CN105195860A - 阴面对接斜立焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种阴面对接斜立焊接方法，该方法包括如下步骤：提供一焊接件以及与该焊接件焊接的焊接板，其中，焊接件上欲与焊接板焊接结合的一端设置有第一焊接面及第二焊接面，该第一焊接面与第二焊接面形成尖锥形，第一焊接面对应为第一焊接区，第二焊接面对应为第二焊接区；在第一焊接区焊接位置为尖锥最内侧，形成第一焊接道；在第二焊接区，焊接位置为尖锥最内侧形成第二焊接道，接着焊接第二焊接道的外侧并紧邻第二焊接道，形成第三焊接道；在第一焊接区焊接第一焊接道的外侧，形成第四焊接道，接着焊接紧邻第四焊接道的位置，形成第五焊接道；在第二焊接区焊接第三焊接道的外侧，形成第六焊接道；通过该方法，可克服残余应力及变形控制。

Description

阴面对接斜立焊接方法

【技术领域】

本发明涉及钢结构焊接领域，尤其涉及一种超长阴面斜立焊接的结构，以及涉及该结构的焊接方法。

【背景技术】

随着我国经济水平的不断发展，人民物质文化生活水平达到了一个新的高度。人们对建筑(特别是公共建筑)的需求观念也发生了根本性变化，在对功能、安全要求日益提高的同时，对建筑美观性能也比以往有着更高的需求。近15年间，国内各类结构形式新颖、造型奇特的钢结构建筑层出不穷。不断追求性能与美观的同时，对钢结构制作、安装，特别是焊接作业提出了更大的挑战以及更高的要求。

由于节点日益复杂，而现场施工条件又各不相同，各类形式的阴面斜立焊不断出现，但目前尚无成熟案例和施工规范可做参考。

比如，美国专利US4,292,496号，公开了M.G.Hoy等人发明的采用双斜焊缝的竖板焊接方法，这是针对厚板焊接提出的，正如该文所述，公知的改善厚板焊接的作法诸如采用特殊的焊缝(如单面或双面U、V、X和Y形坡口)，加大焊接电流或者降低焊接速度等。该专利的方法即针对诸如铝及铝合金厚板(约3.8cm)电弧焊接，选择焊接电流在290-420A，并且提出在惰性气体(如纯净的氩气)保护下采用双斜缝的竖板焊接工艺。但该方法的实质是着眼于改善诸如铝合金焊接时的焊口韧性，而未虑及如何确保焊接速度，特别是并未给出适用于钢板焊接的实用参数，也并未提出焊接残余应力的消除或者焊接板材变形的问题的解决方案。

再如，中国专利申请94114847.5号，虽涉及大型工件，如圆盘式水轮发电机转子支架的“现场”焊接方法，该文献中虽有给出相关焊接参数的配合方式，但该方法的作业方式实质是按工厂式条件考虑的，目的仅是针对所述特殊焊件，为减小焊接应力、圆盘面收缩及变形，同样没考虑到焊接残余应力的消除或者焊接板材变形的问题的解决方案。

有鉴于此，为了解决上述问题需要提供一种新的阴面对接斜立焊接方法。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种在异型截面超长斜立焊的施工过程中，克服残余应力及变形控制、提供较佳斜立焊缝熔滴过渡形式、焊接顺序及高空焊接操作防护的阴面对接斜立焊接方法。

为实现上述目的，本发明提供一种阴面对接斜立焊接方法，该方法包括如下步骤：提供一焊接件以及与该焊接件焊接的焊接板，其中，焊接件上欲与焊接板焊接结合的一端设置有第一焊接面及第二焊接面，该第一焊接面与第二焊接面形成尖锥形，尖锥形的尖顶位置定义为内侧，第一焊接面与焊接板之间的空间为第一焊接区，第二焊接面与焊接板之间的空间为第二焊接区；在第一焊接区焊接该焊接件与焊接板，焊接位置为尖锥最内侧，形成第一焊接道；在第二焊接区焊接该焊接件与焊接板，焊接位置为尖锥最内侧形成第二焊接道，接着焊接第二焊接道的外侧并紧邻第二焊接道，形成第三焊接道；在第一焊接区焊接该焊接件与焊接板，焊接第一焊接道的外侧，形成第四焊接道，接着焊接紧邻第四焊接道的位置，形成第五焊接道；在第二焊接区焊接该焊接件与焊接板紧邻第三焊接道的外侧，形成第六焊接道。

