钢结构行业发展与焊接技术应用交流研讨会
７.5结论
根据低温焊接试验结果和初步分析，我们得出如下结论：
（1）低温焊接试验结果告诉我们，环境温度变化对焊接质量的影响不是决定性的。改变环境温度，特别是母材本身的温度和加强后热是低温焊接成功的基本方法。
（2）低温焊接试验结果表明，预热温度的差别会带来强度上的差别，特别是厚板焊接，低温环境影响强度指标是肯定的。所以，应充分重视环境温度的提高和准确的预热温度。
（3）探索性试验表明，预热温度的降低或不预热必然降低焊缝的综合指标。这是因为环境温度过低加速了焊缝冷却所致。
（4）薄板低温焊接试验结果表明，焊接热循环传导方式区别决定了薄板（20mm）受低温环境影响较厚板（60mm）小。
（5）试验结果表明，Q345GJD钢抗裂性能良好。 7.6低温焊接试验成果应用原则
工艺试验和正式工程相比，焊缝所处的工况完全不同，照搬工艺试验的结果很可能适得其反，甚至造成后果。因为在工程实际中，低温焊接防治冷裂纹的同时，还须防范由于结构拘束度大，在冷却速度加大的前提下，焊缝中心产生偏析，在应力作用下产生的热裂纹。
因此，在工程中应注意以下几条原则：
（1）根据结构特点，合理编排焊接顺序，减少焊接残余应力。
（2）钢材本身应实现正温即要采用各种不同的预热方式提高焊缝周围小环境温度，以此来保证焊缝综合指标。
（3）正确选择预热方式。在预热温度和预热规范确定的前提下，正确选择预热方式对控制裂纹的产生有重要的意义。电加热与火焰加热相比具有明显的优势：预热区域受热均匀，有效防止局部受热造成接头附加应力；升温速度均匀、可控，防止造成母材过热等现象，可达到母材充分均匀预热；对于整体结构焊缝而言，防止受热不均造成构件变形。因此，低温焊接特别是厚板焊接优先采用电加热方式。
（4）由于在正式结构焊接中采取刚性固定的方式，为防止由于氢和应力共同作用在焊缝根部产生延迟裂纹，对于板厚t≥40mm采取焊后紧急后热及保温缓冷措施，后热温度250~300℃；对于t＜40mm采取焊后紧急保温缓冷措施。该措施可以减缓焊缝的冷却速度，有助于扩散氢的逸出。
（5）由于氢在焊接熔合区附近的浓度值按马氏体、贝氏体、铁素体组织的变化依次降低，在异种钢焊接时由于热影响区组织形态的不同造成了氢在熔合区附近的浓度值分布不匀，当焊缝中存在应力集中点时，含氢量大的焊缝易出现延迟裂纹。因此在异种钢焊接
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时应特别注意预热和后热，这是继焊材选定之后决定成败的关键因素。
（6）控制线能量是防止焊接裂纹的有效途径。在低温施工中，SMAW焊接采用AV值控制线能量容易成功。在控制AV≥0.6的前提下，采用控制不同焊接位置的AV，实现大电流，薄焊道，多层多道的焊接技术，以提高焊缝热量，防止淬硬组织的产生。
结束语
一个崭新理念的工程将给材料工业和施工技术提供一个进步的机会，不可否认：鸟巢工程在一定程度和范围内检验了我国的钢铁工业水平和综合施工能力，特别把焊接技术推进一个新阶段，这是可喜可贺的。然而，在整个工程的进行过程中仍然有一定差距，个别技术难点没有解决或没有完全解决好，我们全体焊接工作者在此表示，我们有信心有能力在各级领导和专家的支持下，百尺竿头，更进一步，把工作做的更好，把所有的难点解决好，逐步形成一整套具有我国独有知识产权的施工新技术，为我国的科技发展贡献力量。
欢迎各位到“鸟巢”检查指导，谢谢！
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箱形截面柱角接焊缝 采用部份熔透焊的可能性探讨
