建筑钢结构焊接工程应用技术及案例

第一章基础概念理论及工程案例一、简析建筑钢结构体系的复杂性2（一）建筑钢结构体系复杂4（二）建筑钢结构工序最复杂5（三）建筑钢结构分类最复杂6（四）建筑钢结构采用钢材最复杂7（五）建筑钢结构节点最复杂8（六）建筑钢结构焊接工程采用的焊接技术最全9（七）建筑钢结构功能性强，地位很高10（八）建筑钢结构焊接工程应用机器人自动焊很困难10（九）建筑钢结构不重视焊接11二、焊接线能量定义及其实际控制12（一）焊接线能量的定义12（二）焊接线能量与焊缝“控形、控性”质量控制13（三）焊缝最精准的控形指标和焊接线能量的关系13（四）焊缝最少损害的控性指标和焊接线能量的关系16（五）焊接线能量在焊接热循环中的作用17（六）最佳焊接线能量和最佳焊接参数上、下限的确定18（七）简析用焊接工艺实际控制焊接线能量技术20（八）焊缝“最精准的控形、最少损害的控性”同焊接线能量、焊接电流、焊接电压、焊接速度之间的关系25（九）工程案例及焊接专项试验研究36三、碳当量定义及其应用44（一）碳当量定义44（二）碳当量的应用44四、建筑钢结构焊接裂纹定义、产生机理及其控制51（一）建筑钢结构焊接工程主要产生的裂纹种类51（二）建筑钢结构焊接热裂纹定义及其产生的机理56（三）建筑钢结构焊接冷裂纹定义及其产生的机理72（四）建筑钢结构层状撕裂定义、种类、产生机理及防止措施81第二章建筑钢结构体系初始应力控制技术及观点一、建筑钢结构的构件受力分析106二、承重建筑钢结构的钢材综合性能合格保证的项目106（一）强度107（二）塑性109（三）硬度110（四）冲击韧度112（五）硫、磷含量113（六）碳当量113三、建筑钢结构焊接应力与应变控制基本要素113（一）焊接残余应力的性质114（二）建筑钢结构焊接工程不宜消除焊缝焊接残余应力的观点115（三）建筑钢结构体系设计是控制焊接应力与应变的关键124（四）采用仰焊技术实现对称施焊是控制钢结构应力与应变的有效途径128（五）建筑钢结构焊缝的焊接顺序直接影响焊接的应力与应变129（六）建筑钢结构应推广应用小坡口焊接技术131（七）提高建筑钢结构焊缝的表面质量是消除和减少焊接应力集中的关键146第三章建筑钢结构焊接工程两个重要环节理论及案例一、建筑钢结构新钢种焊接性试验149（一）钢材的焊接性149（二）金属焊接性的研究方法151（三）焊接性的试验内容与方法分类153（四）选择或设计焊接性试验方法的原则154（五）常用焊接性试验方法155（六）工程案例164二、建筑钢结构低温焊接相关理论及案例185（一）应用低温焊接工艺需具备的材料力学基础185（二）断裂力学及其在低温构件中的应用190（三）焊接结构的断裂力学分析196（四）焊接结构的失效类型198（五）建筑钢结构低温焊接技术203（六）工程案例211附录建筑钢结构工程低温焊接工法213第四章建筑钢结构制作工程中的典型焊接技术一、钢结构SAW不清根钢板对接技术225（一）SAW钢板对接不开坡口不清根新工艺技术225（二）试验结果总结233（三）工程案例分析235二、建筑钢结构厚板异形复杂节点防止层状撕裂技术235（一）空间超大型异形X钢管节点的制作、防层状撕裂焊接创新工艺236（二）空间超大型异形复杂X钢管节点防层状撕裂接头整体装配、焊接顺序239（三）工程案例分析242三、高强钢厚板复杂节点制作焊接技术242（一）厚板高强钢复杂桁架节点制作焊接工艺研究与应用243（二）工程案例分析249四、厚板复杂节点防层状撕裂及热裂纹制作焊接技术249（一）工程概况250（二）节点制作的重点与难点251（三）制作工艺技术研究251（四）工程案例分析256五、建筑钢结构箱型（BOX）巨拱加工焊接技术257（一）箱型（BOX）桁架钢结构的特点257（二）工程概况258（三）箱形（BOX）巨拱制作工艺技术259六、大型复杂转换节点制作焊接技术266（一）成都博物馆新馆钢结构工程概况266（二）工程案例分析273七、异形变截面巨型横梁的制作、焊接技术273（一）青岛火车北站工程概况274（二）横梁结构特点274（三）横梁结构制作技术重点与难点分析274（四）横梁制作工艺研究275（五）工程案例分析281八、空间异形仿生形钢结构建筑及特殊节点制作焊接技术282（一）空间异形仿生树形节点加工制作工艺的研究与应用283（二）异形复杂双曲立面箱形构件制作工艺289九、日本钢结构工程一种钢筋混凝土柱钢梁混合构造