作为本发明的一种改进，上述的第一焊接道和第二焊接道焊接时，焊丝直径为1.2毫米，焊接电流为120安培，焊接电压为18.5伏特，焊接速度为13厘米每分钟。

作为本发明的一种改进，上述的第三焊接道和第四焊接道焊接时，焊丝直径为1.2毫米，焊接电流为135安培，焊接电压为20伏特，焊接速度为9厘米每分钟。

作为本发明的一种改进，上述的第五焊接道和第六焊接道焊接时，焊丝直径为1.2毫米，焊接电流为125安培，焊接电压为20.5伏特，焊接速度为6.5厘米每分钟。

作为本发明的一种改进，在外界温度低于0度时，需对焊口两侧75毫米范围内预热至30-50度。

作为本发明的一种改进，在焊缝区空气湿度大于85％时，该方法还包括加热除湿步骤。

作为本发明的一种改进，该方法还包括后热保温处理，在焊缝两侧100mm宽幅均匀加热，加热时自边缘向中部，又自中部向边缘由低向高均匀加热，加热温度为200～250℃，保温时间为板材厚度每25毫米1小时。

作为本发明的一种改进，该方法还包括预热步骤，预热范围宽度选择为150毫米。

作为本发明的一种改进，该方法还包括如下步骤，焊接完成后对焊缝进行局部热处理消除应力，热处理采用电阻加热器，覆盖宽度为焊缝周围320毫米。

作为本发明的一种改进，该焊接件为人字拱，该焊接板为倒三角屋脊梁，该人字拱包括两垂直相交的腹板，分别为长腹板和短腹板，人字拱还包括上弦圆管和下弦弧形板。

作为本发明的一种改进，焊接之前，先将人字拱的下弦弧形板与腹板分离，单独焊接长腹板与倒三角屋脊梁，在腹板与倒三角屋脊梁的焊接完成后，再将下弦弧形板焊接至长腹板。

作为本发明的一种改进，在焊接下弦弧形板至长腹板的过程中，先焊接对立面的两个下弦弧形板，再焊接另一对立面的两个下弦弧形板。

作为本发明的一种改进，该下弦弧形板为弧形，包括两相对的直边以及两相对的弧形边，在将下弦弧形板焊接至长腹板过程中，先将两弧形边焊接至长腹板，再将两直边焊接至长腹板。

作为本发明的一种改进，下弦弧形板的每边分设成先焊区和预留区，焊接时，先焊接每边的先焊区，四条边的先焊区都焊接完成后，再焊接预留区。

作为本发明的一种改进，在腹板出现较大变形时，本方法还包括加热矫正步骤，加热温度控制为650±50℃。

作为本发明的一种改进，该方法还使用一挂架，该挂架包括若干槽钢框架用以形成挂架的骨架，在槽钢框架上架设若干横向角钢框架用以形成若干支架以进一步铺设钢跳板，于槽钢框架内还设置有钢爬梯。

本发明提供的方法，采用每侧破口薄层3道全摆幅和分段焊接的焊接方法，严格控制单道焊缝的厚度和宽度，减少焊接热输入，由于腹板焊缝为尖锥形接头双面坡口熔透对接焊，焊缝相对于翼缘板(脊梁侧板)相当于表面堆焊，塑变区主要处于板厚方向，且焊缝金属的横向变形不受到母材约束，相对而言残余应力影响较小，腹板焊缝为双面V型破口熔透对接焊缝，可效的减小焊接角变形。同时在安装时严格保证对接精度，控制焊缝间距大小，最大化减小焊缝截面积增大带来的焊接残余变形。

【附图说明】

图1是本发明阴面对接斜立焊接方法的结构示意图。

图2是本发明阴面对接斜立焊接方法的流程示意图。

图3是本发明阴面对接斜立焊接方法的一个具体实施例的结构示意图。

图4是图3中具体实施例的人字拱截面示意图。

图5是图3中具体实施例的弧板的结构示意图。

图6是图5中弧板焊接时的结构示意图。

图7是本发明阴面对接斜立焊接方法中应用的挂架的立体示意图。

【具体实施方式】

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的阴面对接斜立焊接方法的具体实施例、结构、特征及其功效，详细说明如下：

