建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接工程應(yīng)用技術(shù)及案例

第一章基礎(chǔ)概念理論及工程案例一、簡(jiǎn)析建筑鋼結(jié)構(gòu)體系的復(fù)雜性2（一）建筑鋼結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜4（二）建筑鋼結(jié)構(gòu)工序最復(fù)雜5（三）建筑鋼結(jié)構(gòu)分類(lèi)最復(fù)雜6（四）建筑鋼結(jié)構(gòu)采用鋼材最復(fù)雜7（五）建筑鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)最復(fù)雜8（六）建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接工程采用的焊接技術(shù)最全9（七）建筑鋼結(jié)構(gòu)功能性強(qiáng)，地位很高10（八）建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接工程應(yīng)用機(jī)器人自動(dòng)焊很困難10（九）建筑鋼結(jié)構(gòu)不重視焊接11二、焊接線(xiàn)能量定義及其實(shí)際控制12（一）焊接線(xiàn)能量的定義12（二）焊接線(xiàn)能量與焊縫“控形、控性”質(zhì)量控制13（三）焊縫最精準(zhǔn)的控形指標(biāo)和焊接線(xiàn)能量的關(guān)系13（四）焊縫最少損害的控性指標(biāo)和焊接線(xiàn)能量的關(guān)系16（五）焊接線(xiàn)能量在焊接熱循環(huán)中的作用17（六）最佳焊接線(xiàn)能量和最佳焊接參數(shù)上、下限的確定18（七）簡(jiǎn)析用焊接工藝實(shí)際控制焊接線(xiàn)能量技術(shù)20（八）焊縫“最精準(zhǔn)的控形、最少損害的控性”同焊接線(xiàn)能量、焊接電流、焊接電壓、焊接速度之間的關(guān)系25（九）工程案例及焊接專(zhuān)項(xiàng)試驗(yàn)研究36三、碳當(dāng)量定義及其應(yīng)用44（一）碳當(dāng)量定義44（二）碳當(dāng)量的應(yīng)用44四、建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接裂紋定義、產(chǎn)生機(jī)理及其控制51（一）建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接工程主要產(chǎn)生的裂紋種類(lèi)51（二）建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接熱裂紋定義及其產(chǎn)生的機(jī)理56（三）建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接冷裂紋定義及其產(chǎn)生的機(jī)理72（四）建筑鋼結(jié)構(gòu)層狀撕裂定義、種類(lèi)、產(chǎn)生機(jī)理及防止措施81第二章建筑鋼結(jié)構(gòu)體系初始應(yīng)力控制技術(shù)及觀點(diǎn)一、建筑鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件受力分析106二、承重建筑鋼結(jié)構(gòu)的鋼材綜合性能合格保證的項(xiàng)目106（一）強(qiáng)度107（二）塑性109（三）硬度110（四）沖擊韌度112（五）硫、磷含量113（六）碳當(dāng)量113三、建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接應(yīng)力與應(yīng)變控制基本要素113（一）焊接殘余應(yīng)力的性質(zhì)114（二）建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接工程不宜消除焊縫焊接殘余應(yīng)力的觀點(diǎn)115（三）建筑鋼結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)是控制焊接應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)鍵124（四）采用仰焊技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)稱(chēng)施焊是控制鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力與應(yīng)變的有效途徑128（五）建筑鋼結(jié)構(gòu)焊縫的焊接順序直接影響焊接的應(yīng)力與應(yīng)變129（六）建筑鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)推廣應(yīng)用小坡口焊接技術(shù)131（七）提高建筑鋼結(jié)構(gòu)焊縫的表面質(zhì)量是消除和減少焊接應(yīng)力集中的關(guān)鍵146第三章建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接工程兩個(gè)重要環(huán)節(jié)理論及案例一、建筑鋼結(jié)構(gòu)新鋼種焊接性試驗(yàn)149（一）鋼材的焊接性149（二）金屬焊接性的研究方法151（三）焊接性的試驗(yàn)內(nèi)容與方法分類(lèi)153（四）選擇或設(shè)計(jì)焊接性試驗(yàn)方法的原則154（五）常用焊接性試驗(yàn)方法155（六）工程案例164二、建筑鋼結(jié)構(gòu)低