专利名称：异形空间箱型钢构件对接焊施工方法
技术领域：
本发明涉及建筑施工领域，特别涉及一种异形空间箱型钢结构对接焊施工方法。
背景技术：
对于超长的箱型钢构件，通常是分段制作后再进行对接焊接。请参见图1，其为一 种箱型钢构件的截面示意图，此箱型钢构件由上翼板11、下翼板12和两侧板13组成箱体， 且为了加强结构强度，在上翼板11和下翼板12上焊接有纵向的肋板14。然而，这种箱型钢 构件在对接焊的时候存在着一些问题
1、在焊接时，由于箱型构件结构较为复杂，内部肋板众多，对接时需要焊接的部分也较 多，因而构件会容易因为受到加热而产生应力变形，而当构件冷却后，因加热而产生的应力 却往往无法完全释放出来，残留在构件中形成残余应力，造成构件局部变形，导致构件的整 体形状走样。2、在焊接下翼板11部分时，由于其外表面朝下，需要采用仰焊的方式，因而下翼 板11部分的焊液容易流到箱体外部，造成焊接位置不平整。
发明内容
本发明的目的是提供一种异形空间箱型钢构件对接焊施工方法，以解决箱型钢构 件对接焊时容易变形、焊接位置不平整的问题。本发明提出一种异形空间箱型钢构件对接焊施工方法，包括以下步骤(1)在焊 接位置的上翼板上开设至少一工艺孔。(2)将两段钢构件对接。(3)从工艺孔进入钢构件 的箱体内部，并采取分段对称焊的方式，对下翼板、肋板的对接位置进行焊接。(4)在钢构件 的箱体外部采用对称焊的方式，对侧板的对接位置进行焊接。(5)在工艺孔上焊接盖板。依照本发明较佳实施例所述的异形空间箱型钢构件对接焊施工方法，在对两段钢 构件的下翼板的对接位置进行焊接之前包括步骤在下翼板焊接位置的底部加垫铜垫板。依照本发明较佳实施例所述的异形空间箱型钢构件对接焊施工方法，将两段钢构 件对接时具体包括以下步骤(1)在两段钢构件上分别设置连接板。(2)将两段钢构件拼接 在一起，并校正。(3 )将两段钢构件上的连接板焊接在一起。依照本发明较佳实施例所述的异形空间箱型钢构件对接焊施工方法，将两段钢构 件对接之前还包括步骤在两段钢构件的接口位置分别定位焊接马板。将两段钢构件对接 时具体为利用马板将两段钢构件对接，并确保对接位置吻合。依照本发明较佳实施例所述的异形空间箱型钢构件对接焊施工方法，在工艺孔上 焊接盖板之前还包括步骤在侧板上开设至少一侧孔。在工艺孔上焊接盖板之后还包括步 骤从侧孔进入钢构件的箱体内部，并对工艺孔位置的对接肋板进行焊接。依照本发明较佳实施例所述的异形空间箱型钢构件对接焊施工方法，在两段钢构 件的对接位置进行焊接之前还包括步骤对两段钢构件的对接位置进行预热。依照本发明较佳实施例所述的异形空间箱型钢构件对接焊施工方法，采用氧一乙炔中性火焰作为热源进行预热。依照本发明较佳实施例所述的异形空间箱型钢构件对接焊施工方法，对两段钢构 件进行对接焊时，将焊缝间的层间温度控制在85°c — 110°C之间。依照本发明较佳实施例所述的异形空间箱型钢构件对接焊施工方法，对两段钢构 件进行对接焊之后还包括步骤对焊缝进行后热处理，后热温度为200°C 250°C。依照本发明较佳实施例所述的异形空间箱型钢构件对接焊施工方法，在下翼板、 肋板焊接完毕之后对焊接位置进行探伤。相对于现有技术，本发明的有益效果是
1、本发明通过对称焊的方式，使两段钢构件对接位置产生的应力可以相互抵消，有效 避免因此产生的变形，保证了两段钢构件对接位置的平整度以及焊接质量。2、本发明通过在上翼板上开设工艺孔，可以降低内部肋板的焊接难度，有利于提 高焊接质量。3、本发明对下翼板的焊接采用立焊的方式，并配合下翼板底部加设的铜垫板，可 以有效防止焊液流出箱体外部，保证了焊缝的平整度。4、本发明通过在焊接前对焊接位置进行预热，焊接时控制焊缝的层间温度，焊接 后对焊缝进行后热处理，可以有效地消除焊接应力，防止变形以及产生裂缝，提高了焊接质量。5、本发明在两段钢构件对接时借助马板进行校正，并在校正后通过连接板进行固 定，防止焊接过程中出现移位，保证了焊接质量。
