摘要：本文從介紹和分析窄間隙焊接技術(shù)入手，結(jié)合建筑鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的實(shí)際，闡明了我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用窄間隙焊接技術(shù)的基本思路，明確提出了窄坡口焊接技術(shù)新觀點(diǎn)，指明了技術(shù)路線的方向，制定了應(yīng)用技術(shù)研究的新課題。
　　關(guān)鍵詞：窄間隙焊；焊接接頭；窄坡口焊；技術(shù)
　　根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)和研究結(jié)果，與傳統(tǒng)焊接技術(shù)相比，窄間隙焊有很多優(yōu)越性：①焊縫的橫截面積大幅度減少；②熱壓縮塑性變形量大幅度減少且沿板厚方向更趨均勻化；③較小的焊接線能量提高了焊接接頭的沖擊韌性；④焊接效率很高。可以說(shuō)：窄間隙焊是一種高質(zhì)量、高效率的焊接技術(shù)，尤其是焊接接頭有較高的力學(xué)性能、較低的殘余應(yīng)力和殘余變形以及很高的焊接效率，從而決定了該項(xiàng)技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)焊接領(lǐng)域的地位，特別是在厚板焊接工程中具有十分強(qiáng)烈的吸引力。
　　然而，在建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接工程中，真正意義上的窄間隙焊接技術(shù)沒(méi)有得到應(yīng)有的推廣應(yīng)用，說(shuō)明了該項(xiàng)技術(shù)有它固有的局限性。因此，應(yīng)當(dāng)正視窄間隙焊接技術(shù)中有的問(wèn)題十分棘手，從根本上看還沒(méi)有產(chǎn)生技術(shù)飛躍進(jìn)步，推廣應(yīng)用尚不盡如人意。
　　１窄間隙焊的技術(shù)關(guān)鍵
　　實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高效率、高可靠性的窄間隙焊并非易事，因?yàn)樵谡�而深的坡口�?nèi)進(jìn)行電弧焊接，傳統(tǒng)坡口下的傳統(tǒng)焊接工藝難以保證焊接質(zhì)量，如果不采用多層多道焊技術(shù)，焊縫金
　　屬的一次結(jié)晶極易產(chǎn)生區(qū)域偏析，進(jìn)而產(chǎn)生熱裂紋。除此之外，在技術(shù)上尚有如下困難：
　　1.1在窄間隙焊接條件下，若采用傳統(tǒng)焊接技術(shù)，電弧軸線基本與坡口面（坡口側(cè)壁）平行，一般情況下連能量密度很低的電弧周邊也難以作用到坡口側(cè)璧，更不用說(shuō)能量密度最高的電弧中心了，這就導(dǎo)致了側(cè)璧均勻熔合的可靠性差，在線能量低時(shí)這種情況尤為突出，這是窄間隙焊的最大困難。
　　1.2在窄而深的坡口內(nèi)進(jìn)行氣體保護(hù)焊明弧焊接時(shí)，焊接的飛濺對(duì)工藝可靠性影響極大。當(dāng)飛濺聚集到噴嘴端口和導(dǎo)電嘴出口處，會(huì)影響氣體的保護(hù)效果和送絲穩(wěn)定性；飛濺若粘合或焊在側(cè)璧上，將直接導(dǎo)致焊槍運(yùn)行困難甚至短路。
　　1.3對(duì)工藝參數(shù)的穩(wěn)定和電弧空間作用位置的控制要求極高。因?yàn)楣に噮��?shù)的穩(wěn)定精度和電弧作用的位置精度直接影響到層、道間以及與側(cè)璧之間的熔合質(zhì)量（中、低線能量時(shí)尤為突出）；窄而深的坡口內(nèi)清渣極為困難，且保護(hù)氣體的送達(dá)和層流狀態(tài)的保持直接決定對(duì)焊接區(qū)的冶金保護(hù)，焊槍運(yùn)行不暢直接影響氣體保護(hù)。
　　世界各國(guó)的焊接專(zhuān)家在攻克上述難關(guān)的歷程中，發(fā)明了許許多多的技術(shù)方法，現(xiàn)略舉一二：
　　1.3.1解決側(cè)璧熔合問(wèn)題：采用麻花焊絲、波浪焊絲；采用雙絲分別偏向兩側(cè)璧；采用螺旋送進(jìn)焊絲；焊絲在坡口內(nèi)偏擺；交流波形上疊加脈沖；旋轉(zhuǎn)射流等。不難發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)焊接設(shè)備是不能完成上述技術(shù)的基本動(dòng)作。
　　1.3.2解決飛濺問(wèn)題：采用多、細(xì)絲埋弧焊（一般為三絲、中等線能量）；采用富氬氣全射流過(guò)渡或射流／短路混合過(guò)渡（用脈沖電流）；采用藥芯焊絲電弧焊；采用表面張力過(guò)渡特別技術(shù)等。