溫焊接相關(guān)理論及案例185（一）應(yīng)用低溫焊接工藝需具備的材料力學(xué)基礎(chǔ)185（二）斷裂力學(xué)及其在低溫構(gòu)件中的應(yīng)用190（三）焊接結(jié)構(gòu)的斷裂力學(xué)分析196（四）焊接結(jié)構(gòu)的失效類(lèi)型198（五）建筑鋼結(jié)構(gòu)低溫焊接技術(shù)203（六）工程案例211附錄建筑鋼結(jié)構(gòu)工程低溫焊接工法213第四章建筑鋼結(jié)構(gòu)制作工程中的典型焊接技術(shù)一、鋼結(jié)構(gòu)SAW不清根鋼板對(duì)接技術(shù)225（一）SAW鋼板對(duì)接不開(kāi)坡口不清根新工藝技術(shù)225（二）試驗(yàn)結(jié)果總結(jié)233（三）工程案例分析235二、建筑鋼結(jié)構(gòu)厚板異形復(fù)雜節(jié)點(diǎn)防止層狀撕裂技術(shù)235（一）空間超大型異形X鋼管節(jié)點(diǎn)的制作、防層狀撕裂焊接創(chuàng)新工藝236（二）空間超大型異形復(fù)雜X鋼管節(jié)點(diǎn)防層狀撕裂接頭整體裝配、焊接順序239（三）工程案例分析242三、高強(qiáng)鋼厚板復(fù)雜節(jié)點(diǎn)制作焊接技術(shù)242（一）厚板高強(qiáng)鋼復(fù)雜桁架節(jié)點(diǎn)制作焊接工藝研究與應(yīng)用243（二）工程案例分析249四、厚板復(fù)雜節(jié)點(diǎn)防層狀撕裂及熱裂紋制作焊接技術(shù)249（一）工程概況250（二）節(jié)點(diǎn)制作的重點(diǎn)與難點(diǎn)251（三）制作工藝技術(shù)研究251（四）工程案例分析256五、建筑鋼結(jié)構(gòu)箱型（BOX）巨拱加工焊接技術(shù)257（一）箱型（BOX）桁架鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)257（二）工程概況258（三）箱形（BOX）巨拱制作工藝技術(shù)259六、大型復(fù)雜轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)制作焊接技術(shù)266（一）成都博物館新館鋼結(jié)構(gòu)工程概況266（二）工程案例分析273七、異形變截面巨型橫梁的制作、焊接技術(shù)273（一）青島火車(chē)北站工程概況274（二）橫梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)274（三）橫梁結(jié)構(gòu)制作技術(shù)重點(diǎn)與難點(diǎn)分析274（四）橫梁制作工藝研究275（五）工程案例分析281八、空間異形仿生形鋼結(jié)構(gòu)建筑及特殊節(jié)點(diǎn)制作焊接技術(shù)282（一）空間異形仿生樹(shù)形節(jié)點(diǎn)加工制作工藝的研究與應(yīng)用283（二）異形復(fù)雜雙曲立面箱形構(gòu)件制作工藝289九、日本鋼結(jié)構(gòu)工程一種鋼筋混凝土柱鋼梁混合構(gòu)造節(jié)點(diǎn)（RCS）制作工藝技術(shù)300（一）RCS節(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)介300（二）制作重難點(diǎn)分析301（三）制作工藝302（四）工程案例分析305第五章建筑鋼結(jié)構(gòu)工程安裝、焊接技術(shù)及案例一、異形仿生建筑鋼結(jié)構(gòu)體系安裝、焊接技術(shù)（1）308（一）煙臺(tái)雨岱山漁人碼頭鯨鯊館仿生鋼結(jié)構(gòu)管桁架典型節(jié)點(diǎn)309（二）鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)的重難點(diǎn)309（三）鯨鯊館鋼桁架安裝的總體順序及具體步驟310（四）鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)施工要點(diǎn)315（五）現(xiàn)場(chǎng)焊接技術(shù)316（六）施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電方案322（七）工程案例分析327二、建筑鋼結(jié)構(gòu)管桁架管管相貫節(jié)點(diǎn)高精度組裝、焊接技術(shù)328（一）海洋館鋼結(jié)構(gòu)殼體工程概況328（二）鋼結(jié)構(gòu)殼體關(guān)鍵焊接技術(shù)332（三）工程案例分析335三、異形建筑鋼結(jié)構(gòu)體系安裝、焊接技術(shù)336（一）工程簡(jiǎn)介336（二）鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)安裝難點(diǎn)及解決措施338（三）鋼結(jié)構(gòu)總體施工安裝方案339（四）施工安裝順序342（五）主要安裝技術(shù)措施中鋼柱的吊裝與就位342（六）現(xiàn)場(chǎng)安裝焊接345（七）湖州喜來(lái)登溫泉度假酒店裙樓鋼屋蓋結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)351（八）工程案例分析357四、異形仿生建筑鋼結(jié)構(gòu)體系安裝、焊接技術(shù)（2）359（一）現(xiàn)場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)焊接類(lèi)型359（二）焊接特點(diǎn)、難點(diǎn)360（三）焊接方法及合龍縫的焊接360（四）焊接變形