程登，張發(fā)榮，李正，沈燦，王笛

1.湖北精工鋼結(jié)構(gòu)有限公司 湖北武漢 430000

2.浙江精工鋼結(jié)構(gòu)有限公司 浙江紹興 312030

1 序言

電渣焊是從20世紀(jì)60年代開(kāi)始應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的熔化焊方法，在建筑鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用于箱形梁、柱內(nèi)部隔板與面板之間的連接焊縫[1]。經(jīng)過(guò)幾十年的應(yīng)用與發(fā)展，常規(guī)電渣焊在技術(shù)日趨成熟的同時(shí)其弊端也突顯出來(lái)。由于電渣焊技術(shù)的相對(duì)滯后，極大地制約了箱形構(gòu)件的生產(chǎn)產(chǎn)能，所以為了解決日益增長(zhǎng)的生產(chǎn)需求與落后生產(chǎn)技術(shù)之間這一矛盾，對(duì)現(xiàn)有箱形構(gòu)件組裝順序和電渣焊工藝進(jìn)行研究并改進(jìn)，最終提高了電渣焊的生產(chǎn)效率及焊縫合格率。電渣焊焊接實(shí)物及原理如圖1、圖2所示。

圖1 電渣焊焊接實(shí)物

圖2 電渣焊原理示意

2 改進(jìn)技術(shù)點(diǎn)及實(shí)施

2.1 電渣焊焊接腹板上的圓孔改方孔

常規(guī)電渣焊腹板上為圓孔，由于隔板的電渣焊道為方形，隔板焊道與箱形腹板之間會(huì)存在死角（見(jiàn)圖3），所以焊接過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致焊渣無(wú)法浮出，造成焊縫出現(xiàn)夾渣缺陷；另外，鉆圓孔是在箱形主焊縫埋弧焊焊接完成后進(jìn)行的，在焊后需要對(duì)電渣焊熄弧及引弧位置箱形主體焊縫進(jìn)行補(bǔ)焊，這會(huì)導(dǎo)致埋弧焊外觀產(chǎn)生缺陷[2]。

基于以上原因，將箱形腹板上電渣焊孔按電渣焊焊道大小開(kāi)設(shè)方孔，即可有效避免因死角導(dǎo)致電渣焊焊接夾渣問(wèn)題。另外，由于焊接流程的更改，電渣焊引弧及熄弧缺陷在箱形主體焊縫焊接之前即可清除掉，避免了箱形制作完成后對(duì)主焊縫的修補(bǔ)。經(jīng)過(guò)多年的工程實(shí)踐，證明焊接流程改進(jìn)后運(yùn)行良好。改進(jìn)前后施工工藝流程對(duì)比如圖4所示。

圖4 改進(jìn)前后施工工藝流程對(duì)比

2.2 電渣焊實(shí)用范圍的擴(kuò)大

當(dāng)設(shè)計(jì)內(nèi)隔板厚度不足16mm時(shí)，會(huì)使電渣焊熔嘴管（熔嘴常規(guī)直徑16mm）無(wú)法正常送入坡口內(nèi)進(jìn)行焊接。因此，通常情況下當(dāng)箱形內(nèi)隔板厚度≤16mm時(shí)，無(wú)法采用電渣焊，只能采用隔板三面焊接或?qū)?nèi)隔板與箱形蓋板之間采用塞焊焊接，針對(duì)此問(wèn)題提出了如下解決方案。

在出現(xiàn)電渣焊隔板較薄無(wú)法焊接時(shí)，通過(guò)增加內(nèi)隔板厚度來(lái)加大電渣焊坡口間隙尺寸。即將內(nèi)隔板與襯板之間增加一塊適當(dāng)厚度的墊板（墊板材質(zhì)同主材保持一致）[3]，來(lái)加大電渣焊坡口的尺寸，如圖5所示。采用加墊板工藝時(shí)，應(yīng)確保內(nèi)隔板上裝襯墊板的裝配質(zhì)量，防止相互之間過(guò)大的間隙，使焊縫金屬外流。

圖5 內(nèi)隔板厚度較薄的電渣焊坡口裝配

2.3 玻璃纖維帶應(yīng)用技術(shù)

內(nèi)隔板上裝配襯條板產(chǎn)生的缺陷和裝配箱形時(shí)的誤差，將會(huì)造成后續(xù)電渣焊時(shí)的漏渣，導(dǎo)致電渣焊過(guò)程終斷，焊縫質(zhì)量難以保證。對(duì)此在內(nèi)隔板上裝配電渣焊襯條板時(shí)要求襯板面與隔板、襯板面與壁板接觸間隙縫必需＜1mm[2]，以防止電渣焊過(guò)程中的漏渣現(xiàn)象。電渣焊襯板裝配時(shí)常見(jiàn)的缺陷如圖6所示。

