專利名稱：-15℃～-35℃環境鋼結構焊接方法
技術領域：
本發明涉及涉及國際專利分類B23K焊接作業裝置或方法，尤其是-15°c _35°C環境鋼結構焊接方法。
背景技術：
公知技術中，隨著建筑鋼結構工程大面積的推廣應用，而局部地區存在低溫等嚴重影響正常作業的環境條件，如就西北地區的氣候條件而言，夏季高溫達35°C，冬季低溫-40°C左右，基本風壓WO = O. 90KN/m2，最大風速52m/s ;鋼結構低溫焊接對焊縫金屬危害的直接表征就是出現裂紋和工作狀態下發生脆斷，控制不好就會導致焊接質量下降甚至造成不安全隱患，因此受到各方面的高度重視。各國施工規范均規定低溫焊接的最低施工溫度，以保證施工質量和結構安全性。如美國AWS Dl. I規定為-18°C，日本JASS6規定為-5°C，英國BS 5135規定為(TC，低於此規定溫度施焊應采取特殊的施工措施。中國《建筑工程冬期施工規程》JGJ 104-97對低碳鋼的規定是_30°C，對低合金鋼的規定是_26°C，并對預熱溫度作了規定，即按鋼種規定一定板厚以下預熱36°C，超過該板厚預熱100 150°C，而這種做法實際上只是對環境溫度的補償。JGJ 81-2002規定為0°C，并具體指出0°C以下施工時應根據使用的鋼材、焊材、工藝方法，制定適當的預熱、后熱、保溫措施，來保證焊接接頭的安全性。在現有技術中，低溫焊接的作業施工方法公開較少，如，專利申請號201110005893公開了低溫環境下鋼結構厚板焊接施工方法，即在O 15°C的低溫環境下，依次進行先預熱、定位焊、再預熱和正式焊接的操作。該技術通過選擇合理的焊材，嚴格控制焊接工藝中的預熱溫度、層間溫度和焊接熱輸入，并對焊完的焊口進行后熱和采用保溫等措施，以避免低溫環境下焊接冷裂紋的產生，特點是焊接接頭具有很大的冷卻速度。雖然以上技術內容尚有待實踐驗證，但聊勝于無；然而，對于氣溫更低的環境下，比如針對中國西北地區冬季漫長而典型低溫低至_15°C -35°C，由于這種情況下鋼結構焊接作業尚未有技術方案公開，現有技術一般只有選擇停止作業，因此仍造成工期的巨大浪費。

發明內容
本發明的目的是提供一種_15°C _35°C環境鋼結構焊接方法，該方法適于冬季低溫寒冷地區典型超低溫環境鋼結構工程焊接連接施工。本發明的發明目的是通過如下技術措施實現的焊接施工工序包括焊接前準備、焊接施工、焊后后熱處理、焊縫檢測以及焊接缺陷處理；其中，焊接前準備包括焊材選擇、焊前清理預熱和確定焊接工藝參數；焊接結束后立即進行焊后后熱處理，后熱溫度 180 230°C，且不小于Ih ;焊后在斷電情況下立即采取應急措施采用棉保溫覆蓋焊縫表面進行保溫緩冷，包裹的保溫巖棉不小于一層，即不小于35mm厚，確保降溫速度不大于10°C /min,即冷卻到0°C的時間不小于20min，保溫巖棉保留到第二天后拆除。
本發明原理在于，一是盡量避免三向應カ狀態下施焊；ニ是努力提高焊接環境和結構構件的實際溫度。從焊エ在特殊氣候條件下施工的培訓、焊材的選擇、エ藝方法中預熱、后熱、保溫措施等整個施工過程。質量主要控制點為焊接冷卻過程中800 500°C區間內的冷卻速度，冷卻速度太快將使焊縫和熱影響區產生馬氏體脆性組織，冷卻速度太慢將使熱影響區過熱而產生粗大脆性的側板條鐵素體組織，在較大焊接應カ的作用下易于在焊后立即或延遲產生裂紋。在冬季低溫環境下施焊將使冷卻速度加快，提高了焊縫的結晶速度，同時也提高了弾、塑性變形速度，即提高了焊縫結晶期間的應變增長率，導致熱裂紋傾向増大。焊接裂紋敏感性加劇，對防止裂紋產生的各項技術措施要求比常溫焊接時更為嚴格，而正如背景技術部分所描述的，現有技術中未能給出有效地控制焊后冷卻速度之技木。本發明的有益效果是適于-15°C _35°C環境下鋼結構焊接施工，通過對焊接材料的選擇、加熱帶預熱處理、焊接完成后熱緩冷等エ序和焊接エ藝參數的調整等措施，解決了超低溫環境下鋼結構焊接施工的技術難題，節能環保，操作方便，易于普及和規范，保障焊接作業的エ效和質量。


圖I是本發明實施例I中的焊接施工エ序不意圖
