本發(fā)明屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種460mpa級(jí)抗震耐火耐候建筑結(jié)構(gòu)的焊接方法。

背景技術(shù)：

隨著高層、大跨度建筑需求日益增加，對(duì)屈服≥460mpa高強(qiáng)建筑用鋼的需求不斷增加，出于對(duì)高層建筑服役安全及降低后期維護(hù)費(fèi)用考慮，高強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)用鋼需兼具耐火(600℃屈服強(qiáng)度不低于室溫2/3)、耐候(腐蝕速率≤0.013mm/年)、抗震(‐40℃沖擊功≥69j)，而建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接加工比例較高，作為鑄態(tài)組織的焊縫相比母材，同時(shí)滿足耐火、耐候、高韌性更加困難，成為限制新型建筑高強(qiáng)鋼應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。建筑結(jié)構(gòu)中焊接h型鋼應(yīng)用比例較大，焊接以埋弧自動(dòng)焊為主，無配套460mpa級(jí)埋弧焊絲嚴(yán)重限制了660mpa級(jí)高強(qiáng)抗震耐火耐候鋼在建筑行業(yè)的推廣應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種460mpa級(jí)抗震耐火耐候建筑結(jié)構(gòu)的焊接方法，解決了460mpa級(jí)高建鋼焊接后焊縫金屬很難兼具耐火(600℃屈服強(qiáng)度不低于室溫2/3)、耐候(腐蝕速率≤0.013mm/年)、抗震(‐40℃沖擊功≥69j)的問題。

一種460mpa級(jí)抗震耐火耐候建筑結(jié)構(gòu)的焊接方法，其步驟及參數(shù)如下：

1、選用埋弧焊絲化學(xué)成分質(zhì)量百分比滿足：c≤0.1％、mn1.0～2.0％，si≤0.80％、s≤0.005％、p≤0.01％、cr≤0.02％、ni0.1～1.5％、mo0.2～1.0％、cu0.1～0.5％、ti0.01～0.15％、nb≤0.01％、as≤0.002％、sn≤0.002％、sb≤0.002％、al≤0.05％、o≤0.004％、n≤0.01％、b≤0.001％，其余為鐵。

2、選用460mpa耐火耐候鋼的化學(xué)成分滿足：c≤0.1％、mn0.8～1.5％，si含≤0.50％、s≤0.005％、p≤0.01％、cr≤0.80％、ni≤0.8％、mo0.2～0.5％、cu0.1～0.5％、ti0.005～0.03％、nb≤0.1％、as≤0.002％、sn≤0.002％、sb≤0.002％、al≤0.05％、o≤0.004％、n≤0.01％、b≤0.001％，其余為鐵。

460mpa耐火耐候鋼的力學(xué)性能滿足：室溫屈服強(qiáng)度≥460mpa，室溫抗拉強(qiáng)度≥550mpa，室溫?cái)嗪笊扉L率≥17％，600℃屈服強(qiáng)度≥307mpa，‐40℃低溫沖擊功≥69j，年腐蝕速率≤0.013mm/年。

3、將鋼板焊前預(yù)熱20～150℃，層間溫度控制在20～200℃，焊前將坡口用砂輪機(jī)打磨見光，采用上述埋弧焊絲配sj101焊劑進(jìn)行打底、填充、蓋面。背面采用砂輪進(jìn)行淸根后進(jìn)行焊接填充至填滿。打底焊道工藝參數(shù)為電流420～480a，電壓23～25v，焊接速度320～380mm/min；填充、蓋面焊道焊接工藝參數(shù)控制在電流500～700a，電壓25～35v，焊接速度300～700mm/min。

所述的埋弧焊絲直徑為3.2或4.0mm。

4、對(duì)焊后的鋼板進(jìn)行力學(xué)性能檢驗(yàn)，在≤50kj/cm焊接熱輸入下進(jìn)行焊接，所得到的焊縫金屬保證室溫屈服強(qiáng)度≥460mpa，室溫抗拉強(qiáng)度≥550mpa，室溫?cái)嗪笊扉L率≥17％，600℃屈服強(qiáng)度≥307mpa，‐40℃低溫沖擊功≥69j，年腐蝕速率≤0.013mm/年。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，易操作對(duì)焊接工藝參數(shù)不敏感，可實(shí)現(xiàn)高層鋼結(jié)構(gòu)輕量化、免涂裝、抗震及耐火服役要求。

