1. Analisi approfondita dei metodi di saldatura: principi, vantaggi e mitigazione dei difetti
1.1 Saldatura ad arco in metallo (SMAW)
Principio :
La saldatura ad arco in metallo manuale (SMAW), noto anche come "saldatura ad arco stick", è un arco prodotto tra un elettrodo di consumo rivestito con flusso e metallo di base. Il flusso si decompone in un gas di protezione (CO₂) e scorie, proteggendo il pool di saldatura dai contaminanti atmosferici (ad es. Ossigeno, azoto).
Vantaggio :
Versatilità: Adatto per l'uso su acciaio al carbonio, acciaio inossidabile e ghisa.
Portabilità: Nessuna fornitura di gas esterno richiesto, ideale per le riparazioni del ponte remoto.
Controllo di penetrazione: Angolo di elettrodo regolabile (ad esempio angolo di trascinamento di 70 ° per penetrazione profonda).
Inconvenienti e mitigazioni :
Porosità(Intrappolamento del gas):
Causa: Il flusso contiene umidità o il materiale di base è contaminato.
Precauzioni: Cuocere gli elettrodi a 250 ° C (482 ° F) per 1 ora prima dell'uso.
Inclusione delle scorie :
Causa: Rimozione incompleta delle scorie tra i passaggi.
Precauzioni: Usa un martello per jack e una spazzola metallica dopo ogni cappotto.
1.2 Saldatura ad arco in metallo a gas (GMAW\/MIG)
Principio :
La saldatura ad arco schermato a gas (GMAW) utilizza un filo solido continuo, alimentato attraverso una pistola di saldatura e schermata da un gas inerte (argon\/elio) o gas reattivo (anidride carbonica). L'arco scioglie il filo e il materiale genitore, formando una saldatura di fusione.
Vantaggio :
Alto tasso di deposizione: fino a 12 kg\/ora, ideale per la produzione rapida di travi di magazzino.
Spruzzi bassi: raggiunto con MIG pulsati (ad es. Frequenza di impulsi 200 Hz).
Inconvenienti e mitigazioni :
Bruciare attraverso(Ingresso di calore eccessivo):
Causa: Tensione troppo alta o sottile (<3 mm) traveling too slowly.
Precauzioni: Usa 0. 8 mm di diametro, 18–22 V, 150–180 A.
Mancanza di integrazione :
Causa: Angolo di pistola errato o corrente insufficiente.
Prevenzione: Mantenere l'angolo di spinta di 15 ° e aumentare la corrente del 10%.
1.3 Saldatura ad arco a carico del flusso (FCAW)
Principio :
FCAW utilizza un filo di saldatura tubolare pieno di flusso, che produce un gas di protezione quando riscaldato. Ci sono due opzioni:
FCAW auto-schermato: Non è richiesto alcun gas esterno (ad es. E71t -8 filo di saldatura per uso esterno).
Fcaw: Usa CO2 aggiuntivo (ad es. E70t -1 per una piastra spessa).
Vantaggio :
Resistenza al vento: Il filo auto-schermato può resistere a venti di 15 mph, rendendolo ideale per le gru a cavalletto del cantiere.
Alta efficienza: La velocità di deposizione è del 25% più veloce di SMAW.
Inconvenienti e mitigazioni :
Cracking(Idrogeno indotto):
Causa: Il flusso contiene umidità o il contenuto di zolfo nell'acciaio è troppo alto.
Prevenzione : For steel thickness >30 mm, preriscaldare a 150 ° C (302 ° F).
Emissioni di fumo eccessive :
Mitigazione: Installa un estrattore Fume con un flusso d'aria di 1000 cfm.
1.4 saldatura ad arco sommerso (sega)
Principio :
La saldatura ad arco sommersa genera un arco sotto una coltre di flusso granulare (ad es. Sio₂ + MnO). Il flusso si scioglie in scorie e plasma conduttivo, raggiungendo una penetrazione profonda (fino a 25 mm in un singolo passaggio).
Vantaggio :
Compatibilità dell'automazione: I sistemi di sega robotica possono ottenere una ripetibilità del 99% per le saldature per la circonferenza dei tubi.