圖6 隔板裝配襯條板缺陷對(duì)電渣焊質(zhì)量影響示意

目前，行業(yè)內(nèi)電渣焊焊接時(shí)為了防止電渣焊熔池泄漏問(wèn)題，采用將電渣焊焊接夾板條校平后采用銑床銑平后再使用的方法來(lái)解決這一情況[2]。此種方式不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，極大地制約電渣焊的焊接效率，且無(wú)法解決因箱形面板變形而造成電渣焊焊縫漏液的情況。

基于以上原因，使用了一種寬度20mm、厚度3mm的柔性玻璃纖維帶，并采用雙面膠固定在夾板條與箱形面板的接觸面上形成柔性?shī)A層，以此來(lái)解決電渣焊夾板條及箱形面板不平的問(wèn)題。采用此方法不僅優(yōu)化了電渣焊的焊接工序，也大大降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。

改進(jìn)實(shí)施關(guān)鍵步驟如下。

第一步：將電渣焊夾板條下料并進(jìn)行校平處理（見(jiàn)圖7），無(wú)需銑平處理，校平完成后直接送入下道工序進(jìn)行箱形內(nèi)隔板上夾板條組對(duì)（見(jiàn)圖8）。

圖7 夾板條校平

圖8 電渣焊縫隔板上夾板條組對(duì)

第二步：槽型組立及玻璃纖維帶的粘貼（見(jiàn)圖9、圖10）。將電渣焊隔板與箱形下翼緣板、腹板組立，并采用氣體保護(hù)焊方法焊接隔板與箱形腹板之間的角焊縫；再將夾板條與箱形蓋板接觸面加設(shè)玻璃纖維帶，玻璃纖維帶采用雙面膠進(jìn)行固定。

圖9 槽形組立

圖10 玻璃纖維帶加設(shè)

第三步：組立箱形蓋板，將箱形轉(zhuǎn)入電渣焊工序進(jìn)行焊接（見(jiàn)圖11）。焊接時(shí)選用型號(hào)為ER50-6、φ1.6mm焊絲配HF-600電渣焊焊劑[4]。焊縫完成后進(jìn)行超聲波檢測(cè)。

圖11 電渣焊焊接

3 試驗(yàn)及接頭性能檢測(cè)

為了保證以上改進(jìn)及革新能夠滿足電渣焊接頭的各項(xiàng)力學(xué)性能要求，在各項(xiàng)改進(jìn)實(shí)際應(yīng)用之前，對(duì)電渣焊接頭進(jìn)行焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)。

3.1 電渣焊試驗(yàn)

試驗(yàn)采用板厚25mm、長(zhǎng)度600mm的Q355C板材，焊接材料選用型號(hào)為ER50-6、φ1.6mm焊絲配HF-600電渣焊焊劑，焊接設(shè)備選用常規(guī)熔嘴電渣焊機(jī)。

為了保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性、客觀性，電渣焊試板的加工工藝、試驗(yàn)接頭形式、焊接過(guò)程、焊接環(huán)境均與實(shí)際工程保持一致。試驗(yàn)接頭平面示意如圖12所示，試件焊接如圖13所示。

圖12 試驗(yàn)接頭平面示意

圖13 試件焊接

3.2 檢測(cè)結(jié)果

試件制作完成后送第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)，按照焊接規(guī)范中焊接工藝評(píng)定試件檢測(cè)相關(guān)要求，對(duì)電渣焊試件進(jìn)行了UT、硬度、宏觀腐蝕等項(xiàng)目的檢測(cè)[5]。從檢測(cè)報(bào)告相關(guān)數(shù)據(jù)看，其各項(xiàng)性能均符合相關(guān)規(guī)范要求，接頭宏觀斷面如圖14所示。

圖14 接頭宏觀斷面

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)試驗(yàn)及實(shí)際工程應(yīng)用，對(duì)電渣焊的組立、焊接等傳統(tǒng)工藝進(jìn)行改進(jìn)及革新，縮短了箱形構(gòu)件的生產(chǎn)周期，加大了電渣焊的使用范圍，提高了電渣焊的一次合格率。本文的改進(jìn)與優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)，可為同行業(yè)箱形結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)提供借鑒。