节点（RCS）制作工艺技术300（一）RCS节点简介300（二）制作重难点分析301（三）制作工艺302（四）工程案例分析305第五章建筑钢结构工程安装、焊接技术及案例一、异形仿生建筑钢结构体系安装、焊接技术（1）308（一）烟台雨岱山渔人码头鲸鲨馆仿生钢结构管桁架典型节点309（二）钢结构深化设计的重难点309（三）鲸鲨馆钢桁架安装的总体顺序及具体步骤310（四）钢结构现场施工要点315（五）现场焊接技术316（六）施工现场临时用电方案322（七）工程案例分析327二、建筑钢结构管桁架管管相贯节点高精度组装、焊接技术328（一）海洋馆钢结构壳体工程概况328（二）钢结构壳体关键焊接技术332（三）工程案例分析335三、异形建筑钢结构体系安装、焊接技术336（一）工程简介336（二）钢结构现场安装难点及解决措施338（三）钢结构总体施工安装方案339（四）施工安装顺序342（五）主要安装技术措施中钢柱的吊装与就位342（六）现场安装焊接345（七）湖州喜来登温泉度假酒店裙楼钢屋盖结构焊接技术351（八）工程案例分析357四、异形仿生建筑钢结构体系安装、焊接技术（2）359（一）现场钢结构焊接类型359（二）焊接特点、难点360（三）焊接方法及合龙缝的焊接360（四）焊接变形及应变控制整体思路364（五）焊接参数的选择365（六）厚板焊接及焊前预热366（七）铸钢件与异种钢焊接工艺措施366（八）贝壳状全焊接空间网格结构的焊接应力控制方法369五、大连期货广场B座钢结构安装焊接技术374（一）工程概述375（二）工程焊接方案375（三）焊接质量控制与检验380（四）典型焊接技术381（五）工程案例分析389六、异形仿生建筑钢结构体系安装、焊接技术（3）390（一）钢结构工程简介391（二）焊接特点与难点393（三）本工程焊接变形及应变控制整体思想396（四）铸钢件与异种钢焊接工艺措施406（五）焊接质量控制408（六）工程案例分析409七、建筑钢结构主楼核心筒钢板剪力墙焊接关键技术410（一）高层钢结构典型节点概况及焊接要点410（二）主楼核心筒钢板剪力墙分段概况412（三）钢板剪力墙钢板竖向对接焊接顺序413（四）钢板剪力墙焊接失败的教训和成功的经验415（五）其他技术要点417（六）工程案例分析418第六章简析建筑钢结构全面质量管理典型工程一、“鸟巢”钢结构焊接工程“七分准备、三分施工”421（一）第一要素：建立钢结构焊接质量保证体系421（二）第二要素：抓好两项基础工作422（三）第三要素：树立“全员、全面、全过程”的管理思想423（四）第四要素：树立“四个一切”的思想，逆向思维，确定管理思想和技术路线423二、“鸟巢”钢结构焊接工程全面质量管理的具体实施428（一）“鸟巢”工程的10个管理要点429（二）“鸟巢”工程的10个关键技术管理点442第七章建筑钢结构国产弧焊机器人应用技术研究一、机器人产业概述451二、北京时代集团机器人本体及变位机的机械结构优化设计452三、北京时代集团机器人运动控制系统的研究设计454四、建筑钢结构焊接机器人的选型456（一）国产弧焊机器人类型及选型基本观点457（二）工程案例459（三）浙江精工焊接机器人强强联合技术460五、工程案例分析466第八章建筑钢结构高强钢焊接技术一、高强钢的定义及相关技术内涵468（一）高强钢的定义468（二）我国钢结构高强钢研究及发展470二、建筑钢结构高强钢新钢种焊接性分析474（一）焊接裂纹475（二）热影响区的脆化及软化475（三）焊缝金属的强韧化476（四）热影响区的晶粒长大倾向476（五）建筑钢结构采用高强钢的优点477（六）建筑钢结构常用钢材介绍477三、高强钢焊接技术关键的重要观点478（一）观点之一：重视高强钢屈强比的研究478（二）观点之二：减少焊接热循环次数是保证高强钢焊接接头综合性能最有效的途径487（三）观点之三：依靠碳当量确定高强钢焊接预热温度不准确501（四）观点之四；减少焊接HAZ高温停留时间，高强钢焊接必须采用多层多道错位焊接技术508（五）观点之五：机器人自动焊最适合高强钢的焊接509（六）观点之六：建筑钢结构特厚板焊接接头强韧性储备检测应采用CTOD509四、高强钢快速压缩脉冲压缩电弧新工艺的开发研究510（一）高强钢焊接采用保护气体的选择510（二）工程案例（一）511（三）工程案例（二）515附录Q460E-Z35高强度特厚钢板焊接工法518参考文献530后记532