渣焊
带 极 电 渣 堆 焊
接 触 电 渣 焊
管 状 熔 嘴 电 渣 焊
板 状 熔 嘴 电 渣 焊
丝 极 电 渣 焊
板 极 电 渣 焊
熔嘴电渣焊
电渣焊分类图
（四）电渣焊的焊接材料
电渣焊用焊丝、焊剂推荐表见下表1
钢号
电极材料
焊剂
注
10、Q235A
H10MnA
电渣焊接低合金结构钢时、应优先采用HJ360焊剂
20、25、20g、20R、22g
H10Mn2
Q235-A·F
H10MnSi
35、ZG35
H10MnA
16Mn、16MnCu、16MnRe、
16MnC、16Mng、16MnR
δ≤60mm
H10Mn2、H10MnSi
HJ360
δ≤60mm
H08MnMoA、H10MnMo
15MnV、15MnVg、
15MnVR、15MnTi
H08MnMoA
H10MnMo
表1 各钢种电渣焊的焊接材料推荐表
引弧剂采用YF－151或自制铁砂。
熔嘴用XFH·SES－1X或用无缝钢管自制涂药皮。
（五）电渣焊设备
采用ZH－1250电渣焊机。
主要技术参数见表2。
表2 主要技术参数
型号技术参数
ZH－1250
额定电流
1250A
电流调节范围
250A－1250A
电压调节范围
30V－48V
负载持续率
100%
机头调节距离
X:
100mmY:
100mmZ:
140mm
机头绕X轴转角
±90°
机头绕Y轴转角
±45°
机头绕Z轴转角
360°
电渣焊缺陷及防止措施
电渣焊缺陷及防止错施参见表3
表3 电渣焊缺陷及防止措施
序号
缺陷名称
缺陷特征
产生原因
防止措施
1
成形不良
表面不光滑
表面高低不平
表面凹凸严重
焊缝冷却太快
模块间隙装配不定
模块有熔蚀状态
调整模块出水温度2。
轻微震动模块使之贴紧
3．加强水流量
2
焊瘤
溢出焊缝的多
余部分点状金属物
片状金属物
堆状金属物
模块局部密封性差
模块较大面积不密封
模块被熔蚀
可轻微鎚击使之密封
采用石棉绳或耐火泥堵塞
加强水流量
采用夹具夹紧模块
3
气孔
园形或椭园形
单个存在
密集蜂窝状
前者氢气孔、后者CO气孔
多为氢气孔，有水份入
多为CO气孔，工作及焊丝不清结有大量氧化物进入熔池
除尽工件及焊丝铁锈、油污
严格干燥焊剂
采用含硅焊丝
4
夹渣
表面渣
中心渣
周边渣
熔池温度不均匀形成快
熔池浅金属熔化不充分
熔池深金属熔化不充分
适当摆动焊丝
添加焊剂提高渣池深度
降低渣池深度适当增大电流和电压
5
未焊透
焊缝表面
焊缝中间
模块温度低、电流小电压低焊丝未摆动
送丝速度太快，冷凝成型时间大于电流熔蚀时间
大焊接电流或焊丝摆动
提高渣池深度、增加渣池温度
减慢送丝速度、降低冷却水流量
6
未熔合
表面未熔合
中心未熔合
电流太小，送丝速度太快
模块水温太低、流量太大
渣池太浅、熔池温度太低
增大电流、降低送丝速度
降低水流量、检查水温
增加渣池深度、同时摆动焊丝
7
热裂纹
放射裂纹
表面裂纹
中心裂纹
存在低熔点化合物
工件淬硬性大、冷却太快
工件刚性大，内应力大
清结干燥焊剂，降低S、P含量
选用抗裂性好的焊丝
加入脱S、P的化学元素
降低工件的内应力
8
冷裂纹
焊缝与母材交界处
纵向裂纹
横向裂纹
工件约束力大、焊缝不能收缩
工件结构复杂、刚性大
焊缝中存在气孔、未焊透等缺陷
降低工件的约束力、改造接头形式
降低工件刚性，采取预热、缓冷措施
调整工艺参数消除工件缺陷
箱形梁（柱）小孔熔嘴电渣焊工艺
工件简图
（二）焊接材料
一般箱形当（柱）材料为：
Q235，Q345。
焊丝为：
Q235－08A，Q235－H08MnA，Q345－H10Mn2A。
焊剂为：
HJ431，SJ101，H152等。
引弧剂为：
YF－150或自制铁丸。
熔嘴为：
XTH·SES－1X或用无缝钢管涂药皮。
（三）焊前准备
坡口按图7执行
2、钻孔（上、下）要求在焊缝的正中位置，孔径≥20mm。
3、形板应与侧板隔板紧贴，一般情况下，成形板要求机械加工。
若隔板小于16mm，成形板应加垫板，如图8所示
4、熔嘴按要求烘干。
熔嘴要夹持紧，熔嘴尽可能在焊缝中心。
5、伸出长度一般在20mm左右。
6、熔嘴长度＝焊缝长度＋150~200mm。
（四）焊接参数
表4焊接参数
板厚
装配间隙
熔嘴直径
焊接电压
焊接电流
12~18
20
φ8~φ10
30~36
200~300
20~30
25~30
φ10~φ12
38~42
300~450
32~60
30
φ12
38~46
500~600
（五）操作步骤
1安装引弧槽、2熄弧槽、3安装熔嘴、4手动送焊丝 、 5放入引弧剂、
6引弧建渣池、7正常焊接、 8收弧。
（六）注意事项
1、在焊接过程中，应根据熔池情况补充少量焊剂。
2、焊接过程中，如出现异常有断弧的可能，调整熔嘴的高度。
3、随时观察熔嘴是否在焊缝中心，随时进行调整，以免熔嘴侧壁短路，造成断弧。
4、随时观察侧板的红热状态，如有异常，随时进行规范参数的调整。
（七）参考文献
1.电弧焊及电渣焊：
姜焕中主编，机械工业出版社，1988
2.电弧焊：
周玉生主编，机械工业出版社，1994
3.实用焊接手册：
北京市技术协作委员会编，水利电力出版社，1985
4.焊接手册：
美国焊接学会编，机械工业出版社，1988
5.现代焊接方法与设备：
吴志强主编，机械工程师进修大学出版社，1989
6.压力焊：
赵熹华主编，机械工业出版社，1989
7.埋弧焊：
陈淦方编著，机械工业出版社，1985
8.气体保护焊工艺：
殷树言等编，哈尔滨工业大学出版社，1989
9.焊接方法与设备：
周兴中主编，机械工业出版社，1990
10.金属结构的电弧焊：
天津大学编，机械工业出版社，1993
11.电子控制的弧焊电源：
黄石生编，机械工业出版社，1991
12.弧焊设备的使用与维护：
黄国定编，机械工业出版社，1989
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