有关本发明的前述及其它技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施例的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。作为焊接作业的基本内容，在超长阴面斜立焊的现场焊接正式施工前，技术质量部门首先根据现场焊接的实际形式、现场焊接环境等规范要求考虑的因素进行焊接工艺评定。完成人员、材料准备工作后，还应当在正式焊接前，做好构件母材检测(主要对节点部位进行检测)，并根据实际节点形式，确定焊接顺序及工艺。在做好焊接常规措施的同时，需根据节点形式设计专用焊接操作平台，阴面超长斜立焊在焊接施工过程中，应当采取分层、分道、对称、同步焊接的方法进行施焊作业，一方面确保在焊接过程中的温度控制，另一方面及时采用全站仪对构件安装的位置进行核查。同样，在焊接作业完成后还要做好项目自检和专业检测机构焊缝检查等工作。

焊接施工前，应在开工前组织现场施工人员认真学习实施性施工组织设计、施工图纸设计要求，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。制定施工安全保证措施，并提出应急预案。对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前培训，考核合格后持证上岗。主要包括以下四个部分

(1)熟悉施工图纸、施工方案及相关规范要求。

(2)编制作业指导书、技术交底，并确保交底到个人。

(3)了解特殊环境下焊接作业操作要点及应对措施；了解特殊焊接部位节点焊接工艺要求。

(4)在正式施焊前，根据本工程的设计文件、图纸规定的施工工艺和验收标准，结合工程的结构特点、节点形式等做出相应的焊接工艺评定。

外业准备主要包括施工作业层中所涉及的各种外部机具、设备材料等数据收集。

请参图1，为本发明阴面对接斜立焊接方法的结构示意图，该结构中包括焊接件10以及与该焊接件10焊接的焊接板11，其中，焊接件10上欲与焊接板11焊接结合的一端设置有第一焊接面101及第二焊接面102，该第一焊接面101与第二焊接面102形成尖锥形，尖锥形的尖顶位置定义为内侧，同时，第一焊接面101与焊接板11之间的空间定义为第一焊接区21，第二焊接面102与焊接板11之间的空间定义为第二焊接区22，两焊接区之间用以容纳焊接的焊料23。

请同时参考图2，在焊接该焊接件10与焊接板11的过程中，本发明采用了分区域、分道焊接的流程：

首先，定位焊接件10与焊接板11的相对位置；

其次，进行第一步焊接，在第一焊接区21焊接该焊接件10与焊接板11，焊接位置为尖锥最内侧，如图1中①的位置(第一焊接道)；

第三，进行第二步焊接，在第二焊接区22焊接该焊接件10与焊接板11，焊接位置为尖锥最内侧，如图1中②的位置(第二焊接道)，接着焊接第三道，位置为相邻图1中第二焊接道②的位置的外侧并紧邻第二焊接道②的位置，即③的位置(第三焊接道)；

第四，进行第三步焊接，在第一焊接区21焊接该焊接件10与焊接板11，焊接位置为紧邻图1中第一焊接道①的位置的外侧，即④的位置(第四焊接道)，接着焊接第五道，位置为紧邻第四焊接道④的位置的外侧，即，⑤的位置(第五焊接道)；

第五，进行第四步焊接，在第二焊接区22焊接该焊接件10与焊接板11，焊接位置为图1中位置第三焊接道③的外侧，即位置⑥(第六焊接道)。

简单来说，焊接顺序为：焊接两元件之间第一侧的一道，再焊接两元件之间另一侧的两道，再焊接第一侧的两道，最后焊接另一侧的最后一道，共计6道，每侧3道。

按上述，则第一区域21的焊道包括①④⑤，第二区域22的焊道包括②③⑥，每一区域的三焊道均需按照表1的工艺参数进行：

表1

本焊缝属于斜立焊位，如，垂直角度20°，具有较强的仰焊特点。由于焊接效率较高的射滴过渡于空间位置，焊接时焊缝成型不易控制，宜采用短路过渡的熔滴过渡形式。将短路过渡电压控制在18～20V之间，短路时间较长，焊接过程较稳定，能够在阴面斜立位较好的成型。较小的电压也会有效的降低熔宽，增大熔深。

焊接电流和焊丝直径也即焊丝的电流密度对短路过渡过程同样有着较大影响。在焊丝选择方面，细焊丝在短路过渡中有着较宽的送丝速度范围，过程易于控制，故而选择直径较小的φ1.2mm的药芯焊丝，较小的焊丝直径在CO2保护气体的冷却、压缩作用下会带来较大的电流密度，提高焊接效率。

