一種新型h鋼及對稱焊接h鋼的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種新型Η鋼及對稱焊接Η鋼的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國房地產(chǎn)行業(yè)的快速發(fā)展，高層鋼結(jié)構(gòu)建筑物對用于制作柱、梁等結(jié)構(gòu)件 的Η鋼板在強(qiáng)度、防火性能、耐腐蝕性能、抗震性能等方面均提出了新的要求。使用高強(qiáng)度鋼 種可以完善結(jié)構(gòu)用鋼強(qiáng)度等級，避免因鋼材厚度過大而在后續(xù)加工、焊接過程中產(chǎn)生質(zhì)量 問題，同時(shí)也可以減輕結(jié)構(gòu)重量，降低建造成本，減少鋼材浪費(fèi)量，提高結(jié)構(gòu)的可靠性。另一 方面，使用耐高溫防火性能優(yōu)良、抗震性能優(yōu)良（即低屈強(qiáng)比）鋼材，可減少因火災(zāi)、地震等 因素對結(jié)構(gòu)造成的損壞，延長人員疏散時(shí)間，減少生命財(cái)產(chǎn)損失，增加建筑物安全使用性 能。
[0003] Η鋼是建筑鋼結(jié)構(gòu)中的一種，是有三個(gè)長方形鋼板組立而成，主要應(yīng)用在廠房、高 層、鍋爐、電廠等建筑行業(yè)。Η鋼的三塊鋼板中，上下兩塊鋼板互相平行，中間的一塊立板豎 直立在上下兩塊鋼板之間，并且與上下兩塊鋼板垂直，立板的上下邊沿與上下兩塊鋼板之 間構(gòu)成四條待焊接的焊縫。
[0004] 焊接Η鋼最主要的問題是焊接變形。產(chǎn)生焊接變形的根本原因是焊接熱場的不均 勻性，在高溫焊接區(qū)產(chǎn)生了壓縮塑性變形，焊后該區(qū)要收縮，而其它部位又阻止其收縮，因 而產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力和變形。由于焊接結(jié)構(gòu)的焊縫分布不同等因素，可產(chǎn)生收縮變形、撓曲 變形、角變形、波浪變形等。在大型Η鋼結(jié)構(gòu)中主要產(chǎn)生撓曲變形和角變形。
[0005] 此外，不同材質(zhì)的鋼材熱影響區(qū)組織與性能變化對焊接熱輸入較敏感，熱影響區(qū) 淬硬傾向大，因此，必須選擇一種合適的焊接工藝，并嚴(yán)格控制其焊接過程，以得到一種綜 合力學(xué)性能較高的焊接接頭，本發(fā)明提供的鋼板由于材料的變化具有特殊的強(qiáng)度性能和抗 震性能，因此需要與之相配套的恰當(dāng)?shù)暮附庸に嚕瑥亩纬煞€(wěn)固的Η鋼。
[0006]長期以來為了減少Η鋼使用過程中腐蝕的損失，人們采取了很多措施，如金屬的電 化學(xué)保護(hù)法、腐蝕介質(zhì)處理法、覆蓋層保護(hù)法等等。但迄今為止最普遍、最經(jīng)濟(jì)、最實(shí)用的保 護(hù)措施還是涂料保護(hù)，涂料防腐以其施工簡便、經(jīng)濟(jì)適用、不受設(shè)備面積、形狀的約束以及 具有一定的裝飾效果等特點(diǎn)而被廣泛的應(yīng)用。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種新型的Η鋼及對稱焊接方法，其可以具有很 好的防腐蝕效果，強(qiáng)度性能和抗震性能優(yōu)良，并且采用給的焊接工藝可以實(shí)現(xiàn)更好的對稱 焊接，防止產(chǎn)生變形。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種新型的Η鋼及對稱焊接方法，其可以具有 很好的防腐蝕效果，強(qiáng)度性能和抗震性能優(yōu)良，并且采用給的焊接工藝可以實(shí)現(xiàn)更好的對 稱焊接，防止產(chǎn)生變形。
