钢结构行业发展与焊接技术应用交流研讨会
（四）斜y试验
Q460E-Z35斜y试验结果统计表 序号 焊材 CHE-557 (SMAW) TM60(GMAW) TWE-81K2 (FCAW-G) CHE557 (SMAW) TM60(SMAW) TWE-81K2 环境温度 常温 预热温度 加热方式 试验数量（组） 12 12 14 6 6 3 检查结果 备注 1 2 3 4 5 6 150℃、200℃、 加热炉250℃ 均热 加热炉常温 148℃～250℃ 均热 常温 常温 常温 常温 148℃～250℃ 100℃～150℃ 加热炉均热 无裂纹 板厚110㎜ 火焰加热 火焰加149℃～153℃ 热 153℃～155℃ 火焰加热 7 CHE-557 (SMAW) 常温 120℃～150℃ 加热炉均热 15 6组无裂纹 弧坑裂纹 6组有裂纹 2mm～5mm 12组无裂弧坑裂纹 纹 裂纹长2mm～4mm 2组有裂纹 3组无裂纹 53～80㎜ 3组有裂纹 熔合线根部 2组有裂纹 4～20㎜熔合线、4组无裂纹 焊缝中心和根部 2～18m熔合线根2组有裂纹 部和焊缝中心 1组无裂纹 （弧坑裂纹） 板厚δ＝30㎜ 9δ＝30㎜ 组 6组裂纹 板厚δ＝60㎜ 6其余不裂 组 无裂纹 火焰加热200℃，保到150℃ 8 CHE-557 (GMAW) 低温 -16℃ 150℃～180℃ 火焰加热 6 大量的试验数据，为我们揭示了Q460E-Z35冷裂纹敏感性的奥秘，为工艺评定指导书提供了准确可靠的技术支持。
（五）插销试验 插销试验结果见图
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结论
1、国产Q460E-Z35钢在预热150℃情况下采用手工电弧焊，其插销冷裂纹试验的临界断裂应力为620MPa。该材料对冷裂纹不敏感。从该材料的力学性能试验结果可知，屈服应力为400MPa,抗拉强度为560MPa。因此该材料在此焊接工艺条件下对冷裂纹不敏感。具有良好的抗裂性。
2、国产Q460E-Z35钢在预热200℃情况下采用手工电弧焊，其插销冷裂纹试验的临界断裂应力为850MPa。该材料对冷裂纹不敏感。从该材料的力学性能试验结果可知，屈服应力为400MPa,抗拉强度为560MPa。因此该材料在此焊接工艺条件下对冷裂纹不敏感。具有良好的抗裂性。
3、国产Q460E-Z35钢在预热250℃情况下采用手工电弧焊，其插销冷裂纹试验的临界断裂应力为1050MPa。该材料对冷裂纹不敏感。从该材料的力学性能试验结果可知，屈服应力为400MPa,抗拉强度为560MPa。因此该材料在此焊接工艺条件下对冷裂纹不敏感。具有良好的抗裂性。
4、国产Q460E钢的插销断裂应力随预热温度的增加呈线性增加。预热温度越高，临界断裂应力愈大。
（六）焊接工艺评定
序号 1 母材及其组合 试验板厚 焊接方法及焊接位置 SMAW H,O,V 3 H,O,V 3 __ 17
GMAW H,V 2 H,V 2 H,V FCAW-G H,V 2 V 1 __ SAW F 3 __ __ __ SW F 1 __ __ __ Q460E-Z35 110 2 3
Q460E-Z35+GS-20Mn5V 110＋100 Q460E-Z35+Q345GJD 110＋80 钢结构行业发展与焊接技术应用交流研讨会
__ 100＋50 合计项数 H,V 2 2 H,V 2 23 __ __ __ __ __ __ __ __ __ 焊接工艺评定项目是根据JGJ81-2002《建筑钢结构焊接技术规程》有关规定周密设计的试验全部合格，为焊接工艺的制定提供了坚实的技术基础资料。 五、控制焊接应力变形的具体作法
（一）柱脚拼装焊接变形的控制
（二）主结构安装焊接变形及应力的控制
“ 控制两点，确定方向，单杆双焊，双杆单焊，逐渐向合拢点逼近”。
主要是控制起点和固定口，起点作为结构安全和稳定的必须控制点；固定口不能设置在构件重心或靠近重心和应力集中的地段。
第一阶段：A，B
A为内圈节点，B为外圈节点；
由内向外的方向焊接标志及顺序为A1、A2、A3、A4、A5； 由外向内的方向焊接标志及顺序为B1、B2。 第二阶段：C，D
C为内圈节点，D为外圈节点；
由内向外的方向焊接标志及顺序为C1、C2、C3、C4； 由外向内的方向焊接标志及顺序为D1、D2、D3、D4。
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第三阶段：E
由内向外的方向焊接标志及顺序为A、C、E； 由外向内的方向焊接标志及顺序为E1、E2。 内圈的焊接顺序：
由内向外的方向焊接标志及顺序为A、C、E； 由外向内的方向焊接标志及顺序为E1、E2。
在各阶段内圈桁架吊装就位后，按照先焊接内圈后焊接桁架的焊接顺序，其余桁架接缝采取按区沿轴线方向的焊接顺序，由外向内逐一扩散同步焊接；各区之间的连接采用先封闭焊接内圈，后连接主桁架的焊接顺序。
（三）次结构安装焊接变形及应力的控制
“从下向上（立面次结构），以桁架柱（主结构）为中心对称施焊；自由变形控制合拢。”
次结构安装难度大，由于次结构无规律可言，焊接方法只能原则控制，以立柱为中心对称施焊可获得均布应力，采用自由变形的方法可以最大限度的减少焊接应力。
立面次结构的焊接顺序：
典型立面次结构焊接顺序示意图
顶面次结构焊接顺序：
以主桁架为主干对称焊接，每一焊接单元由外向内，由两端向中间焊接。典型顶面次结构焊接顺序如下图所示：
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（四）大规模采用仰焊技术
采用仰焊技术的优点是：能有效控制焊接结构的初始应力，特别是箱形构件，采用仰焊技术可减少焊接工作量，有效控制构件的形变，实践证明仰焊焊缝的超声波探伤一次合格率几乎为100％。试件力学指标也好于立焊焊缝，所以本文建议要给予仰焊技术正确的定位。
仰焊技术的缺点是焊工的劳动强度相对较大，对操作技术要求较高。
自今为此，鸟巢钢结构采用仰焊技术占焊缝总长约为1/5，返工率极低，仰焊技术的成功应用改变了人们的认识，降低了工程成本；控制了焊接应力。目前为止，最厚的仰焊是我们在19号柱脚中焊完约为5m长、δ＝80mm单V坡口（35。＋8）的焊缝；UT探伤一次合格率100％）。
（五）SMAW应用AV值，控制焊缝的热输入量。
SMAW控制热输入量理论计算是不准确的，很难在工程中得到实际应用，根据我们的经验，应用AV控制热输入量简便易行，容易成功。
在鸟巢工程中，焊接位置O、H、F不容许摆动，焊接位置V可在15～20mm内摆动，因此规定在试验成功的基础上O、H、V，AV≥0.6，以实现大电流，薄焊道，多层多道的焊接技术，确保焊缝的质量。具体作法见下图
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