摘要：介绍某工程中大型铸钢节点与无缝钢管现场焊接的关键技术。成功解决了工程中铸钢节点与无缝钢管节 点形式的选取、铸钢节点与无缝钢管V形坡口的设计原则、焊接工艺、焊材焊接机具选择、焊接环境、焊接參数、焊 前预热措施、焊接质量控制'、焊接变形控制、焊接防护措施以及焊后处理等技术问题。
关键词：铸钢节点
铸钢节点作为一种新型的钢结构节点已在我国 大型复杂空间结构中得到大量运用。结构中构件与 构件之间节点的连接形式和力学性能日趋复杂，传 统的焊接节点、钢管相贯节点等节点形式难以在空 间结构复杂受力、制作工艺、焊接工艺上满足要求。 节点构造的好坏，对结构的受力性能、结构安全、施 工工艺、工程造价都有较大的影响。因此，随着铸钢 件设计技术提高、加工工艺完善，其在大型公共建 筑、空间结构中大量运用。在国内外已经建成或在 建的大型工程中，使用了大量铸钢节点。本文详细 介绍某工程铸钢节点与无缝钢管复杂空间节点焊接 的关键施工技术9
1工程概况
1.1 铸钢节点
本工程为独特树状空间结构，由主枝、中枝和端 枝组成。主枝、中枝和端枝的连接处釆用铸钢节点。 铸钢节点由4~10根分枝以不同的空间角度汇交。 节点具有非标性、各异性、多枝性、多向性、体积较 大、吨位重等特点。铸钢节点大的空间尺寸为 3. 6 mX3. 8 mX4. 2 m,大质量为6. 8 t。铸钢节 点与无缝钢管需要现场组对，全方位焊接连接。图1 为铸钢节点实物。
1）铸钢材质及化学分析。铸钢件材料选用ZG275-485H,材质符合GB/T 7659 — 1987《焊接结构用
碳素钢铸件》中的ZG275-485H化学成分标准。
无缝钢管材料选用Q345-B,规格招50 mmX 12 mm,^>350 mmX 19 mm、©450 mm X 22 mmo 材质符合GB/T 1591- 94<低合金高强度结构钢》化学成分标准。
化学分析用试样制取按GB/T 222 —1984《钢 的化学分析用试样取样法及成品化学成分允许偏 差》的规定制取。化学成分试验方法按GB 222-84 《钢的化学成分分析用试样取样法及成品化学允许 偏差》及GB 223《钢铁及合金化学分析方法》的标准执行。
2） 力学性能试验标准。GB 228-87«金属拉伸 试验方法》；GB 2975 —82《钢材力学及工艺性能试 验取样规定》;GB/T 229 —94《金属夏比（V型缺口） 冲击试验方法》。
3） 外形检测标准。GB 6414-86«铸件尺寸公 差〉〉；GB/T 11351-89« 铸件重量公差》；Q/ZB 156 一 73《铸造内圆角》;JB 82001-90«铸件质量分等通 则 »；Q/ZB 157/73« 铸造外圆角》；GB 6414 - 1999 《铸件尺寸公差与机械加工余量》;EN1559—1《铸件 技术交货条件——通则》；EN1559 —2《铸件技术交 货条件一一铸钢件的附加要求》。
4）磁粉探伤及缺陷定级标准。GB 9444-1988 《铸钢件磁粉探伤及质量评级方法》;ASTMB 709-95 《磁粉检测实施方法》;GB/T 9443 -1988（（铸钢件渗透 探伤及缺陷显示痕迹的评级方法》；GB/T 5677 - 1985《铸钢件射线照相及底片等级分类方法》。
1.2铸钢节点与无缝钢管焊接
综合考虑安全、经济、焊接受力情况、铸钢铸造 及施工方便等因素，铸钢节点采用半空心半实心的 节点形式。
1.3铸钢节点与钢管接头设计
铸钢节点与钢管接头设计按以下原则进行：1） 不同材质、不同壁厚接头；2） V形坡口；3）等强设计; 4）防止应力集中；5）便于现场焊接。
铸钢节点分枝间距现场焊接与铸造要求：空间 杆件外壁小间距为300 mm。当相邻杆件夹角较 小时，杆件长度超过2 m,杆件外壁间距按不小于 150 mm 设计。
本工程主要为铸钢节点与无缝钢管对接的全方 位焊接，坡口形式为带内衬管V形坡口。这样的坡 口形式可减小焊缝断面，减小根部与面缝部收缩差， 防止由于焊接应力过度集中在近面缝区产生撕裂现象。
2铸钢节点与钢管焊接
2. 1 焊接工艺评定
对工程首次采用的钢材、焊材、焊接方法、焊接 接头形式等各项焊接参数进行焊接工艺评定，以焊 接工艺评定结果指导现场安装焊接工作。
2.2 材料成分及力学性能n
铸钢节点与钢管对接为全方位焊接，在选择铸 钢节点材料、钢管材料及焊接材料时,要求考虑材料 的力学性能满足设计要求，还需要良好的焊接性能 （表1、表2）。必须将C、S、P含量控制在合适的范 围之内。即C含量控制在0. 12%〜0. 20%;S、P含 量控制在0. 04%以内；碳当量控制在0.44%以内； 以便焊接时与Q345-B钢材相适应⑶。
2.3 焊材及焊接机具选择
釆用手工电弧焊焊接，焊条选用E5015,直径选 用3. 2~4 mmMo配备功率强大，可远距离配线， 电压降极小，性能先进，可随时由操作者远距离手控 电压、电流变幅的整流式CO-焊机，型号：日产 OTC-600A,以适应高空作业，满足全方位焊接需要 频繁调整焊接电压、电流的要求。
对接接头定位焊接采用小直径（捕.2）E5015焊 条进行。焊条必须严格按使用说明书进行烘烤，定 位焊的焊接长度每处约50 mm,焊缝厚度约4 mm。 焊条化学成分见表3,力学性能见表4。
2.4 焊接场所
风力W5 m/s时，采用棚布围护，禁止露天作业 时不采取防雨措施施焊。清除易燃物、施焊障碍，焊 接必须搭设操作平台，采取防风雨措施，采用彩条布 对焊接区域进行全方位立体保护，彻底解决风、雨对 焊接的影响。
2.5 接头装配质量要求
组对前先釆用铿刀、砂布、盘式钢丝刷将铸钢件 接头坡口内壁15〜20 mm范围仔细清除锈蚀及污 物。由于铸钢件的表面光洁度较差，在组对前必须 把凹陷处用角向磨光机磨平，坡口表面不能出现不 平整、锈蚀等现象。无缝钢管的对接处清理与铸钢 件相同。不得在铸钢件部位进行硬性敲打,防止产 生裂纹。预留焊接收缩量，用千斤顶起重器具把接 头处坡口间隙调节为上部间距大于下部间距2〜 3 mm的焊接收缩预留量，以保证整个焊接节点焊接 后终的收缩量相等。预检采用钢直尺、角尺、楔 尺、焊缝量规等核査节点拼对间隙、错边状况、坡口 有无损伤，确认符合规程要求。定位焊接后采用角 向磨光机将始焊与终焊处磨成缓坡状。