图1为一种箱型钢构件的截面示意图2为本发明异形空间箱型钢构件对接焊施工方法的实施例一的流程图； 图3为本发明两段钢构件对接的一种实施例示意图； 图4为图3中2-2位置的剖面图5为本发明异形空间箱型钢构件对接焊施工方法的实施例二的流程图； 图6为本发明两段钢构件利用连接板对接固定的一种实施例示意图； 图7为本发明两段钢构件对接位置的一种实施例截面图； 图8为本发明异形空间箱型钢构件对接焊施工方法的实施例三的流程图； 图9为本发明两段钢构件对接位置的另一种实施例截面图。
具体实施例方式本发明的主要思想是采用对称焊的方式焊接两段箱型钢构件，这样对于同一构 件，所受到的两面焊接应力变形或残余应力，其大小基本相等，方向却相反，故而可以达到 减少甚至消除焊接应力变形或残余应力的效果。以下结合附图具体说明本发明。实施例一
如图2所示，本实施例的异形空间箱型钢构件对接焊施工方法包括以下步骤 S201，在焊接位置的上翼板上开设至少一工艺孔。
S202，将两段钢构件对接。S203，从工艺孔进入钢构件的箱体内部，并采取分段对称焊的方式，对下翼板、肋 板的对接位置进行焊接。S204，在钢构件的箱体外部采用对称焊的方式，对侧板的对接位置进行焊接。S205,在工艺孔上焊接盖板。请结合参见图3和图4，图3是两段钢构件对接的示意图，图4是图3中2-2位置 的剖面图。由图3可以看到，上段钢构件31和下段钢构件32中均布设有许多肋板(包括纵 肋板33和横肋板34)，对接时需要确保上下两段钢构件的肋板位置相对应，可见对接位置 结构复杂，焊接量大，焊接过程中会产生较大的应力。下段钢构件32的上翼板上开设有两 个工艺孔35，工艺孔35的作用是在钢构件对接后，让焊接人员可以进入到钢构件箱体的内 部进行焊接操作。当然，工艺孔35同样也可以开设在上段钢构件31上。由图4可知，当焊接人员从工艺孔35进入到箱体中后，才能方便地对肋板进行焊 接操作。并且还可以对下翼板41进行焊接操作，这样对于下翼板41就可以采用平焊代替 原来的仰焊。因为相对于平焊(焊接时，人在上，板在下，为平焊)，仰焊(焊接时，人在下，板 在上，为仰焊)时对焊液的控制较难，容易造成焊接面不平整，因此本发明的施工方法可以 有效解决对接位置下翼板的平整性问题。此外，图4还绘示出了两段钢构件对接焊的焊接顺序，本发明采用的是对称焊接 的方式，从图4中来看，即采取2个人分段对称焊的方式进行，即先①、②方向上同时焊，再 ③、④方向上同时对称焊。采用这种焊接法在焊接时，构件因为焊接所产生的应力对称分 布，其大小基本相等，方向却相反，可互相抵消，从而保证构件焊接质量。在内部肋板焊接完 毕后，在工艺孔35上焊接盖板42。
实施例二
如图5所示，本实施例的异形空间箱型钢构件对接焊施工方法包括以下步骤 S501，在两段钢构件上分别设置连接板。S502，在两段钢构件的接口位置分别定位焊接马板。S503，在焊接位置的上翼板上开设至少一工艺孔。S504,利用马板将两段钢构件对接，并确保两段钢构件连接吻合。S505，将两段钢构件上的连接板焊接在一起。S506，在下翼板焊接位置的底部加垫铜垫板。S507，对两段钢构件的对接位置进行预热。S508，从工艺孔进入钢构件的箱体内部，并采取分段对称焊的方式，对下翼板、肋 板的对接位置进行焊接。且对接焊时，将焊缝间的层间温度控制在85°C — 110°C之间。S509，在下翼板、肋板焊接完毕之后对焊接位置进行探伤。