Зварювання є основним методом з’єднання балок H-A572 у безперервну конструкцію. Чудова зварюваність як Gr.50, так і Gr.60 є ключовою перевагою, що випливає з їхнього контрольованого низько-вуглецевого мікролегованого хімічного складу. Однак для успішного зварювання потрібне суворе дотримання кваліфікованих процедур, особливо для вищої-міцності Gr.60 і для більш товстих секцій. Наріжним каменем цього процесу є вуглецевий еквівалент (CE), розраховане значення, яке передбачає здатність до гартування та сприйнятливість до-індукованого воднем холодного розтріскування в зоні-термічного впливу (HAZ).
1. Вуглецевий еквівалент (CE) та його значення:
Найпоширенішою формулою (IIW) є: CE=C + (Mn/6) + [(Cr+Mo+V)/5] + [(Ni+Cu)/15], де елементи вказані у вагових відсотках. Для A572:
Типовий Gr.50 CE: Діапазон від 0,38 до 0,44.
Типовий Gr.60 CE: коливається від 0,42 до 0,49 через вищий вміст вуглецю.
AWS D1.1 Structural Welding Code uses CE and material thickness to determine preheat and interpass temperature requirements. A CE ≤ 0.45 generally indicates excellent weldability, often not requiring preheat for thinner sections. Gr.60, often having a CE >0,45, як правило, обов’язкові вимоги до попереднього нагріву для матеріалу товщиною понад ~3/4 дюйма (19 мм).
2. Рекомендовані процеси зварювання двотаврових балок:
Підходять усі звичайні процеси дугового зварювання, але мають застосовуватися методи з низьким-воднем.
Екрановане дугове зварювання металу (SMAW): використовуйте електроди з низьким-воднем (E7018 для Gr.50, E8018-C3 для Gr.60 для кращої відповідності міцності).
Дугове зварювання -порошком (FCAW): найпоширеніший процес у виробничих цехах. Використовуйте дроти типу E71T-1 (для Gr.50) або E81T1-K2 (для Gr.60).
Газодугове зварювання (GMAW): з суцільним дротом (ER70S-6 для Gr.50, ER80S-D2 для Gr.60) і захисним газом аргон/CO₂.
Дугове зварювання під флюсом (SAW): для автоматизованого високоякісного-поздовжнього з’єднання швів у вбудованих-секціях або з’єднаннях.
3. Специфікація процедури зварювання (WPS):
Кожен зварний шов має виконуватися відповідно до кваліфікованого WPS. У цьому документі, перевіреному фізичними випробуваннями (або попередньо-кваліфікованому відповідно до AWS D1.1), визначаються всі змінні:
Основний та присадний метал (міцність має відповідати або трохи перевищувати міцність основного металу)
Температура попереднього нагріву/проміжного проходу (залежить від CE, товщини та контролю водню)
Зварювальний струм, напруга, швидкість пересування (споживання тепла)
Спільне проектування та підготовка
4. Основні проблеми та найкращі практики для H-балок:
Попередній нагрів для товстих секцій: це найважливіша практика для запобігання холодного розтріскування HAZ. Наприклад, фланець двотаврової балки Gr.60 товщиною 2-дюйма може потребувати мінімального попереднього нагріву 175 градусів F (80 градусів). WPS забезпечує точну температуру.
Контроль надходження тепла: надмірне надходження тепла може-загартувати ЗТВ, зменшуючи міцність. Часто вказується максимальне підведення тепла (наприклад, 60 кДж/дюйм).
Вибір наповнювача: для Gr.50 стандартним є наповнювач 70-ksi (E70XX). Для Gr.60, хоча наповнювач 70-ksi часто є прийнятним (забезпечує пластичне з’єднання з недостатньою відповідністю), наповнювач 80-ksi (E80XX) може бути призначений для повноміцних з’єднань у дуже обмежених, критичних з’єднаннях.
Підготовка швів і чистота: окалина, іржа, волога, фарба та масло повинні бути видалені із зони зварювання, щоб запобігти пористості та проникненню водню.
Термічна обробка -після зварювання (PWHT): зазвичай не потрібна для H-променів A572. Проте відпал -зняття напруги може бути призначений для винятково товстих зварних швів із високим ступенем обмеження (наприклад, у з’єднаннях із сильним моментом), щоб зменшити залишкові напруги.
5. Особливі зауваження щодо з’єднань H-променів:
Зварювання фланців-до-перетинки у вбудованих-секціях: зазвичай виконується за допомогою автоматичної SAW або FCAW. Контроль спотворення є ключовим.
Зварні шви з пазами повного проплавлення в миттєвих з’єднаннях: вимагають ретельної підготовки з’єднання, підкладки та послідовності, щоб забезпечити надійне проходження кореня та контролювати напруги усадки.
Кутові зварні шви: найпоширеніший зварний шов для з’єднань на зріз (з’єднання на зріз, з’єднання балок-з-колонами). Розмір і довжина зварювального шва розраховуються на основі сили зсуву та міцності присадного металу (0,6 x Filler Metal Fexx).
Таблиця: Зведення вказівок зі зварювання для балок H-A572
| Аспект | A572 50 клас | A572 Клас 60 | Посилання на код ключа |
|---|---|---|---|
| Типовий діапазон CE | 0.38 - 0.44 | 0.42 - 0.49 | AWS D1.1, Додаток I |
| Звичайний присадний метал | 70 ksi (E70XX, ER70S-X) | 70 ksi або 80 ksi (E80XX, ER80S-D2) | AWS D1.1 Таблиця 5.1 |
| Попередньо нагрійте (для килимка товщиною 1 дюйм) | Часто не потрібно, якщо CE<0.45 | Зазвичай потрібно (наприклад, 150 градусів F хв.) | AWS D1.1 Таблиця 5.2 |
| Критична практика | Електроди з низьким-воднем, чисті поверхні | Суворий контроль попереднього нагрівання, розглянути можливість-наповнювача вищої міцності для критичних швів | - |
Підсумовуючи, зварювання H-променів A572 є дуже систематизованою операцією. Успіх залежить від використання фактичного сертифіката CE із сертифіката випробувань на млин для визначення попереднього нагріву, суворого дотримання кваліфікованого WPS і застосування сумлінних методів низького-водню під час виготовлення.