附圖說明

圖1為30mm鋼板坡口示意圖。

圖2為12mm鋼板坡口示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

1、選用埋弧焊絲化學(xué)成分質(zhì)量百分比滿足：c0.08％、mn1.3％，si0.80％、s0.005％、p0.008％、cr0.01％、ni0.9％、mo0.5％、cu0.25％、ti0.0125％、nb0.002％、as0.001％、sn0.001％、sb0.001％、al0.024％、o0.0015％、n≤0.0045％、b≤0.0003％，其余為鐵。

2、選用460mpa耐火耐候鋼厚度為30mm，試板開不對(duì)稱x型坡口，坡口如圖1所示，鋼板尺寸為600mm×200mm×30mm，留2mm鈍邊，兩板不留間隙。

3、選用460mpa耐火耐候鋼的化學(xué)成分滿足：c0.05％、mn1.0％，si≤0.26％、s0.005％、p0.007％、cr0.50％、ni0.12％、mo0.25％、cu0.32％、ti0.013％、nb0.05％、as0.0002％、sn0.0002％、sb0.0002％、al0.03％、o0.002％、n0.0043％、b0.0005％，其余為鐵。

4、選用460mpa耐火耐候鋼的力學(xué)性能滿足：室溫屈服強(qiáng)度510mpa，室溫抗拉強(qiáng)度678mpa，室溫?cái)嗪笊扉L率20％，600℃屈服強(qiáng)度338mpa，‐40℃低溫沖擊功225j，年腐蝕速率0.008mm/年。

5、將30mm+30mm厚的鋼板，焊前預(yù)熱至80℃，層間溫度控制在≤200℃，焊前將坡口用砂輪機(jī)打磨見光，采用所發(fā)明的直徑4.0mm埋弧焊絲配sj101焊劑進(jìn)行打底、填充、蓋面。背面采用砂輪進(jìn)行淸根后進(jìn)行焊接填充至填滿。

打底焊道工藝參數(shù)為電流450a，電壓25v，焊接速度350mm/min；填充、蓋面焊道焊接工藝參數(shù)控制在電流620a，電壓28v，焊接速度350mm/min。

對(duì)焊后的鋼板進(jìn)行力學(xué)性能檢驗(yàn)，焊接接頭室溫抗拉強(qiáng)度為668mpa，600℃屈服強(qiáng)度為328mpa，焊縫‐40℃沖擊功96j，熱影響區(qū)‐40℃沖擊功196j。

實(shí)施例2

1、選用埋弧焊絲化學(xué)成分質(zhì)量百分比滿足：c0.08％、mn1.3％，si0.80％、0.005％、p0.008％、cr0.01％、ni0.9％、mo0.5％、cu0.25％、ti0.0125％、nb0.002％、as0.001％、sn0.001％、sb0.001％、al0.024％、o0.0015％、n≤0.0045％、b≤0.0003％，其余為鐵。

2、選用460mpa耐火耐候鋼厚度為12mm，試板開i型坡口，坡口如圖2所示，鋼板尺寸為600mm×200mm×12mm，兩板不留間隙。

3、選用460mpa耐火耐候鋼的化學(xué)成分滿足：c0.05％、mn1.1％，si≤0.28％、s0.005％、p0.008％、cr0.30％、ni0.50％、mo0.30％、cu0.25％、ti0.015％、nb0.03％、as0.0002％、sn0.0002％、sb0.0002％、al0.027％、o0.0018％、n0.0054％、b0.0004％，其余為鐵。

4、選用460mpa耐火耐候鋼的力學(xué)性能滿足：室溫屈服強(qiáng)度550mpa，室溫抗拉強(qiáng)度679mpa，室溫?cái)嗪笊扉L率20％，600℃屈服強(qiáng)度338mpa，‐40℃低溫沖擊功238j，年腐蝕速率0.007mm/年。

5、采用4.0mm埋弧焊絲配sj101焊劑，正面焊道工藝參數(shù)為電流605a，電壓29v，焊接速度612mm/min；反面清根后進(jìn)行焊接，工藝參數(shù)為電流650a，電壓33v，焊接速度650mm/min。

對(duì)焊后的鋼板進(jìn)行力學(xué)性能檢驗(yàn)，焊接接頭室溫抗拉強(qiáng)度為688mpa，600℃屈服強(qiáng)度為329mpa，焊縫‐40℃沖擊功77j，熱影響區(qū)‐40℃沖擊功138j。