Radiazione UV bassa: Livello di flusso riduce al minimo l'esposizione all'operatore.
Inconvenienti e mitigazioni :
Sottosquadro(scanalatura lungo la punta della saldatura):
Causa: La tensione è troppo alta o la velocità di guida è troppo veloce.
Prevenzione: Per l'acciaio da 15 mm, regolare i parametri a 28–32 V e 400–500 A.
Cattura del flusso :
Mitigazione: Macinare i bordi dei giunti a una smussatura di 60 ° per garantire un flusso di flusso adeguato.
2. Classificazione completa di giunti di saldatura e posizioni di saldatura
2.1 Tipo di giunto di saldatura
Giunto di testa :
Definizione: Collega due membri allineati sullo stesso piano.
applicazione :
Saldatura di scanalatura a penetrazione completa: Applicabile a travi portanti (AWS D1.1, scanalatura CJ-P).
Penetrazione parziale: Collegamenti non critici nei Purlin del tetto di magazzino.
Giunti a giro :
Definizione: Piastre sovrapposte saldate lungo i loro bordi.
applicazione :
Saldature di filetto: Rivestimento in lamiera in fabbrica (dimensione della gamba ≥ 4 mm).
Saldature di slot: Rafforzare le aree sovrapposte del rack di stoccaggio.
T-connettore :
Definizione: Due fogli di acciaio collegati a 90 ° per formare una forma "t".
applicazione :
Colonne strutturali: saldature a doppio filet, resistenti al terremoto.
Parentesi: Saldatura intermittente per ridurre al minimo la deformazione.
Giunti angolari :
Definizione: Un angolo esterno si forma quando le piastre si incontrano ad un angolo (di solito 90 °).
applicazione :
Frame delle finestre: Continuamente saldato, resistente alle intemperie.
Bordo decorativo: lucido liscio per incontrare l'estetica architettonica.
2.2 Posizione di saldatura
Close Position (1G\/1F) :
Definizione: Saldatura eseguita sul lato superiore di una superficie orizzontale.
Best practice :
Usa la sega per risolvere i giunti lunghi nei pavimenti in fabbrica.
La velocità di viaggio è stata ottimizzata a 40 cm\/min per ottenere un aspetto costante di perline.
Posizione orizzontale (2G\/2F) :
Definizione: L'asse di saldatura è orizzontale su una superficie verticale.
sfida :
Controllo delle scorie: Inclinare l'elettrodo verso l'alto di 10 ° per evitare la perdita di scorie.
Penetrazione: 15% in più di corrente rispetto alla posizione piatta.
Posizione verticale (3G\/3F) :
Definizione: L'asse di saldatura è verticale.
tecnologia :
Saldatura in salita: Adatto per materiali più spessi (ad es. Colonne in acciaio da 20 mm).
Saldatura in discesa: Piastre sottili (≤6 mm) usando elettrodi SMAW E6013.
Posizione aerea (4G\/4F) :
Definizione: Saldatura eseguita da sotto il giunto.
Protocolli di sicurezza :
Utilizzare FCAW con filo auto-schermato per evitare la diffusione del gas.
I saldatori devono indossare caschi e guanti resistenti alla fiamma.
3. procedure dettagliate di saldatura, controllo di qualità e conformità
3.1 Processo di saldatura passo -passo
Progettazione articolare :
Seleziona il tipo di scanalatura (v, u o j) in base allo spessore del materiale (ad esempio la scanalatura per 12-25 mm acciaio).
Preparazione dei materiali :
Rimuovere la scala mediante sabbia (pulizia SA 2.5).
For steels with CE >0. 45, preriscaldare a 95 ° C (200 ° F) (ce=c+mn\/6 + (Cr+Mo+v)\/5 + (ni+cu)\/15)).
Impostazioni dei parametri :
Gmaw: 1,2 mm ER70S -6 filo, 85% AR\/15% CO2 GAS, 24 V, 200 A.
