异型多腔体巨型钢柱焊接技术

异形多腔体巨型钢柱焊接技术

2016.11目录contents技术背景1研究探索2成果价值3第一部分技术背景一、技术背景（一）技术依托

天津117大厦结构体系：钢筋混凝土核心筒+巨型外框架结构。巨型外框架传力路径：楼面钢梁→次框架柱→环带桁架→巨型钢柱。巨型钢柱焊接质量意义重大巨型钢柱为大楼之基、承载之重一、技术背景（二）焊接体量最大截面：22.4×24m最大板厚：120mm材质：Q345GJC，Q390GJC焊接量：2200t，所用焊丝可围

绕地球6圈地下室截面地上截面一、技术背景（三）焊接空间最小施焊空间200mm一、技术背景（四）焊接环境60℃粉尘排风扇冷风机冰块一、技术背景

巨型钢柱的腔体数量、分段拼接单元、焊缝填充量均为世界之最。

如此复杂的异形多腔体巨型钢柱的焊接技术，国内外尚无研究。（五）技术对比深圳平安巨型柱广州东塔巨型柱第二部分研究探索二、研究探索（一）目标品质保障焊缝质量焊后精度焊接应力控制二、研究探索（二）深化设计解决方案超厚板精密切割技术保证巨型钢柱外形尺寸，制作源头控制精度。1、原材尺寸的限制二、研究探索（二）深化设计解决方案2、焊接空间的设计最优空间设置坡口方向的选取，隔板后焊、开预留洞。坡口开在空间大侧后焊板预留孔二、研究探索（二）深化设计解决方案3、焊缝填充的优化全熔透→半熔透焊缝余高可保证焊缝强度等强降低焊缝填充量，控制变形提高经济效益T型接头焊缝二、研究探索形式横焊缝：单边V形坡口立焊缝：双边V形坡口坡口角度：35°优势减少焊接填充量保证全熔透焊缝质量是一种平衡了质量与经济的坡口形式。横焊缝焊接立焊缝焊接横焊缝立焊缝（二）深化设计解决方案3、焊缝填充的优化对接接头焊缝带有余高的半熔透焊缝可与全熔透焊缝达到等强效果。全熔透半熔透ANSYS数值模拟二、研究探索（二）深化设计解决方案3、焊缝填充的优化二、研究探索（二）深化设计解决方案VST型接头十字接头开口单元对接接头土字接头闭口单元4、分段焊接接口处理同一截面的焊缝尽量同时焊接—避免热量不均产生变形。二、研究探索（三）焊接应力、变形控制研究1、焊接部署-焊接原则12分步骤焊接时，先焊长度较长、填充量较大的焊缝，后焊长度较短、填充量较短的焊缝—减小残余应力。对称位置应对称焊接—升温与降温对称均匀，控制变形。3巨柱单元共性：同时存在同一节间立焊缝、上下节间横焊。方案一方案二原则：对于多腔体多单元组拼焊接，同一节单元先立焊后横焊，可有效的降低残余应力。二、研究探索（三）焊接应力、变形控制研究1、焊接部署-焊接顺序二、研究探索焊工二在焊工一收弧位置起弧，开始施焊，同时焊工一开始第二道焊缝的施焊焊工一开始第一道焊缝的施焊焊工三在焊工二收弧位置起弧开始施焊，同时焊工二接焊工一第二道焊缝，焊工一开始第三道焊缝的施焊（三）焊接应力、变形控制研究1、焊接部署-多层多道焊二、研究探索分段焊接头处的每道焊缝应错开至少50mm的间隙，避免接头全部留在一个断面。焊道分段接头处理（三）焊接应力、变形控制研究1、焊接部署-分段接头处理先立后升横较比课先横后翅立的顺士序残余刻应力更缠小而均研匀，高叙应力区安域面积呀会减少40%弄~50多%。焊接魔部署潜前焊接部署挖后ANS阶YS数值模硬拟二、研目究探索（三到）焊馆接应掠力、辽变形匆控制买研究2、焊接暑应力数拍值模拟二、研孤究探索“西鸟”字畜型截芽面的休焊接（三近）焊嘱接应誉力、肝变形咳控制把研究3、典型周截面焊飞接STE肃P1因腔僻体空温间狭扇小，征若内毕外同电时焊适接，战则腔背体内热部的坑温度袋过高赛，人悦员无择法操卵作，物因此触腔体呜内外挤的的嘴焊缝类必须揪分开疾焊接玻。腔体箩外围颠焊缝罚长度震和填掀充量糟较大裕，所顾以先眉焊接川外围断焊缝。STE但P2二、屯研究湾探索“日童”字拾型截扬面的延焊接（三许）焊陆接应伍力、捎变形寻控制刷研究3、典型赔截面焊罢接ST开EP1长度凳方向倚的焊父缝较损长，塔达到4.5米。为洁防止由善于焊接朵长度过猾长，造枪成焊缝识收尾温税度不均码，焊接旷残余应前力难以看释放。垃长度超田过2米的挥焊缝抛需要否进行盼多人条多段烫焊接灾。每筒名焊置工的隔施焊琴长度棵不宜劈燕大于1.5米STE萝P2二、例研究冤探索双三角阔截面的权焊接（三询）焊之接应埋力、怖变形肠控制燥研究3、典型服截面焊诸接STE鬼P1腔体内医部隔板哨横纵交津错的情货况下，蕉人员在不焊接过骆程中，脚四周的召隔板尽些量不要纯同时施相焊，以呆免由于称环境温刮度高造梦成操作弃人员的的不适。ST火EP2ST碗EP3二、研塑究探索（三愿）焊牙接应动力、头变形植控制疮研究4、焊接伍变形控李制措施花篮支螺栓柏微调焊接约睡束板工艺弯隔板该加设合理射拼装颂顺序变形控炎制二、研膛究探索（三河）焊来接应麻力、区变形榴控制滩研究5、焊存接应艰力控颗制措滋施焊前僚预热层间温控电加热后热处问理超声波拦应力消棚除应力消准除第三部特分成果价伸值三、成汗果价值（一粪）实搁施效幻玉果焊缝策一次班合格长率99.淋5%巨柱纱变形5m测m以内去处座残余访应力80%以上专利2项中建蜻总科要学三群等奖科技鉴暂定：国巡寿际领先论文2篇省部面级工合法2项，偿企业自工法1项天津市牌建设系刃统QC一等嫂奖三、成丹果价值（二喝）创核优成副果巨型召钢结董构是艘近年能发展辛起来领的的恳超高澡层建莲筑体液系。狮其结胆构形斯式具享有巨懂大抗抱侧刚没度、羽充分故发挥殿材料奇性能箩等优四势。柴巨型霉钢结丛构的跌发展阻为本境技术私提供券了广股阔市政场前眨景。披目前酱本技远术已卵成功溜应用冤于北压京中啊国尊扛项目此。中国尊最巨型柱三、成铁果价值（三）好推广应藏用中国年尊三、成临果价值（四垂）经于济社宵会效汉益社会效缘瑞益经济效逢益提高焊丧缝质量严，降低储返修率串，节省填焊丝量宫，节省卷人工，蓄缩短工皮期，综馆合效益101骄4.3万元社会关柔注度高盐，变形专控制效采果好，耗得到业静主、监使理一直稠好评，薪为今后叔异性多驾腔体结融构设计舰提供了锁可