一種圓柱型節(jié)點層狀撕裂修復(fù)技術(shù)在工程中的應(yīng)用

GXF360 2019-11-07

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1.工程節(jié)點概述

我公司承建的某火車站站房鋼結(jié)構(gòu)總用鋼量47000t，其中鋼柱多為圓管柱，圓管柱規(guī)格為φ1400mm×50mm，材質(zhì)Q420GJC-Z15；圓管柱內(nèi)側(cè)有支撐傳力隔板，圓管柱外側(cè)為雙環(huán)形牛腿，板厚均為50mm。單根圓管柱重量為33t，屬于承受力節(jié)點，具體如圖1所示。

農(nóng)村人口眾多，所包含的各種信息和所需要統(tǒng)計的項目也非常多，其中包含基本情況、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、畜牧業(yè)等等，有時也會臨時接到上級統(tǒng)計部門下發(fā)的各種任務(wù)。

2. 層狀撕裂出現(xiàn)的成因分析

層狀撕裂出現(xiàn)的原因主要包括：①因本工程鋼板較厚，鋼板在軋制的過程中金屬元素化學(xué)成分分布不均勻出現(xiàn)局部元素偏析。②鋼板在卷制圓管的過程中，鋼板承受一次拉應(yīng)力，金屬元素偏析的部位屬于薄弱部位。③而后在焊接的過程中，因圓管內(nèi)傳力隔板及外環(huán)板較厚，焊接拘束應(yīng)力較大，致使元素偏析的部位承受二次拘束力，導(dǎo)致節(jié)點部位出現(xiàn)層狀撕裂。本工程圓柱型鋼柱出現(xiàn)的層狀撕裂貫穿于圓管柱板厚，即t=50mm。

圖1 鋼柱節(jié)點示意

1.鋼柱本體 2.雙環(huán)形牛腿3.轉(zhuǎn)換層桁架牛腿

3. 層狀撕裂修復(fù)技術(shù)

層狀撕裂多出現(xiàn)于箱型構(gòu)件翼緣板部位以及T形節(jié)點設(shè)計不合理部位，但是根據(jù)設(shè)計要求，本節(jié)點屬于十字焊縫，但是設(shè)計節(jié)點合理，因板厚較厚，焊接時具有很大拘束力是出現(xiàn)撕裂的主要因素之一。鑒于上述原因，層狀撕裂缺陷的返修主要從焊接方法及工藝兩方面進行。

（1）缺陷部位的確定焊接技工對鋼柱環(huán)板焊接后發(fā)現(xiàn)焊縫熱影響區(qū)域出現(xiàn)局部分層現(xiàn)象，缺陷長度450mm，表面分層深度3～6mm，具體如圖2所示。后經(jīng)超聲波檢測確定，缺陷深度貫穿整根圓管壁厚（見圖3）。

通常牲畜在患病后，會出現(xiàn)精神萎靡、食欲不振、呼吸困難、便稀以及神經(jīng)紊亂等癥狀[3]。此外，這種狀況通常難以通過用藥或者注射藥劑得到有效的改善，且出現(xiàn)這種狀況的牲畜通常會在幾天內(nèi)死亡。

圖 2

圖3 超聲波對圓管缺陷進行雙面檢測

（2）止裂孔加工方法為了避免裂紋延伸，通常采用冷鉆法加工止裂孔，即采用平面鉆或磁力鉆在裂紋外側(cè)距離裂紋大于50mm處鉆孔（見圖4）。本節(jié)點為十字型焊縫節(jié)點，裂紋處于熱影響區(qū)，裂紋距離環(huán)板間距較近，采用傳統(tǒng)的平面鉆及磁力鉆均難以實現(xiàn)鉆孔。經(jīng)過商榷斟酌，本次裂紋最終采用熱加工方法加設(shè)止裂孔，為了避免在熱加工的過程中出現(xiàn)裂紋的延伸，要求熱切割時預(yù)先對止裂孔區(qū)域均勻預(yù)熱，預(yù)熱溫度110℃。預(yù)熱后采用碳弧氣刨將裂紋區(qū)域金屬刨除，同時去除裂紋兩端各50mm完好的金屬。金屬刨除后采用打磨機將滲碳層打磨光滑，然后采用MT或PT的檢測方法對返修區(qū)域進行表面檢查，檢查無缺陷后轉(zhuǎn)到下一道工序。

（3）焊接修復(fù)技術(shù) 為了避免焊接后出現(xiàn)二次拘束力引起焊縫出現(xiàn)二次缺陷，焊接時采用焊接熱輸入量小、抗裂性能好的等強焊條電弧焊進行打底焊接，采用CO2氣體保護焊進行填充、蓋面焊接。

圖4 止裂孔加工位置示意

焊接修復(fù)技術(shù)關(guān)鍵控制點主要包括：

第一，焊接前對返修部位進行預(yù)熱，根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》GB50661－2011常用鋼材最低預(yù)熱溫度III類鋼最低預(yù)熱溫度80～100℃，焊接過程中控制道間溫度低于230℃，焊后采用消氫熱處理措施，消氫熱處理的加熱溫度為250～350℃，保溫時間1.5h，然后進行自然冷卻。

結(jié)果可知,兩組平均紅細胞血紅蛋白量、平均紅細胞體積對比性不強,P>0.05,缺鐵性貧血組紅細胞分布寬度為(17.19±1.90)%,高于地中海貧血組,平均血紅蛋白濃度(249.77±7.25)g/L,低于地中海貧血組,P<0.05,詳細情況如表一所示:

第二，利用焊條電弧焊能夠有效的解決厚板小坡口的焊接難題，同時起到細化晶粒保證打底焊焊接質(zhì)量。根據(jù)本工程缺陷圓管材質(zhì)Q420GJC-Z15匹配等強原則選擇E5516，采用大電流、薄焊道、多層多道的焊接技術(shù)，不僅焊縫稀釋率相對較低，且焊縫抗裂性能好，焊縫質(zhì)量穩(wěn)定，而且對提高焊縫金屬的綜合性能非常有利；填充及蓋面為了保證返修后焊接一次合格，采用性能穩(wěn)定、飛濺小的藥芯焊絲即E551T-1，具體焊接參數(shù)如附表所示。

第三，填充及蓋面選用多層多道焊，焊道與焊道間相互錯開至少50mm以上。焊接的同時對上一道焊縫進行了二次加熱，起到了細化晶粒的作用，降低了焊縫的拘束力，使焊縫的內(nèi)應(yīng)力得到均勻分布。有效避免了因焊接時冷卻速度過快產(chǎn)生凝固裂紋進而誘發(fā)二次撕裂的傾向。焊接起弧時選用回焊法有效地避免了引弧缺陷的產(chǎn)生，熄弧時應(yīng)將弧坑部位填滿再收弧，避免弧坑裂紋的產(chǎn)生。

焊接參數(shù)