SEGA: 4. 0 mm EM12K Wire, Mf -66 Flux, 32 V, 600 A, velocità 50 cm\/min.
tecnologia :
Larghezza della treccia ≤ 3x diametro dell'elettrodo per ottenere una distribuzione di calore uniforme.
La temperatura di interstrato è ≤ 250 ° C per evitare il cracking dell'idrogeno.
1. Allevia lo stress :
Riscaldare a 595–675 ° C (1100–1250 ° F) per 1 ora per spessore di 25 mm.
Trattamento superficiale :
Macina la punta della saldatura su un raggio 0. 5 mm per ridurre le concentrazioni di sollecitazione.
3.2 Standard di ispezione di qualità per la saldatura di strutture in acciaio
Ispezione della qualità dell'aspetto
1. Difetti superficiali della cucitura della saldatura:
La superficie della cucitura della saldatura non deve avere difetti come crepe, perle di saldatura, bara e pozzi di arco. La profondità di sottoto non dovrebbe superare 0. 5mm. Per i membri della trazione, la lunghezza continua del sottosquadro non deve superare i 100 mm e la lunghezza cumulativa non dovrebbe superare il 10% della lunghezza della saldatura. I requisiti per la profondità di sottosquadro dei membri della compressione sono stati relativamente rilassati, ma ci sono anche corrispondenti restrizioni sulla lunghezza cumulativa.
2. Altezza dell'indennità di saldatura:
Per saldature di testa, quando la larghezza di saldatura è inferiore a 2 0 mm, l'altezza di indennità varia da 0. 52 a 5mm. Quando la larghezza di saldatura è maggiore o uguale a 2 {{1 0}} mm, l'altezza in eccesso è da 0,5 a 3,5 mm. Le dimensioni della punta della saldatura delle saldature del filetto dovrebbero rispettare i requisiti di progettazione, con deviazioni ammissibili di +2. 0mm e 1,0 mm.
Ispezione di qualità interna
1. Rilevamento del difetto ad ultrasuoni:
Secondo diversi tipi di strutture in acciaio e requisiti di progettazione, il rapporto di rilevamento dei difetti è diviso in rilevamento del difetto del 100% e locale. Per le saldature di primo grado, è richiesto il rilevamento del difetto al 100% e il grado di valutazione non dovrebbe essere inferiore al grado II. Per le saldature di secondo grado, la percentuale di rilevamento dei difetti è del 20%e il grado di valutazione non dovrebbe essere inferiore al grado III. Durante il rilevamento del difetto, la gravità del difetto viene determinata in base a parametri come l'ampiezza e la posizione dell'onda riflessa del difetto.
2. Test radiografici:
La percentuale di test radiografici è anche determinata in base al grado di saldatura. Viene testato il 100% delle saldature di prima classe. 2. Il grado di valutazione negativa non deve essere inferiore al grado II. La percentuale di rilevamento dei difetti di saldatura secondaria è del 20%e il grado di valutazione negativo non è inferiore al grado uno. Il test radiografico identifica difetti come pori, inclusioni di scorie e penetrazione incompleta attraverso le immagini del film.
3.3 Qualifica della procedura di saldatura
1. Contenuto di valutazione: la valutazione del processo di saldatura dovrebbe includere metodi di saldatura, materiali di saldatura, parametri di saldatura, misure di preriscaldamento e post-riscaldamento, ecc. I giunti saldati dei campioni dovrebbero essere sottoposti a ispezione visiva, test non distruttivi e test di proprietà meccanica
2. Test di proprietà meccanica: durante i test di trazione, la resistenza alla trazione del giunto saldato non deve essere inferiore al valore limite inferiore specificato nello standard di materiale di base; Durante i test di piegatura, dopo che il campione è piegato all'angolo specificato, non ci dovrebbero essere crepe o difetti più lunghi di 3 metri sulla superficie della cucitura della saldatura e la zona affetta da calore della superficie disegnata. Il test di impatto determina l'indice di temperatura e energia di impatto in base ai requisiti di progettazione. In generale, ci sono chiari requisiti numerici per l'energia di impatto a temperatura ambiente e vi sono anche standard corrispondenti per l'energia di impatto a basse temperature in base a diversi gradi di acciaio e applicazioni di progettazione.