及應(yīng)變控制整體思路364（五）焊接參數(shù)的選擇365（六）厚板焊接及焊前預(yù)熱366（七）鑄鋼件與異種鋼焊接工藝措施366（八）貝殼狀全焊接空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的焊接應(yīng)力控制方法369五、大連期貨廣場(chǎng)B座鋼結(jié)構(gòu)安裝焊接技術(shù)374（一）工程概述375（二）工程焊接方案375（三）焊接質(zhì)量控制與檢驗(yàn)380（四）典型焊接技術(shù)381（五）工程案例分析389六、異形仿生建筑鋼結(jié)構(gòu)體系安裝、焊接技術(shù)（3）390（一）鋼結(jié)構(gòu)工程簡(jiǎn)介391（二）焊接特點(diǎn)與難點(diǎn)393（三）本工程焊接變形及應(yīng)變控制整體思想396（四）鑄鋼件與異種鋼焊接工藝措施406（五）焊接質(zhì)量控制408（六）工程案例分析409七、建筑鋼結(jié)構(gòu)主樓核心筒鋼板剪力墻焊接關(guān)鍵技術(shù)410（一）高層鋼結(jié)構(gòu)典型節(jié)點(diǎn)概況及焊接要點(diǎn)410（二）主樓核心筒鋼板剪力墻分段概況412（三）鋼板剪力墻鋼板豎向?qū)雍附禹樞?13（四）鋼板剪力墻焊接失敗的教訓(xùn)和成功的經(jīng)驗(yàn)415（五）其他技術(shù)要點(diǎn)417（六）工程案例分析418第六章簡(jiǎn)析建筑鋼結(jié)構(gòu)全面質(zhì)量管理典型工程一、“鳥(niǎo)巢”鋼結(jié)構(gòu)焊接工程“七分準(zhǔn)備、三分施工”421（一）第一要素：建立鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量保證體系421（二）第二要素：抓好兩項(xiàng)基礎(chǔ)工作422（三）第三要素：樹(shù)立“全員、全面、全過(guò)程”的管理思想423（四）第四要素：樹(shù)立“四個(gè)一切”的思想，逆向思維，確定管理思想和技術(shù)路線(xiàn)423二、“鳥(niǎo)巢”鋼結(jié)構(gòu)焊接工程全面質(zhì)量管理的具體實(shí)施428（一）“鳥(niǎo)巢”工程的10個(gè)管理要點(diǎn)429（二）“鳥(niǎo)巢”工程的10個(gè)關(guān)鍵技術(shù)管理點(diǎn)442第七章建筑鋼結(jié)構(gòu)國(guó)產(chǎn)弧焊機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)研究一、機(jī)器人產(chǎn)業(yè)概述451二、北京時(shí)代集團(tuán)機(jī)器人本體及變位機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)452三、北京時(shí)代集團(tuán)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)454四、建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接機(jī)器人的選型456（一）國(guó)產(chǎn)弧焊機(jī)器人類(lèi)型及選型基本觀點(diǎn)457（二）工程案例459（三）浙江精工焊接機(jī)器人強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合技術(shù)460五、工程案例分析466第八章建筑鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)鋼焊接技術(shù)一、高強(qiáng)鋼的定義及相關(guān)技術(shù)內(nèi)涵468（一）高強(qiáng)鋼的定義468（二）我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)鋼研究及發(fā)展470二、建筑鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)鋼新鋼種焊接性分析474（一）焊接裂紋475（二）熱影響區(qū)的脆化及軟化475（三）焊縫金屬的強(qiáng)韌化476（四）熱影響區(qū)的晶粒長(zhǎng)大傾向476（五）建筑鋼結(jié)構(gòu)采用高強(qiáng)鋼的優(yōu)點(diǎn)477（六）建筑鋼結(jié)構(gòu)常用鋼材介紹477三、高強(qiáng)鋼焊接技術(shù)關(guān)鍵的重要觀點(diǎn)478（一）觀點(diǎn)之一：重視高強(qiáng)鋼屈強(qiáng)比的研究478（二）觀點(diǎn)之二：減少焊接熱循環(huán)次數(shù)是保證高強(qiáng)鋼焊接接頭綜合性能最有效的途徑487（三）觀點(diǎn)之三：依靠碳當(dāng)量確定高強(qiáng)鋼焊接預(yù)熱溫度不準(zhǔn)確501（四）觀點(diǎn)之四；減少焊接HAZ高溫停留時(shí)間，高強(qiáng)鋼焊接必須采用多層多道錯(cuò)位焊接技術(shù)508（五）觀點(diǎn)之五：機(jī)器人自動(dòng)焊最適合高強(qiáng)鋼的焊接509（六）觀點(diǎn)之六：建筑鋼結(jié)構(gòu)特厚板焊接接頭強(qiáng)韌性?xún)?chǔ)備檢測(cè)應(yīng)采用CTOD509四、高強(qiáng)鋼快速壓縮脈沖壓縮電弧新工藝的開(kāi)發(fā)研究510（一）高強(qiáng)鋼焊接采用保護(hù)氣體的選擇510（二）工程案例（一）511（三）工程案例（二）515附錄Q460E-Z35高強(qiáng)度特厚鋼板焊接工法518參考文獻(xiàn)530后記532