采用每侧破口薄层3道全摆幅和分段焊接的焊接方法，严格控制单道焊缝的厚度和宽度，减少焊接热输入，以减少降低焊缝机械性能的因素。单道焊缝厚度控制在6mm左右，最外侧焊道宽度控制在15mm以内。焊缝分段控制在0.6m左右，自下而上进行焊接。

采用氧气和乙炔气体中性焰加热方法，将焊缝焊接的层间温度控制在85～100℃，焊接过程中使用温度测温仪进行监控，当焊缝焊接温度低于要求时，立即加热到规定要求之后再进行焊接。焊缝需连续焊接完成，不允许无故停焊，如遇特殊情况立即采取措施，达到施焊条件后，重新对焊缝进行加热，加热温度比焊前预热温度相应提高20～30℃。

另外，较佳的，一些焊接条件可具备：

(1)下雨天时，露天不允许进行焊接施工，如果必须施工，必须进行防雨处理，在焊接作业区域设置防雨防风措施；

(2)在外界温度低于0度时，需对焊口两侧75毫米范围内预热至30-50度；

(3)若焊缝区空气湿度大于85％，应采取加热除湿处理；

(4)焊缝表面需干净，无浮锈，无油漆；

(5)采用手工电弧焊接作业(风力大于5米/秒)和二氧化碳气体保护焊(风力大于2米/秒)作业时，未设置防风棚或没有防风措施的部位严禁进行施焊作业；

(6)正式施焊前应清除焊渣、飞溅等污物，定位焊点与收弧处必须用角向磨光机修磨成缓坡状，且确认并无熔合、收缩孔等缺陷。

焊接施工过程中：

焊接采用根部手工焊封底、半自动焊中间填充、面层手工焊盖面的焊接方式。带衬板的焊件全部采用CO2气体保护半自动焊焊接。

同一层道焊缝出现一次或数次停顿需再续焊时，始焊接头需在原熄弧处后至少15mm处起弧，禁止在原熄弧处直接起弧。CO2气体保护焊熄弧时，应待保护气体完全停止供给、焊缝完全冷凝后方能移走焊枪。禁止电弧刚停止燃烧即移走焊枪，使红热熔池暴露在大气中失去CO2气体保护。

打底层，在焊缝起点必须超过前方50mm处的引弧板上引燃电弧，然后电弧进行焊接施工。熄弧时，电弧不允许在接头处熄灭，而是应将电弧引带至超越接头处50mm的熄弧板熄弧，并填满弧坑，运弧采用往复式运弧手法，在两侧稍加停留，避免焊肉与坡口产生夹角，达到平缓过渡的要求。

填充层，在进行填充焊接前应清除首层焊道上的凸起部分及引弧造成的多余部分，清除粘连在坡壁上的飞溅物及粉尘，检查坡口边缘有无未熔合及凹陷夹角，如有,必须用角向磨光机除去。CO2气体保护焊时，注意控制CO2气体流量，熔池保持水准状态，运焊手法采用划斜圆方法，填充层焊接面层时，应注意均匀留出1.5mm～2mm的深度，便于盖面时能够看清坡口边。

面层焊接，直接关系到该焊缝外观质量是否符合质量检验标准，开始焊接前应对全焊缝进行修补，消除凹凸处，尚未达到合格处应先予以修复，保持该焊缝的连续均匀成型,面层焊缝应在最后一道焊缝焊接时，注意防止边部出现咬边缺陷。

焊接过程中，焊缝的层间温度应始终控制在100～150℃之间，要求焊接过程具有最大的连续性，在施焊过程中，若出现修补缺陷、清理焊渣所需停焊的情况造成温度下降，则必须进行加热处理，直至达到规定值后方能继续焊接。焊缝出现裂纹时，焊工不得擅自处理，应报告焊接技术负责人，查清原因，订出修补措施后，方可进行处理。

焊后热处理及防护措施：母材厚度25mm≤T≤80mm的焊缝，必须立即进行后热保温处理，后热应在焊缝两侧各100mm宽幅均匀加热，加热时自边缘向中部，又自中部向边缘由低向高均匀加热，严禁持热源集中指向局部，后热保温处理加热温度为200-250℃，保温时间应依据工件板厚按每25mm板厚1小时确定。达到保温时间后应缓冷至常温。