秦效启 张建利
焊接箱形截面柱广泛应用于高层建筑钢结构,设计时有二种做法,一种是要求沿柱身全长角接焊缝均采用全熔透焊,另一种是要求节点区上下各500mm范围内采用全熔透焊接,其余部份采用部份熔透焊接。第一种做法似感浪费,即浪费材料又浪费人工。因为除节点区以外的柱身角接焊缝仅传递剪应力,且剪应力很低,根本就不需要全熔透焊接。第二种做法是相关标准推荐的做法,比较科学。科学性体现在按不同受力壮态确定角接焊缝采用全熔透或部份熔透焊,但在实际操作时,全熔透焊缝与半熔透焊缝交接处易于产生焊接缺陷,对受力不利。以上二种做法无论从技术层面还是从经济层面都有必要对箱形柱角接焊缝作进一步的探讨。 1 节点区角接焊缝厚度
节点区角接焊缝若能采用部份熔透焊,整个柱身就能采用部份熔透焊,尽管节点区与非节点区对熔透焊焊缝厚度要求不一致,设计时整个柱身可按最大厚度要求确定部份熔透焊的焊缝厚度。这样处理实际上是兼顾了经济和技术两方面的问题，关键是如何确定节点区及非节点区部份熔透焊焊缝的厚度。日本森田耕次等在研究了箱形截面柱梁柱节点区的受力特点後提出，节点区部份熔透焊缝的厚度可按以下二个原则确定。
①在短期荷戴作用下部份熔透角接焊缝不产生剪切屈服；
②当左右梁端或上下柱端承受最大弯矩时,部份熔透角焊缝不发生破坏。
第一个原则本质上是在中等地震作用下部份熔透焊缝保持在弹性壮态；第二个原则是在罕遇地震作用下部份熔透焊缝不产生破坏。按照我国现行设计标准，则应是在小震作用下部份熔透焊绝缝保持在弹性，在罕遇地震作用下部份熔透焊缝不产生破坏。
按第一条原则结合图-1、图-2，由节点区单侧翼缘板二条部份熔透角接焊缝的内外力平衡并略作用于梁的剪力Qb，可按下式确定节点区部份熔透焊缝的厚度he1。
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图1 图2 图3
he1≥Bc2tcf2hc(Mc1＋Mc2)／(4hb2Ic2τ式中 he1-----柱节点区角接焊缝厚度；
Bc------柱翼缘宽度； tcf-------柱翼缘厚度；
hc-------柱翼缘应力合力中心间的距离； hb--------梁翼缘应力中心间的距离； Qb--------作用于梁的剪力；
Mc1、Mc2-----小震作用下的柱端弯矩； τ
py-----焊绝缝金属的屈服剪应力。
py)-----(1)
根据第二条原则，结合图-1和图-3,由内外力平衡可求得部分熔透焊缝的厚度he2: he2≥｛Mu-(2twc2h c′2/3＋h c′2td2)fy｝/
(2hb2hc2τ式中
Mu-------上下柱或两侧梁全塑性力矩之和的最小值； twc-------柱子翼缘板的厚度； h c′-------柱子翼缘中心线间的距离； td-------隔板厚度。 2 柱身角接焊缝厚度
关于柱身的部分熔透角接焊缝的厚度可用上下柱端压力之和来计算，其表达式为： he3≥Bc2tcf2fcy/(τ式中
py2lc′) pm)
-----(2)
-----(3)
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lc′-------节点之间的柱身长度。
3 箱形柱角接焊缝厚度
设计时，可取he1 ，he2 ，he3中的最大值作为部分熔透焊缝的计算厚度。
此公式是按照平面框架推导的，若运用于空间框架，将有待于进一步研究。此方法仅提供一个思路，供设计人员参考。若能得以实现，对箱形柱截面的设计与加工将是有益的。
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