l 工程概述
广州市某超高层构筑物工程．主体结构由混凝土核芯筒和
钢结构外筒组成。钢结构外筒为由24根圆锥形立柱、46组环梁
及分布其间的斜撑组成的变截面椭圆简体。由于钢结构外筒自
下而上做45。扭转，因此．外筒所有构件均为三维倾斜，这种
独特的结构形式目前在国内外是独一无二的。
整个工程钢结构质量逾5万t．设计的钢材强度等级：
q235(b，c)，q345(c，gjc)，q390gjc，q460gjc。该工程
焊接特点及难点：整个构筑物结构高度达610 m，超高空环境
条件下对焊工操作影响很大；高空风速较大，并且贯穿于现场
焊接全过程，尤其是对气体保护焊的影响较大；所有结构构件
都为倾斜构件，焊接接头基本呈全位置状态，对焊工操作水平
要求高；构件截面大，立柱尺寸从( 2 0o0 mmx50 mm)一
(4,1 200 mmx30 mm)、斜撑尺寸从(4,850 mmx40 mm)一
(4,700 mmx30 mm)、环梁构件直径基本为800 mm (壁厚
30，25 mm)、顶部8道环梁尺寸4,700 mmx25 mm，因此现场焊
接量比较大；该工程中采用了大量的厚钢板，最厚达50 mm，
焊接熔敷金属量较多，造成一定的焊接应力；由于结构形式特
殊，又呈环闭状，加上安装精度要求高。焊接收缩引起的结构
变形不可忽视．必须有针对性地研究工艺和控制措施。
广州属于亚热带季风气候，常年平均气温22．0℃．最热时
的7月平均气温28．5℃．最冷时的1月平均气温13．6℃；极端最
高气温39．1℃，极端最低气温0．0℃。这种气温条件对于现场
焊接比较适宜。但同时一个不利因素是空气相对湿度较大，年
平均相对湿度78％，这对现场焊接有不利影响，尤其在超高空
位置相对湿度可能影响更大。广东地区台风比较多，还有梅雨
季节，且气候多变。因此，焊接操作区域的防风、防雨措施至
关重要。
收藕日期：2o07—03—19
2 焊接工艺要点
根据现场焊接特点，并结合工程实际，采用药芯焊丝c0
气体保护焊和焊条电弧焊相结合的焊接方法．现场焊接施工流
程如图1所示。
焊接安全设施准备、检查
焊接设施材料
安装引弧板、引出板
坡口检查 h 修整h 再检查
坡口检查记录
坡口表面清理
i 鎏i整 r
[奎]
．
焊后处理
工
焊接施工记录
预热温度记录
焊接电流调整、焊道清理
焊缝外观及ut检查 厂 -1_
焊接结束 h 焊接场所清理
转移焊接场所
圈1 现场焊接施工流程
焊接材料采用氢含量较低的焊材，焊接材料的选用原则为
与母材等强。焊条选用：q235-e4327(j427)；q345-e5015
weldinz technolo~v vo1．36 no．5 oct．2o07 ·焊接质量控制与管理· 67
(j507)；q390-e5515(j557)；q460-e6015(j607)。焊丝选用
西1．2 mm twe一71l药芯焊丝；保护气体为co2，纯度99．98％。
2．1 焊前准备
由于co 气体保护焊焊枪焊把线较短，考虑将焊机及送丝
机置于操作平台上。焊把线应绝缘良好，破损处要用绝缘布包
裹好．以免拖拉焊把线时与母材打火。焊接设备应接线正确、
调试好．正式焊接前应先进行试焊，将电弧电压、焊接电流调
至合适范围。去除坡口区域的氧化皮、水分、油污等杂质。如
果坡口用氧乙炔焰切割过，则还需用砂轮机进行打磨，直至露
出金属光泽。当坡口间隙超过允许偏差规定时，通过在坡口单
侧或两侧堆焊使其符合要求。
2．2 焊前预热
预热是防止低合金高强钢焊接产生氢致裂纹的有效措施。
可以控制焊接冷却速度，减少或避免热影响区(haz)中淬硬
马氏体的产生，降低haz硬度， 同时还可以降低焊接应力，并
有助于氢的逸出。该工程预热主要采用电加热和氧乙炔火焰加
热方法，预热范围为坡口及坡口两侧不小于1．5倍板厚，且不
小于lo0 mm。测温点应距焊接点各方向上不小于焊件的最大
厚度值，但不得小于75 mm处。
预热温度的确定与钢材材质、板厚、接头形式、环境温
度、焊接材料的氢含量以及拘束度都有关系， 因此对工程中的
q390，q460钢材，由于强度级别较高，焊接淬硬倾向大，应
适当提高预热温度。广州当地的温度对于焊接温度的保持是比
较好的，根据母材性能结合以往一些工程的施工经验，对于
q345钢材，40—50 mm的板厚，预热温度为80—100℃左右。
23 焊接坡口
工程的构件以管件为主，根据焊接的可操作性、焊工的视
线，应以开单面坡口为主。现场接头拟采用单面单边v形坡口，
反面设置衬板，根部间隙6—8 mm，坡口角度35。，如图2所示。
坡口形式
图2 焊接坡13示慧图
另外，由于钢管直径比较大，焊工可以进入管内进行焊接
操作，考虑到尽可能减少熔敷金属量，立柱节点设计时可采用
双面坡口，焊工先在里面焊接，然后外面清根焊接。
2．4 焊接工艺措施
采用多层多道焊，控制道间温度不低于预热温度。但不宜
超过150℃，采用直流反接(dc+)，焊丝伸出长控制在20 mm
左右，保护气体流量20—25 l／min。焊条打底焊使用不大于4
mm的焊条。根部焊道厚度不超过6 mm。焊缝构成由坡口面到
中间。焊道布置如图3所示。
图3 焊遁布置示慧图
2．5 焊后处理
后热处理主要是为了消氢，降低焊缝中的氢含量，减小氢
致裂纹倾向。后热温度一般为250—