S510，在钢构件的箱体外部采用对称焊的方式，对侧板的对接位置进行焊接。且对 接焊时，将焊缝间的层间温度控制在85°C— 110°C之间。S511，对焊缝进行后热处理，后热温度为200°c 25(rc。S512，在工艺孔上焊接盖板。与实施例一相比，本实施例包括以下几点区别(1)两段钢构件对接后利用连接板进行固定。如图6所示，上段钢构件61和下段钢构件62上均设置有连接板63，当两段钢构件 对接并校正完毕后，将两块连接板63焊牢，从而可以作为钢构件焊接的加固措施，有效地 防止焊接时产生变形或移动，有利于提高焊接质量。值得注意的是，连接板63可以作为临 时施工措施，在钢构件对接焊接结束后，可将连接板拆除。(2)两段钢构件对接时借助马板校正。如图7所示，在两边的侧板71上各焊接两块马板72，马板72为矩形钢板，马板72 通过预先定位焊接，后进行焊接，使得上翼板73和下翼板41与纵横向肋板保证垂直相交， 从而使两段钢构件对接吻合，同时也可以达到控制钢构件焊接时截面变形量的目的。(3)在下翼板焊接位置的底部加垫铜垫板。如图7所示，在下翼板41底部加垫铜垫板74，由于铜垫板74不易被焊熔，附加铜 垫板74后可阻止焊液随意流出箱体外部，同时，能保证焊缝的平整度。对于上翼板73和 左、右侧板71，由于焊接时采用立焊(焊接人员在箱体外)，焊接时，焊缝可人为控制，不用附 加铜垫板。(4)焊接前对焊接位置进行预热，焊接时控制焊缝的层间温度，焊接后对焊缝进行 后热处理。根据《建筑钢结构焊接技术规程(JGJ81— 2002)》，当板厚大于35mm时，需要对母 材进行焊前预热，常温下预热温度为60°C左右。预热的加热区域应在焊接坡口两侧，宽度 应各为焊件施焊处厚度的1.5倍以上，且不小于100mm;预热温度在焊件反面测量，测温 点应在离电弧经过前的焊接点各方向不小于75mm处；预热热源可以采用氧一乙炔中性火 焰加热。在两段钢构件对接焊前进行预热可以达到以下作用
(1)预热能减缓焊后的冷却速度，有利于焊缝金属中扩散氢的逸出，避免产生氢致裂 纹。同时也减少焊缝及热影响区的淬硬程度，提高了焊接接头的抗裂性。(2)预热可降低焊接应力。均勻地局部预热或整体预热，可以减少焊接区域被焊工 件之间的温度差(也称为温度梯度)。这样，一方面降低了焊接应力，另一方面，降低了焊接 应变速率，有利于避免产生焊接裂纹。(3)预热可以降低焊接结构的拘束度，对降低角接接头的拘束度尤为明显，随着预 热温度的提高，裂纹发生率下降。焊接时控制好层间温度，可避免因为焊缝过热而引起构件变形和构件层间腐蚀。焊接后的后热处理特别适用于寒冷天气，可以有效防止焊缝层间温度变化过大而 产生裂缝。实施例三
如图8所示，本实施例的异形空间箱型钢构件对接焊施工方法包括以下步骤 S801，在焊接位置的上翼板上开设至少一工艺孔。S802，在侧板上开设至少一侧孔。S803，将两段钢构件对接。S804，从工艺孔进入钢构件的箱体内部，并采取分段对称焊的方式，对下翼板、肋 板的对接位置进行焊接。
6
S805，在钢构件的箱体外部采用对称焊的方式，对侧板的对接位置进行焊接。S806，在工艺孔上焊接盖板。S807，从侧孔进入钢构件的箱体内部，并对工艺孔位置的对接肋板进行焊接。与实施例一相比，本实施例的区别是在侧板上开设有侧孔。当钢构件内肋板较多 时，通常在工艺孔位置也会有肋板，而由于工艺孔是最后焊接的，因此导致工艺孔位置的肋 板无法对接焊接。当钢构件的截面长度较大时，为了增强对接位置的衔接强度，有必要对工 艺孔位置的肋板也进行焊接，因而在侧板上开设有侧孔，如图9所示。