　　1.3.3解決工藝過(guò)程穩(wěn)定性控制問(wèn)題：采用降特性電源或脈沖電源；縮短送絲長(zhǎng)度，采用高穩(wěn)定性、高推力的送絲機(jī)構(gòu)；采用特殊箱形噴嘴、多重保護(hù)（內(nèi)、外保護(hù)）；采用各種光電式計(jì)算機(jī)輔助自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)等。從上述介紹中可以發(fā)現(xiàn)：窄間隙焊并不是單純的減少焊縫截面積，用常規(guī)工藝可以完成的焊接技術(shù)；日本壓力容器研究委員會(huì)施工分會(huì)第八專(zhuān)門(mén)委員會(huì)對(duì)窄間隙焊的定義作了如下規(guī)定：窄間隙焊接是把厚度為30ｍｍ以上的鋼板，按小于板厚的間隙相對(duì)放置開(kāi)坡口，再進(jìn)行機(jī)械化或自動(dòng)化弧焊的方法（板厚小于20ｍｍ時(shí)，間隙小于20ｍｍ；板厚大于30ｍｍ時(shí)，間隙小于30ｍｍ）。窄間隙焊具有以下特征：①利用了現(xiàn)有弧焊原理的一種特別技術(shù)；②多數(shù)采用Ｉ型坡口、Ｕ型或雙Ｖ型坡口，精度要求高，坡口角度大小視焊接中的變形量而定；③采用多層焊或多層多道焊；④自下而上各層焊道數(shù)目基本相同；⑤采用小或者中等線能量焊接；⑥能夠進(jìn)行全位置焊。從坡口角度上判斷：30ｍｍ以上的鋼板，焊縫成形系數(shù)等于或大于１的坡口不能叫窄間隙焊。
　　２國(guó)內(nèi)外建筑鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用窄間隙焊的大致情況
　　目前，國(guó)外已研制多種氣保焊的窄間隙焊接方法，并成功地用在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制作中。其中，多數(shù)的方法是具有擺動(dòng)功能的，可以自由地調(diào)節(jié)擺動(dòng)幅度、角度及周期。為達(dá)到良好
　　的保護(hù)效果，有的采用雙重保護(hù)（內(nèi)、外）。由國(guó)外生產(chǎn)的窄間隙焊接專(zhuān)用設(shè)備也已經(jīng)在國(guó)內(nèi)經(jīng)銷(xiāo)，目前尚無(wú)應(yīng)用實(shí)例，不過(guò)，在西氣東輸?shù)墓こ讨校�窄間隙全位置焊接技術(shù)得到了成功的應(yīng)用。
　　在建筑鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中，無(wú)論是工廠制作還是現(xiàn)場(chǎng)安裝焊接工程，推廣應(yīng)用窄間隙焊技術(shù)是有一定困難的。主要有兩個(gè)方面的困難：
　　2.1高精度的坡口加工是建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接工程推廣窄間隙焊接技術(shù)的主要障礙
　　單從焊接的角度上，坡口可以大大地降低焊接成本，但同時(shí)也相應(yīng)地增加了坡口機(jī)械加工成本；由于建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接量大、焊縫多且長(zhǎng)，用機(jī)械加工十分困難且成本
　　很高，估計(jì)加工成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于焊接成本，特別是在安裝現(xiàn)場(chǎng)由于焊接接頭的復(fù)雜性、位置的多樣性，機(jī)械加工幾乎不能進(jìn)行。
　　2.2特殊的焊接工藝、專(zhuān)用焊接設(shè)備是建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接工程推廣窄間隙焊接技術(shù)的又一難關(guān)
　　首先，要解決高精度坡口加工的機(jī)械設(shè)備；然后，解決焊接設(shè)備。有了上述兩項(xiàng)基礎(chǔ)工作，就有希望開(kāi)展窄間隙焊技術(shù)。
　　在建筑鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域內(nèi)，窄間隙焊接技術(shù)有沒(méi)有推廣的必要呢？回答是肯定的。由于窄間隙焊接技術(shù)固有的優(yōu)點(diǎn)，在建筑鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域內(nèi)其應(yīng)當(dāng)?shù)玫较鄳?yīng)的肯定。特別是在鋼結(jié)構(gòu)焊接接頭拘束度很大、存在層狀撕裂危險(xiǎn)的丁字和十字接頭，窄間隙焊接技術(shù)大有用武之地。
　　用常規(guī)的設(shè)備進(jìn)行窄間隙焊接，必須對(duì)工藝進(jìn)行研究，并對(duì)坡口作適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，同時(shí)還要培訓(xùn)焊工，否則所謂的窄間隙焊接就難以實(shí)現(xiàn)。改進(jìn)后的焊縫坡口成形系數(shù)可能大于等于１，不是真正意義上的窄間隙焊。
　　３應(yīng)用窄間隙焊接技術(shù)原理發(fā)展窄坡口焊接技術(shù)
　　由于建筑鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的特殊性和對(duì)工程成本的嚴(yán)格要求，大面積應(yīng)用機(jī)械加工坡口是不現(xiàn)實(shí)的，購(gòu)置價(jià)格昂貴的專(zhuān)用設(shè)備開(kāi)展窄間隙焊接技術(shù)也是不合算的，這是因?yàn)榻ㄖ�鋼結(jié)構(gòu)

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