焊后清理与检查：焊后应清除飞溅物与焊渣，清除干净后，用焊缝量规、放大镜对焊缝外观进行检查，不得有凹陷、咬边、气孔、未熔合、裂纹等缺陷，并做好焊后自检记录，自检合格后鉴上操作焊工的编号钢印，钢印应鉴在接头中部距焊缝纵向50mm处，严禁在边沿处鉴印，防止出现裂源。外观质量检查标准应符合GB-50221表4-7-13的I级规定。

焊后清理，焊接完成后，须切除并磨平引、熄弧板。

焊缝的无损检测，焊件冷至常温≥24小时后，进行无损检验，检验方式为UT检测，检验标准应符合JGB-11345-89《钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级方法》规定的检验等级并出具探伤报告。

由于腹板焊缝为T型接头双面坡口熔透对接焊，焊缝相对于翼缘板(脊梁侧板)相当于表面堆焊，塑变区主要处于板厚方向，且焊缝金属的横向变形不受到母材约束，相对而言残余应力影响较小。残余应力主要产生于T型接头腹板与取出弧板焊缝上。

各项研究表明，焊接区域上温差过大或时间上变化过快，会产生较大的瞬时应力，造成焊接残余应力。T型接口焊缝区域及附近存在较大的焊接应力，距离焊缝较远的区域焊接应力逐渐降低。作业开始前，对焊缝周围内母材进行预热，预热范围宽度选择为150mm，避免因范围过窄造成新的温差应力。焊接完成后对焊缝进行局部热处理以消除应力，热处理采用电阻加热器，覆盖宽度为焊缝周围320mm。

请参图3，图3是本发明阴面对接斜立焊接方法的一个具体实施例的结构示意图。于此形态中，该构造包括倒三角屋脊梁91以及与该三角屋脊梁91焊接的人字拱92，请同时参考图4，图4所示为人字拱92的截面示意图，从图中可看出，人字拱92包括两垂直相交的腹板，分别为长腹板921和短腹板922，结合于腹板，该人字拱92的上弦区域包括上弦圆管923，下弦区域包括下弦弧形板924，简言之，人字拱92的截面形式为异型橄榄式截面，上弦为圆管结构，下弦为四块弧板组成的橄榄式结构，腹板贯穿上下弦。人字拱腹板与屋脊梁对接长度4.87m，板厚30mm，材质Q345GJC；对接位置屋脊梁侧板厚度20mm，材质Q345GJC。腹板焊缝(图3中人字拱92与倒三角屋脊梁91之间的黑线部分)与垂直线夹角20°。某屋盖结构中，共10对(20根)人字拱，与屋脊梁对接接口全部位于30m～45m高空的拱顶位置。由于拱架结构的特殊形式，周围无任何可作为操作面的结构存在，且构件截面均为异型，需针对异型构件的特点设计安全可靠的专用焊接操作平台。同时考虑到工程地处临海地区，作业时间跨越冬春季节，气候多风，操作平台需要具备妥善的焊接防护功能，以满足风速敏感度较高的CO2气体保护焊作业时的基本要求。

对应上述，该人字拱92的腹板即对应焊接件，而倒三角屋脊梁91则对应焊接板，腹板焊缝则采用本发明的焊接方法焊接。

于此实施例中，为便于焊接，需要先将人字拱91的下弦弧形板924与腹板分离，单独焊接长腹板921与倒三角屋脊梁91，在焊接完成腹板之后，再将下弦弧形板924焊接至长腹板921，因为此形态中包括四个下弦弧形板，四个下弦弧形板两两相对，在焊接下弦弧形板924至长腹板921的过程中，先焊接对立面的两个下弦弧形板(对角方向)，再焊接另一对立面的两个下弦弧形板。

腹板与屋脊梁对接焊缝长度超长，且长厚比较大，形式为高空较难操作的阴面斜立焊缝，薄板组立厚板的T型接口，变形与残余应力控制困难。焊缝位于结构关键传力节点位置，对焊接裂纹极其敏感，焊接裂纹的控制同样为一大重点。

请参图5，为下弦弧形板924的示意图，该下弦弧形板924为弧形，包括两相对的直边924a以及两相对的弧形边924b。在将下弦弧形板924焊接至长腹板921过程中，先将两弧形边924b焊接至长腹板921，再将两直边924a焊接至长腹板921。

