高強鋼（Q420B）復雜結構焊接【摘要】轉換桁架專屬高強鋼系列，結構復雜、材質特殊、自重大、質量要求高，施工過程中要結合本公司具備的硬件設施及技術條件，制定出切合實際的施工方案，才能保證其焊接質量。本篇文章以國泰藝術中心工程轉換桁架為例，針對高強鋼（Q420B）復雜結構的特點，對焊接施工過程中所需要重點關注的一些問題進行了詳細的分析，并且針對這些問題提出了一定的參考性建議，以期為其他輕鋼結構廠房在建設過程中提供一定的參考。【關鍵詞】高強鋼；轉換架；焊接工藝；質量；安全1基本概況國泰藝術中心工程轉換桁架（共四棉），在整個結構體系里面支撐上部荷載，屬于重要性結構構件，桁加上下弦桿材料主要采用Q420B，腹桿材料主要為Q420B和Q345B。板件厚度為16mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、50mm。現場焊縫以對接焊縫為主，日字形截面對接7處（單個接頭焊縫量8.8m）；箱形截面對接20處（單個接頭焊縫量4.1m），腹桿對接90處（單個接頭焊縫量1.6m）；H形截面對接12處（單個接頭焊縫量0.9m），現場焊縫總長度約300m。設計圖紙要求現場對接焊縫質量等級為一級。由于Q420B材料比較特殊，板件厚度較厚，焊接難度和焊接變形較大，焊接過程中要重點考慮減小焊接應力和焊接變形。2轉換桁架的結構形式轉換桁架1結構形式見如下ZHGHJ1示意圖如下：3轉換桁架組裝工藝桁架組裝按吊裝方案采用立拼，順序為：桁架上、下弦桿組對-下弦桿安裝-直腹桿（含兩端臨時支撐）安裝-斜腹桿安裝-桁架上弦桿安裝。斜腹桿1在地面不組對，待桁架起吊與空中牛腳組對完畢后，去掉接口處臨時支撐再組對。4施焊工藝流程及控制4.1焊接方法、焊材選用及溫度控制在施工前，根據結構材料和坡口形式進行了焊接工藝評定，編制焊接工藝卡，采用二氧化碳氣體保護焊（GMAW）進行焊接。焊材匹配：Q420B選用GB/TER55-G（CHW-60C）何1.2；Q345B選用GB/TER50-3(CHW-50C3)/中1.2。溫度控制：預熱溫度150?200°C；層間溫度150?200°C；焊后熱處理：200?350°C/2h。（詳見工藝評定）4.2桁架現場焊接接頭分布及組裝焊接順序桁架的組裝焊接順序為：弦桿組對-弦桿焊接-組裝直腹桿-組裝斜腹桿一腹桿焊接。4.3弦桿的接頭處焊接順序以及施焊措施桁架弦桿現場接頭處截面為箱形和日字形，由于材料特殊、板較厚，焊接后對整體產生較大的變形和焊接應力，因此弦桿接頭處焊接時采取對稱焊接、調整局部焊接順序、構件加固和焊后消除應力的辦法來保證焊接質量。4.3.1日字形構件接頭處焊接順序日字形弦桿的接頭處焊接順序：中腹板的對接焊縫焊接-翼緣板對接焊縫焊接-中腹板與上翼緣T接焊縫焊接-側腹板與翼緣的T形角接焊縫-側腹板對接焊縫的焊接。4.3.2箱形構件接頭處焊接順序箱形構件的接頭處焊接順序：腹板的對接焊縫焊接-下翼緣板對接焊縫焊接-上翼緣板對接焊縫焊接-腹板與翼緣的T形角接焊縫。箱形構件的接頭處各部位的焊接措施同日字形構件焊接。4.4腹桿焊接弦桿焊接完畢后，進行腹桿（除桁架兩端頭的斜腹桿外）的組裝，組裝完畢進行焊接，腹桿接頭焊接點位于上弦下翼緣和下弦上翼緣，整體分布比較均勻，焊接量較大，焊接收縮直接影響桁架的整體高度（H），因此組裝時在桁架的高度方向必須考慮腹桿焊接收縮余量。