[0009] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種Η鋼，其包括左側(cè)翼鋼板、右側(cè)翼鋼板和 腹鋼板，各鋼板所采用的鋼材包括如下質(zhì)量百分比的成分<:0.08-0.16的％，&:0.68-0.75wt%,Nb:0.017-0.025wt% , Si :0.29-0.32wt%,Mn：1.25-1.30wt% ,Ti：0.027-0.032wt% ,Ni 0.28-0.31wt%,V：0.03-0.06wt% ,N：0.02-0.04wt% ,S：0.005-0.008wt%,P:0.013-0.018wt%，Cu:0.21-0.25wt%，余量為Fe;
[0010]所述鋼板的制備方法具體為，
[0011]第一步、將生鐵加入投入爐中熔化，進(jìn)行脫硫、脫氧、進(jìn)行精煉；
[0012]第二步，將Si、Mn投入到第一步中的精煉產(chǎn)物中；
[0013] 第三步，隔半小時(shí)后將Cr、Ni投入到第一步中的精煉產(chǎn)物中；
[0014] 第四步，隔半小時(shí)后將余下合金成分添加到第一步的精煉產(chǎn)物中；
[0015] 第五步，在第四步的產(chǎn)物中加入與生鐵等重量的廢鐵熔化、再次精煉精煉；
[0016] 第六步，將第五步產(chǎn)物先由室溫以180-190°c/小時(shí)速率升溫至640-650°C，保溫 50-60分鐘，再以130-140°C/小時(shí)速率降溫至510-520°C，再以220-230°C/小時(shí)速率升溫至 950-960°C，保溫4-5小時(shí)；再以150-160°C/小時(shí)速率降溫至580-600°C，再以170-190°C/小 時(shí)速率升溫至720-730°C，再以100_120°C/小時(shí)速率降溫至550-560°C，保溫50-70分鐘；再 以90-110°C/小時(shí)速率降溫至300-310°C，保溫2-3小時(shí)，取出空冷即得；。
[0017] 各鋼板對稱焊接形成Η鋼的方法包括，
[0018] 第Α步，預(yù)熱，將施加焊接前的Η鋼的翼板和腹板接頭進(jìn)行焊前預(yù)熱，預(yù)熱溫度為 200°C_230°C，防止產(chǎn)生氣孔和裂紋；
[0019] 第B步，焊接接頭坡口的成型，焊接接口設(shè)置成V型坡口，角度為80°C，采用刨床加 工坡口以避免火焰切割帶來的焊接變形與坡表面氧化、淬硬層；
[0020] 第C步，焊接接頭坡口的清理，焊前將對接坡口邊緣30~50mm的油銹水清除干凈， 隨后進(jìn)行打磨，使其可見金屬光澤，通過清理可以去除油污、秀水等較為敏感的雜志，防止 接口處產(chǎn)生氣孔和飛濺缺陷；
[0021] 第D步，將兩塊翼板和一塊腹板安裝在固定支撐件上，支撐件上的腹板相對于水平 地面的角度為20°C~30°C，支撐件上的兩塊翼板位于腹板的兩邊，與腹板垂直，在兩塊翼板 上安裝應(yīng)力增強(qiáng)板，在翼板與腹板連接直角位置處安裝有三角應(yīng)力板，應(yīng)力增強(qiáng)板和三角 應(yīng)力板都用固定裝置固定好，通過應(yīng)力增強(qiáng)板和三角應(yīng)力板在翼板的兩側(cè)形成了裝配應(yīng) 力，該應(yīng)力與焊接內(nèi)應(yīng)力方向相反，從而實(shí)現(xiàn)對稱焊接，減少焊接應(yīng)力和變形；
[0022] 第E步，將焊絲安裝在送絲機(jī)上；