请参图6，为下弦弧形板924焊接时的结构示意图，即，每边分设成先焊区H1和预留区H2，焊接时，先焊接每边的先焊区H1，四条边的先焊区H1都焊接完成后，再焊接预留区H2。

焊缝的拘束度导致降温过程中瞬时应力释放受到阻碍，是产生残余应力的一个主要因素。在完成十字腹板(即，长短腹板的组合)的焊接后，对后续下弦弧形板的焊接产生了较大约束作用。焊接顺序上先焊对角线位置的两块弧板，拘束度较小，另两块对角线弧板焊接时变角位置预留350mm焊缝后焊，待其他位置焊缝完成后再进行预留位置焊接，使焊接应力消散更为平滑。

腹板焊缝为双面V型破口熔透对接焊缝，可效的减小焊接角变形。同时在安装时严格保证对接精度，控制焊缝间距大小，最大化减小焊缝截面积增大带来的焊接残余变形。

焊接变形是不可避免的，只能尽量减小，如焊接过程中由于操作不当等意外因素出现腹板较大变形，采用锤击法与加热矫正方式进行处理，加热温度控制为650±50℃，同一位置加热次数不可超过2次，以避免材料脆化的发生。

分析较易出现的焊接变形情况，一种为局部腹单侧角变形，这是由于整个焊接过程中两侧焊缝焊接工艺、人员水平存在差异造成的，校正时对弯曲外侧焊缝及周围进行带状加热。加热时采用微氧化焰。

一种为腹板波浪形变形，由焊缝纵向收缩造成，校正时采用锤击法，对距离焊缝3cm内的带状范围进行锤击，使缩短的金属拉长。

请参图7，为本发明中所使用的一种挂架80。为解决焊接操作空间问题，针对结构特点设计专用操作防护挂架，该挂架80包括若干槽钢框架81用以形成挂架80的骨架，在槽钢框架80上架设若干横向角钢框架82用以形成若干支架以进一步铺设钢跳板(未图示)，另外，于槽钢框架81内还设置有钢爬梯83，用于施工人员上下通行。挂架整体形式与倒三角屋脊梁的竖边倾斜角度一致，贴合屋脊梁侧板，上部通过卡板与屋脊梁焊接固定，安全可靠。其四道横向角钢框架铺设跳板后可应对挂架范围内各个高度的焊接作用。作业时，架体周围以防风布围挡，有效的防止高空多风环境对CO2气体保护焊的影响。

可以直接将挂架挂在屋脊梁焊缝处。挂架里面设置垂直钢爬梯，方便工人上下同行；挂架与屋脊梁紧密贴合，每层铺设钢跳板，周边拉设安全防护网及防风布，保证作业人员在挂架内施工安全。

本发明提供的焊接方法从施工工艺进行了详尽的说明，并结合一具体实施例，从经济时效，节约成本，技术经验，质量控制等多方面，多角度系统的加以阐述，是同类型工程的科学典范。超长阴面斜立焊的现场焊接工法控制了以往焊接此类焊缝时质量难以控制的难点，从而消除了以往因此所带来的焊缝返修等费用，另一方面，焊接过程中采用安全可靠的操作挂架，节约材料费用。

具体实施例中的焊接结构为空间拱形预应力结构体系，形式独特，造型新颖，构件形式复杂，屋盖钢结构由10榀拱形结构组成空间受力体系。在异型截面超长斜立焊的施工过程中，克服了残余应力及变形控制、斜立焊缝熔滴过渡形式、焊接顺序及高空焊接操作防护几个重难点，以较好的质量完成了此非常规焊缝的焊接，可为后续类似工程提供借鉴经验。其中对阴面超长斜立焊焊缝检测一次性检测合格率100％，第三方检测一次性合格率100％，取得了良好的经济效益和社会影响。

以上所述，仅是本发明的实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (16)

1.一种阴面对接斜立焊接方法，其特征在于:该方法包括如下步骤：

提供一焊接件以及与该焊接件焊接的焊接板，其中，焊接件上欲与焊接板焊接结合的一端设置有第一焊接面及第二焊接面，该第一焊接面与第二焊接面形成尖锥形，尖锥形的尖顶位置定义为内侧，第一焊接面与焊接板之间的空间为第一焊接区，第二焊接面与焊接板之间的空间为第二焊接区；