因为此钢构件的上翼 板91较长，因而开设有三个工艺孔92，侧孔93设置在一边的侧板上，当工艺孔92上焊接盖 板94后，焊接人员从侧孔93进入箱体内部，对盖板下端的肋板95进行对接焊接，焊接结束 后再将盖板96焊接在侧孔93上。本发明的方法，通过在上翼板上开设工艺孔，可以降低内部肋板的焊接难度，有利 于提高焊接质量。并且，通过对称焊的方式，使两段钢构件对接位置产生的应力相互抵消， 可以有效避免因此产生的变形，保证了对接位置的平整度。以上公开的仅为本发明的几个 具体实施例，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本发 明的保护范围内。
权利要求
1.一种异形空间箱型钢构件对接焊施工方法，其特征在于，包括以下步骤在焊接位置的上翼板上开设至少一工艺孔；将两段钢构件对接；从工艺孔进入钢构件的箱体内部，并采取分段对称焊的方式，对下翼板、肋板的对接位 置进行焊接；在钢构件的箱体外部采用对称焊的方式，对侧板的对接位置进行焊接；在工艺孔上焊接盖板。
2.如权利要求1所述的异形空间箱型钢构件对接焊施工方法，其特征在于，在对两段 钢构件的下翼板的对接位置进行焊接之前包括步骤在下翼板焊接位置的底部加垫铜垫 板。
3.如权利要求1所述的异形空间箱型钢构件对接焊施工方法，其特征在于，将两段钢 构件对接时具体包括以下步骤在两段钢构件上分别设置连接板；将两段钢构件拼接在一起，并校正；将两段钢构件上的连接板焊接在一起。
4.如权利要求1所述的异形空间箱型钢构件对接焊施工方法，其特征在于，将两段钢 构件对接之前还包括步骤在两段钢构件的接口位置分别定位焊接马板；将两段钢构件对接时具体为利用马板将两段钢构件对接，并确保对接位置吻合。
5.如权利要求1所述的异形空间箱型钢构件对接焊施工方法，其特征在于，在工艺孔 上焊接盖板之前还包括步骤在侧板上开设至少一侧孔；在工艺孔上焊接盖板之后还包括步骤从侧孔进入钢构件的箱体内部，并对工艺孔位 置的对接肋板进行焊接。
6.如权利要求1所述的异形空间箱型钢构件对接焊施工方法，其特征在于，在两段钢 构件的对接位置进行焊接之前还包括步骤对两段钢构件的对接位置进行预热。
7.如权利要求6所述的异形空间箱型钢构件对接焊施工方法，其特征在于，采用氧一 乙炔中性火焰作为热源进行预热。
8.如权利要求1所述的异形空间箱型钢构件对接焊施工方法，其特征在于，对两段钢 构件进行对接焊时，将焊缝间的层间温度控制在85°C — 110°C之间。
9.如权利要求1所述的异形空间箱型钢构件对接焊施工方法，其特征在于，对两段钢 构件进行对接焊之后还包括步骤对焊缝进行后热处理，后热温度为200°C 250°C。
10.如权利要求1所述的异形空间箱型钢构件对接焊施工方法，其特征在于，在下翼 板、肋板焊接完毕之后对焊接位置进行探伤。
全文摘要
本发明提出一种异形空间箱型钢构件对接焊施工方法，包括以下步骤(1)在焊接位置的上翼板上开设至少一工艺孔。(2)将两段钢构件对接。(3)从工艺孔进入钢构件的箱体内部，并采取分段对称焊的方式，对下翼板、肋板的对接位置进行焊接。(4)在钢构件的箱体外部采用对称焊的方式，对侧板的对接位置进行焊接。(5)在工艺孔上焊接盖板。本发明的施工方法操作方便，且通过本发明的施工方法，可以有效地消除焊接应力，提高焊接质量。
文档编号B23K31/00GK102091877SQ20101059848
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月21日 优先权日2010年12月21日
发明者唐峰, 唐际宇, 戈祥林, 李钦兴, 杨啸磊, 蔡玉龙, 霍福金, 黄贵 申请人:中国建筑第八工程局有限公司