[0023]第F步，用送絲機(jī)送絲，采用半自動(dòng)⑶2氣體保護(hù)焊進(jìn)行單面焊雙面成形的方法進(jìn) 行焊接，首先焊接腹板，然后焊接左翼板，最后焊接右翼板，施焊時(shí)電弧采用鋸齒形或正月 牙形上下擺動(dòng)，擺動(dòng)至上下坡口兩側(cè)時(shí)稍作停頓，停頓時(shí)間要適當(dāng)，以防止坡口因溫度過高 產(chǎn)生燒穿或焊瘤，坡口溫度低出現(xiàn)溝槽，當(dāng)焊至腹板與翼板交叉處時(shí)，注意將電弧盡量往里 伸，防止交叉處焊縫出現(xiàn)死角，容易產(chǎn)生未熔合缺陷，焊接完成后將焊渣等雜質(zhì)物理清除； [0024]第G步，焊接完畢后，去掉應(yīng)力增強(qiáng)板和三角應(yīng)力板的固定裝置，拆除應(yīng)力增強(qiáng)板 和三角應(yīng)力板，從而實(shí)現(xiàn)對稱焊接Η鋼；
[0025]第Η步，將防腐蝕涂料涂覆到Η鋼上，得到產(chǎn)品；
[0026]所述防腐蝕涂料的原料包括酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、炭黑、乙二醇苯醚、羥丙基-β_環(huán) 糊精、Ν-甲基吡咯烷酮、季戊四醇、聚乙烯醇縮丁醛、納米二氧化硅、聚甲基丙烯酸樹脂、凹 凸棒土和聚二甲基硅氧烷。
[0027]其中，所述涂料中各原料的重量份分別為酚醛樹脂35重量份~45重量份、環(huán)氧樹 脂20重量份~30重量份、炭黑2重量份~5重量份、乙二醇苯醚5重量份~8重量份、輕丙基-β-環(huán)糊精5重量份~9重量份、N-甲基P比略燒酮3重量份~6重量份、季戊四醇2重量份~5重 量份、聚乙烯醇縮丁醛8重量份~12重量份、納米二氧化硅1重量份~3重量份、聚甲基丙烯 酸樹脂5重量份~10重量份、凹凸棒土1重量份~3重量份和聚二甲基硅氧烷0.5重量份~ 1.5重量份。
[0028]其中，所述涂料中各原料的重量份分別為酚醛樹脂40重量份、環(huán)氧樹脂25重量份、 炭黑3重量份、乙二醇苯釀6重量份、輕丙基-β-環(huán)糊精8重量份、Ν-甲基Ρ比略燒酮5重量份、季 戊四醇3重量份、聚乙烯醇縮丁醛10重量份、納米二氧化硅2重量份、聚甲基丙烯酸樹脂8重 量份、凹凸棒土 2重量份和聚二甲基硅氧烷1重量份。
[0029]所述涂料的制備方法，其包括：
[0030]第一步，按照上述重量份配比稱取酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚甲基丙烯酸樹脂，并置 于混合機(jī)中以500-700轉(zhuǎn)/分的速度在常溫常壓下攪拌10-20分鐘；
[0031 ]第二步，在第一步的混合物中按上述重量份均勻加入乙二醇苯醚、聚乙烯醇縮丁 醛、羥丙基-β-環(huán)糊精和Ν-甲基吡咯烷酮，在200-500轉(zhuǎn)/分的速度在常溫常壓下攪拌15-30 分鐘；
[0032]第三步，保持第二步的混合物處于800-1000轉(zhuǎn)/分的攪拌狀態(tài)，并在該混合物中按 重量份均勻加入余下原料組分，在常溫常壓下攪拌20-30分鐘；
[0033]第四步，進(jìn)一步在常溫常壓下以1100-1300轉(zhuǎn)/分的速度攪拌第三步獲得混合物， 至整個(gè)體系均勻即得所需涂料。
[0034]本發(fā)明的有益效果：
[0035]本發(fā)明提供了一種新型的Η鋼及對稱焊接方法，其可以具有很好的防腐蝕效果，強(qiáng) 度性能和抗震性能優(yōu)良，并且采用給的焊接工藝可以實(shí)現(xiàn)更好的對稱焊接，防止產(chǎn)生變形。
【具體實(shí)施方式】
[0036]本發(fā)明提供了一種上述Η鋼對稱焊接方法，其包括：
[0037]第一步，預(yù)熱，將施加焊接前的Η鋼的翼板和腹板接頭進(jìn)行焊前預(yù)熱，預(yù)熱溫度為 200°C_230°C，防止產(chǎn)生氣孔和裂紋；
[0038]第二步，焊接接頭坡口的成型，焊接接口設(shè)置成V型坡口，角度為80°C，采用刨床加 工坡口以避免火焰切割帶來