1.前言

埋弧焊通常用於建築結構的箱形柱的角接頭。板厚70mm以下的材料通過單邊單道完成焊接，對於厚度超過70mm的材料，通過氣體保護金屬電弧焊接，埋弧焊多道焊接，或採用這兩種方法的組合焊接程序。這樣傳統的重厚板和高性能鋼板的焊接工藝存在熱輸入，供電能力，焊接性，成本，變形等諸多問題。

通過研究各種焊接工藝及其組合的結果，通過採用以高速旋轉電弧焊接工藝進行焊接的組合焊接工藝來解決這些問題，高速旋轉電弧焊接工藝（SPIN ARC 介紹詳見其他文章）使用方形窄縫隙作為根部打底焊接，最後破口的表面處通過埋弧焊接單道V形破口蓋面。

2. 箱形梁

四個外側的面板和作為內加強板的隔板組成箱形梁。 一般通過埋弧焊（SAW）焊接面板（翼板和腹板）的角接頭，並通過電渣焊（ESW）焊接翼板與隔板之間的接頭。 規範要求全面滲透。 在高層建築的中，使用最大厚度為100mm，抗拉強度為590N / mm2的高強度厚板已經很普遍。 還需要前所未有的高焊接性能，例如0℃時夏比衝擊值超過70J（HAZ韌性）

為此焊接過程要控制線能量，焊接線能量直接影響焊縫的機械性能。線能量大時，焊接冷卻速度降低，會使焊縫與熱影響區的晶粒變粗大，降低強度及韌性，還可能加大熱影響區的軟化程度，影響接頭的高溫性能。採用低的線能量，可提高焊接冷卻速度，有利於細化焊縫及熱影響區的晶粒、提高其衝擊韌性。

主要原因--在焊接的過程中，熔化態的金屬在冷卻結晶過程中，在固態金屬的收縮和殘餘液態金屬的不足，不能及時填充收縮留下的空間，在拉應力的作用下沿著晶間開裂，俗稱結晶裂紋，避免裂紋的出現，就是降低冷卻速度，減少線能量的輸入，

補充： 線能量J=U*I/v=【V*A】/【cm/s】=J/cm

3. 工藝比較

當使用重厚板和高性能鋼板作為箱柱的面板時，用於箱角接頭的焊接程序的各種焊接程序和它們的組合的比較。

程序①至⑥都有優點和缺點。例如，從輸入熱量和加工性的觀點來看，①和②是有利的，但是焊接效率是一個問題;相反，⑤和⑥的效率較高，但在輸入熱量，可加工性等方面存在問題。因此，著眼於③熱輸入小，焊接效率比較高，④加工性好，效率高，即使假設在該方法的熱量輸入限制內使用。根據比較研究的結果和使用樣品試件的這些方法的簡單預測，選擇由③窄間隙MIG（窄間隙焊接與高速旋轉電弧）和④最後通過SAW組合的組合焊接程序。

NG SAW narrow gap SAW 窄間隙埋弧焊，

NG MIG narrow gap MIG 窄間隙氣保焊帶旋轉電弧

圖1

圖2

圖3

圖4

圖5

圖6

4. 工藝改進

箱型梁角接頭的破口如圖所示。

從破口頂部為v型，深度約30mm，底部為原來的方槽形式面寬度約為15mm，並且一層和一層 通過高速旋轉電弧焊接工藝進行多層焊接。 接著，在破口表面使用槽深約30mm的V槽，通過一層一次SAW焊接進行最終道次焊接。在利用窄間隙焊接進行厚壁板的全厚度焊接 高速旋轉弧，目前存在問題有 配合車間生產線的進展，槽的寬度等有關的問題。因此，採用組合的焊接工藝，其中在板的熱極限內進行SAW焊接破口的最後一道

在的破口形狀中，採用了大約1.5度左右的反向梯形形狀以適應多層焊接的熱收縮，因此在焊接過程中保持了恆定的槽寬度。

角接縫中的破口的形狀是通過氣割面板的邊緣而形成的。 尺寸精度和切割表面粗糙度控制在誤差上限±2mm，也是可以應用該焊接工藝的

在角焊縫焊接時，對厚壁板進行小的熱輸入焊接時，特別是在第一層，容易產生焊接缺陷。 作為對策，通過對背襯金屬進行機械加工來形成凹部，使得可能發生的任何缺陷侷限於板厚的外部。

5. 小結

一種新型焊接工藝(高速旋轉電弧+埋弧焊)的應用，對採用厚厚板、高強度、高質量鋼板作為建築結構進行了響應。

在未來，結構工程廠家可以用這種焊接技術來擴大適用各種形狀和接頭的範圍，作為一種焊接技術，以應對更高的強度和更高的質量要求。

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關鍵字: 焊縫 高速旋轉 工藝