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当在赛格广场单层楼面压型钢板安装交验完成之后,再进行栓钉的焊接施工。栓钉焊接又称为“螺柱焊”,它是一种八十年代中期由美国引进国内的新型焊接工艺,螺柱焊技术的原理是:以母材(钢板)为正极,栓钉为负极,在强电流的作用下,栓钉的焊接端于母材间放电起弧、并融化金属,在焊枪的挤压作用下,栓钉压入熔池,冷却后即完成了焊接过程。
赛格广场的栓钉焊接包含“普通焊”和“穿透焊”2种工艺,前者指栓钉直接焊接在母材(钢梁)表面上,后者则是栓钉穿透压型钢板后焊接在钢梁上。由于压型钢板上存在着镀锌层,穿透焊的难度相对较大。在施工过程中通过焊接工艺的优化、组合后,再确定标准焊接工艺,这样才能攻克栓钉焊接质量难关,才能使焊接自检一次合格率提高到99.8%,才能取得良好的经济效益。
(2) 技术要点:根据反复试验发现,普通栓钉焊接的合格率一般都在100%,很少出现废钉,但是穿透焊的成活率只有93%,相对5%的正常损耗还要高出2%。为此在二期塔楼工程中必须进行研发,找出影响焊接质量的3大因素,即:网络电压、施工条件和焊接参数,同时将穿透焊打下的栓钉,再进行特殊处理后打在光梁之上,这样才能将栓钉损耗率降低到0.2%。
栓钉焊接技术由专用焊机(含焊枪)、栓钉、瓷环和焊接工艺(包括焊接参数、操作方法)组成,栓钉焊接工艺流程见图5.6-9。
图5.6-9:栓钉焊接工艺流程
1)焊机:经调研、对比,本工程中应选用北京市宏光机电设备厂生产的RZN-200型螺柱焊机,相对进口焊机,它具有价格合理、性能可靠、维修方便等优点,完全能够保障现场的施工进度和质量要求。需特别注意的是:单台焊机的功率为15-210KVA,在现场必须单独配备电闸箱,同时尽可能使用单独的变压器,防止与其他设备共同使用过程中出现电流争用或网络电压不稳定,影响栓钉的焊接质量。
2) 焊接瓷环:栓钉焊一次性辅助材料。其作用是使熔化的金属成型且不外溢, 隔绝空气防止氧化、同时释放焊接中的有害气体,屏蔽电弧光与飞溅物,充当临时支架。见示意图图5.6-10。
普通型栓钉瓷环 穿透型栓钉瓷环
图5.6-10栓钉焊接瓷环示意图
3) 栓钉:本工程采用的栓钉规格为Φ19x130mm,在栓钉根部加有低熔点的引弧剂,在焊接之初首先熔化,起到催化作用。
4) 栓钉焊接工艺:栓钉焊接过程相当短促,在0.5-1秒时间里就完成了整个焊接过程。因而对焊接工艺、施工条件要求相当严格,过程控制不能够实现。因而应在工艺试验的基础上、保证良好的施工条件确定以下标准施工工艺。
① 材料准备
a. 首先应对栓钉的产品质量证书、机械性能试验报告以及栓钉的外观质量进行检查,栓钉表面应无皱裂、毛刺且栓钉的头部应符合标准尺寸规定、无浮锈;验出头部不符合规定的“棋子”钉时,应对因现场潮湿而产生浮锈的栓钉采用0.5%的盐酸稀释液处理、冲洗,防止栓钉焊枪枪头因接触不良而烧损;
b. 栓钉焊接时所使用的瓷环应符合标准要求,对关键的两项尺寸即瓷环中心孔的直径与椭圆度、瓷环支撑焊枪平台的高度进行严格的复核;对于穿透焊使用的瓷环潮的必须在250℃温度下烘焙1h,去除潮气。
② 工艺试验
a. 在焊接栓钉前,应该组织进行普通焊和穿透焊2项栓钉焊接工艺试验,选择好焊接工艺参数后,分2组,一组将6个栓钉直接打在≥16 mm 厚的80x 80mm的Q235或16Mn钢板上,一组钢板上加垫0.8mm的压型钢板;焊缝外观检查合格后进行拉伸和30°冷弯试验;通过工艺试验确定焊接工艺参数见表5.6-2;
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