在第一焊接区焊接该焊接件与焊接板，焊接位置为尖锥最内侧，形成第一焊接道；

在第二焊接区焊接该焊接件与焊接板，焊接位置为尖锥最内侧形成第二焊接道，接着焊接第二焊接道的外侧并紧邻第二焊接道，形成第三焊接道；

在第一焊接区焊接该焊接件与焊接板，焊接第一焊接道的外侧，形成第四焊接道，接着焊接紧邻第四焊接道的位置，形成第五焊接道；

在第二焊接区焊接该焊接件与焊接板紧邻第三焊接道的外侧，形成第六焊接道。

2.如权利要求1所述的阴面对接斜立焊接方法，其特征在于：所述第一焊接道和第二焊接道焊接时，焊丝直径为1.2毫米，焊接电流为120安培，焊接电压为18.5伏特，焊接速度为13厘米每分钟。

3.如权利要求2所述的阴面对接斜立焊接方法，其特征在于：所述第三焊接道和第四焊接道焊接时，焊丝直径为1.2毫米，焊接电流为135安培，焊接电压为20伏特，焊接速度为9厘米每分钟。

4.如权利要求3所述的阴面对接斜立焊接方法，其特征在于：所述第五焊接道和第六焊接道焊接时，焊丝直径为1.2毫米，焊接电流为125安培，焊接电压为20.5伏特，焊接速度为6.5厘米每分钟。

5.如权利要求1所述的阴面对接斜立焊接方法，其特征在于：在外界温度低于0度时，需对焊口两侧75毫米范围内预热至30-50度。

6.如权利要求1所述的阴面对接斜立焊接方法，其特征在于：在焊缝区空气湿度大于85％时，该方法还包括加热除湿步骤。

7.如权利要求1所述的阴面对接斜立焊接方法，其特征在于：该方法还包括后热保温处理，在焊缝两侧100mm宽幅均匀加热，加热时自边缘向中部，又自中部向边缘由低向高均匀加热，加热温度为200～250℃，保温时间为板材厚度每25毫米1小时。

8.如权利要求1所述的阴面对接斜立焊接方法，其特征在于：该方法还包括预热步骤，预热范围宽度选择为150毫米。

9.如权利要求8所述的阴面对接斜立焊接方法，其特征在于：该方法还包括如下步骤，焊接完成后对焊缝进行局部热处理消除应力，热处理采用电阻加热器，覆盖宽度为焊缝周围320毫米。

10.如权利要求1所述的阴面对接斜立焊接方法，其特征在于：该焊接件为人字拱，该焊接板为倒三角屋脊梁，人字拱包括两垂直相交的腹板，分别为长腹板和短腹板，人字拱还包括上弦圆管和下弦弧形板。

11.如权利要求10所述的阴面对接斜立焊接方法，其特征在于：焊接之前，先将人字拱的下弦弧形板与腹板分离，单独焊接长腹板与倒三角屋脊梁，在长腹板与倒三角屋脊梁的焊接完成之后，再将下弦弧形板焊接至长腹板。

12.如权利要求11所述的阴面对接斜立焊接方法，其特征在于：在焊接下弦弧形板至长腹板的过程中，先焊接对立面的两个下弦弧形板，再焊接另一对立面的两个下弦弧形板。

13.如权利要求10所述的阴面对接斜立焊接方法，其特征在于：该下弦弧形板为弧形，包括两相对的直边以及两相对的弧形边，在将下弦弧形板焊接至长腹板过程中，先将两弧形边焊接至长腹板，再将两直边焊接至长腹板。

14.如权利要求13所述的阴面对接斜立焊接方法，其特征在于：下弦弧形板的每边分设成先焊区和预留区，焊接时，先焊接每边的先焊区，四条边的先焊区都焊接完成后，再焊接预留区。

15.如权利要求10所述的阴面对接斜立焊接方法，其特征在于：在腹板出现较大变形时，本方法还包括加热矫正步骤，加热温度控制为650±50℃。

16.如权利要求1所述的阴面对接斜立焊接方法，其特征在于：该方法还使用一挂架，该挂架包括若干槽钢框架用以形成挂架的骨架，在槽钢框架上架设若干横向角钢框架用以形成若干支架以进一步铺设钢跳板，于槽钢框架内还设置有钢爬梯。