腹桿整體焊接順序為：先焊接直腹桿然后焊接斜腹桿同時每根腹桿節點焊縫采取兩名焊縫焊工在相對方向同時焊接，防止構件旁彎，使整個桁架收縮變形均勻，防止出現整體扭曲.5施焊工藝要求及質量控制根據國泰藝術中心工程轉換桁架的鋼結構設計的焊縫節點形式、鋼材類別、規格、采用的焊接方法、焊接位置等，制定相應的焊接工藝方案，5.1引弧板設置要求（1） T形接頭、角接接頭和對接接頭主焊縫兩端，必須設置引弧板和引出板，其材質應和被焊母材相同，坡口形式應與被焊焊縫相同；（2） 焊縫引出長度應大于25mm；（3） 引弧板和引出板的寬度應大于50mm，長度為板厚的1.5倍且不小于30mm，厚度不小于6mm。5.2多層焊接質量控制措施（1） 多層焊接應連續施焊，每一焊道焊接完成后及時清理焊渣處理缺陷后方可繼續焊接；（2） 每道焊接必須根據焊接工藝文件控制層間溫度，遇到中斷焊接的情況，應采取適當的后熱和保溫措施，再次焊接時重新預熱溫度應高于初始預熱溫度；（3） 每條焊縫的底層焊道應從被焊板件相交的兩個角落根部施焊，防止根部未熔透。5.3焊接應力消除工藝（1） 焊后采用局部電加熱配合錘擊法進行應力消除；（2）構件焊縫每側面加熱板的寬度至少為鋼板厚度的 3倍，且不小于200mm；（3） 加熱板以外構件兩側宜采用保溫材料適當覆蓋。6焊接作業安全措施（1） 焊接現場應備有防火設備，如砂箱、滅火器、水桶等；（2） 易燃物品應遠離焊接作業點不小于10m，若無法滿足規定的安全距離時，可用阻燃材料將其覆蓋嚴實，防止火星落入。（3） 焊機和線路的帶電體，對地、對外殼都必須有良好的絕緣。7雨季焊接措施（1）轉換桁架的材質為Q420B，焊接作業要求必須連續，由于現場拼裝焊接條件較差，因此在焊接作業過程中務必要做好防雨和防風的措施，保證焊接質量。對于拼裝焊接可以根據其焊接點集中的特點，在需要進行焊接操作的部位設置防雨棚。防雨棚在桁架拼裝完畢后，沿桁架長度方向通長設置；根據拼裝工藝工程的要求防雨棚搭設要求易拆易搭。（2）雨季施焊時使用的焊接材料，應該全部使用烘箱烘焙。焊接材料的存放地應該保證絕對的干燥，對于已經受潮的焊接材料應當作廢處理，嚴禁使用。8試件的檢測焊接完首件，檢查合格后方可進行大批量焊接。（1） 試件的外觀檢驗應符合《建筑鋼結構焊接技術規程》JGJ81-2002中表7.2.3和表7.2.4的要求。（2） 試件的無損檢測。對需熔透的焊接試件，其無損檢測可用射線或超聲波方法進行探傷。射線探傷應符合現行國家標準GB-3233的規定；超聲波探傷應符合國家標準〈鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級〉GB-11345的規定。（3） 試件的機械性能試驗。切取試樣并由具有國家技術質量監督部門認證資質的檢測單位進行檢測試驗；檢測結果應符合相應標準的規定，并由檢測單位出具檢測合格報告書。9結束語技術監督是實現工程質量、工期目標的重要手段，也是質量控制的重要環節。轉換桁架的焊接過程中，制作技術負責人要全程監督，督導各工序的“三檢”制度的落實，監督過程資料及時如實填寫。關鍵工序設置質量控制點，首件應由技術負責人親自檢查等。建