4. L'applicazione della tecnologia di saldatura negli edifici della struttura in acciaio industriale
Gli edifici della struttura in acciaio sono diventati una pietra miliare della moderna costruzione industriale grazie alla loro durata, efficacia in termini di costi e adattabilità. Tra questi, i magazzini in acciaio e i quadri di pollame (ad es. Calchi) si distinguono come i primi esempi di come la tecnologia di saldatura e i materiali avanzati in acciaio si sinergizzano per creare strutture di lunga durata.
4.1 Sistema di telaio in acciaio saldato
1. Il ruolo della saldatura nella costruzione della struttura in acciaio
La saldatura funge da spina dorsale del gruppo struttura in acciaio, consentendo la creazione di giunti robusti che resistono a carichi pesanti, sollecitazioni ambientali e uso a lungo termine. Per edifici industriali come magazzini e case di pollame, la saldatura garantisce l'integrità strutturale attraverso:
Giunti ad alta resistenza:Le tecniche come la saldatura di gas inerte in metallo (MIG) e la saldatura ad arco metallico schermato (SMAW) sono ampiamente utilizzate per fondere travi, colonne e capriate d'acciaio. Questi metodi producono articolazioni con resistenza alla trazione corrispondente o supera il metallo di base, cruciali per supportare grandi campate nei magazzini.
Precisione e personalizzazione:I sistemi di saldatura automatizzati consentono una fabbricazione precisa di geometrie complesse, come tetti ad arco per case di pollame o sezioni a sbalzo nei magazzini, garantendo un utilizzo di spazio ottimale.
Integrazione senza soluzione di continuità:La saldatura consente l'assemblaggio di componenti in acciaio prefabbricati in loco, riducendo i tempi di costruzione mantenendo al contempo l'accuratezza dimensionale.
4.2 Applicazione in magazzini in acciaio
I magazzini in acciaio richiedono strutture in grado di portare carichi pesanti da merci immagazzinate, macchinari e persino attrezzature sul tetto (ad es. Pannelli solari). La saldatura contribuisce alla loro durata in diversi modi:
Resistenza ai carichi dinamici: saldature continue nei quadri di magazzino distribuiscono lo stress uniforme, minimizzando le crepe di fatica anche sotto carico ciclico da carrelli elevatori o sistemi di impilamento.
Mitigazione della corrosione: per i magazzini in ambienti umidi o costieri, la saldatura è accoppiata in acciaio zincato o leghe resistenti alle intemperie. I trattamenti post-saldati, come i rivestimenti anticorrosivi, prolungano ulteriormente la durata di servizio.
Espansione modulare: le connessioni saldate consentono una facile espansione degli spazi di magazzino, poiché le nuove sezioni di acciaio possono essere integrate perfettamente nei quadri esistenti.
4.3 Saldatura in framework di pollame
Le case di pollame, come i pollai, richiedono strutture che sopportano condizioni difficili, tra cui umidità, emissioni di ammoniaca e fluttuazioni della temperatura. La saldatura affronta queste sfide attraverso:
Design igienico:Saldature lisce e continue eliminano le fessure in cui i batteri o l'umidità potrebbero accumularsi, a sostegno delle condizioni sanitarie essenziali per la salute del bestiame.
Integrazione del sistema di ventilazione:I frame in acciaio saldati supportano in modo sicuro i condotti di ventilazione e i sistemi di isolamento, che sono fondamentali per mantenere ambienti interni stabili.
Capriate leggere ma durature:L'uso di sezioni di acciaio a parete sottile saldate in capriate riduce i costi dei materiali senza compromettere la resistenza, ideale per progetti agricoli sensibili ai costi.
La combinazione di saldatura avanzata e materiali in acciaio riduce i costi di manutenzione e l'impatto ambientale. Le strutture in acciaio sono riciclabili al 100% e la durata della vita estesa riduce al minimo il consumo di risorse nel tempo. Ad esempio, una pollame in acciaio ben saldata può durare oltre 50 anni con riparazioni minime, offrendo una soluzione sostenibile per gli agricoltori.