具體實施例方式本發明中，參加低溫，尤其是-15°c -35°c，或簡稱負溫環境下焊接施工的焊エ應經過負溫焊接エ藝培訓，考試合格，方能參加負溫焊接施工。焊接施工エ序包括焊接前準備、焊接施工、焊后后熱處理、焊縫檢測以及焊接缺陷處理；其中，焊接前準備包括焊材選擇、焊前清理預熱和確定焊接エ藝參數；焊接結束后立即進行焊后后熱處理，后熱溫度180 230°C，且不小于Ih ;焊后在斷電情況下立即采取應急措施采用棉保溫覆蓋焊縫表面進行保溫緩冷，包裹的保溫巖棉不小于ー層，即不小于35mm厚,確保降溫速度不大于10で/min,即冷卻到0で的時間不小于20min,保溫巖棉保留到第二天后拆除。具體步驟包括I)焊接前準備；A、焊材選擇；焊接材料為低氫型焊條，烘培溫度為350 380°C，烘干時間為
I.5 2h，烘干后應緩冷并放置于110 120°C的保溫箱中待用；B、焊前清理焊接處坡ロ，焊前對構件采用電加熱帶在100 120°C溫度下預熱；
C、確定焊接エ藝參數；全位置焊焊接規范參數選用表
權利要求
1.-15°c -35°C環境鋼結構焊接方法，其特征是焊接施工エ序包括焊接前準備、焊接施工、焊后后熱處理、焊縫檢測以及焊接缺陷處理；其中，焊接前準備包括焊材選擇、焊前清理預熱和確定焊接エ藝參數；焊接結束后立即進行焊后后熱處理，后熱溫度180 230°C，且不小于Ih ;焊后在斷電情況下立即采取應急措施采用棉保溫覆蓋焊縫表面進行保溫緩冷，包裹的保溫巖棉不小于ー層，即不小于35mm厚，確保降溫速度不大于10°C /min,即冷卻到0°C的時間不小于20min，保溫巖棉保留到第二天后拆除。
2.如權利要求I所述的_15°C _35°C環境鋼結構焊接方法，其特征在于，具體步驟包括 .1)焊接前準備； A、保溫操作棚預制準備，施工過程中保溫棚內溫度不低于-15°C ； A、焊材選擇；焊接材料為低氫型焊條，烘培溫度為350 380°C，烘干時間為I.5 2h，烘干后應緩冷并放置于110 120°C的保溫箱中待用； B、焊前清理焊接處坡ロ，焊前對構件采用電加熱帶在100 120°C溫度下預熱； C、確定焊接エ藝參數； 全位置焊焊接規范參數選用表
3.如權利要求I所述的_15°C _35°C環境鋼結構焊接方法，其特征在于，焊接材料為低氫型焊條E5016，焊接材料領用時應置于保溫筒中，烘干后的低氫型焊條在保溫筒中放置時間超過4h應重新烘干，且焊條重復烘干次數不宜超過2次；受潮焊條不得使用。
4.如權利要求I所述的_15°C _35°C環境鋼結構焊接方法，其特征在于，在焊接前準備工序中，安裝保溫操作棚作為安裝操作平臺，施工過程中保溫棚內溫度不低于-15°C ;預制保溫操作棚以角鋼或槽鋼為骨架，外用棉被、毛氈包覆。
5.如權利要求I所述的_15°C _35°C環境鋼結構焊接方法，其特征在于，在焊接前準備工序中，所述焊前清理預熱 A、焊接前，應認真清除焊接坡口處表面的積雪、結冰或結露水、氧化皮、銹、油污等雜物； B、根據焊接工藝評定試驗，鋼管達到預熱溫度用時約20分鐘，因此在焊前O.5 I小時開始進行預熱，達到溫度后通過電腦控制器轉入保溫狀態。
6.如權利要求I所述的_15°C _35°C環境鋼結構焊接方法，其特征在于，焊前采用電加熱帶預熱提高構件焊前溫度、降低焊接過程和焊后冷卻速度；預熱溫度結合相應規范要求和焊接工藝評定要求，控制在100 120°C ;并在焊接過程中不斷電，始終保持通電加熱狀態；現場用電腦溫控箱控制系統控制溫度，操作前在焊縫兩側剖口上用紅外或接觸式測溫儀進行測量，確保滿足設定溫控。
全文摘要
-15℃～-35℃環境鋼結構焊接方法，焊接施工工序包括焊接前準備、焊接施工、焊后后熱處理、焊縫檢測以及焊接缺陷處理；其中，焊接前準備包括焊材選擇、焊前清理預熱和確定焊接工藝參數；焊接結束后立即進行焊后后熱處理，后熱溫度180～230℃，且不小于1h；焊后在斷電情況下立即采取應急措施采用棉保溫覆蓋焊縫表面進行保溫緩冷，包裹的保溫巖棉不小于一層，即不小于35mm厚，確保降溫速度不大于10℃/min，即冷卻到0℃的時間不小于20min，保溫巖棉保留到第二天后拆除。解決了超低溫環境下鋼結構焊接施工的技術難題，節能環保，操作方便，易于普及和規范，保障焊接作業的工效和質量。
文檔編號B23K9/23GK102615381SQ20121009722
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月5日 優先權日2012年4月5日
發明者于佳, 盧江華, 周洪亮, 李春生, 李自強, 武強, 段海濱, 殷波, 繆建國, 葛雷, 蔡海峰, 趙歡歡, 顧浩 申請人:永升建設集團有限公司