建筑钢结构焊接新技术

　　本书共12章，以焊接方法与工艺技术、焊接工艺设计、焊接应力与变形等基本焊接知识作为铺垫，并结合大量的工程案例，重点介绍了目前钢结构领域的焊接新技术，主要包括焊接数值模拟技术、绿色高效埋弧焊技术、超厚板铸锻件焊接技术、复杂钢结构焊接技术、高强钢焊接技术、智能焊接装备及数字化焊接系统等。

　　陈振明，中建钢构股份有限公司总工程师，长期致力于科技创新与工程实践，在国家制造强国战略实施、现代化城市建设、“一带一路”标志性工程建设和装配式绿色建筑创新发展中具有突出贡献。创新开展钢结构数字化制造及智能装备研究，建成了首条建筑钢结构智能制造生产线，开启了钢结构行业智能制造的先河，打造了钢结构“智能制造典范”。

前言
第1章建筑钢结构焊接概述1
1.1发展历程1
1.2典型建筑钢结构焊接工程3
1.2.1超高层建筑类4
1.2.2大跨度建筑类10
1.2.3塔桅结构类14
1.3发展趋势15
第2章焊接方法与工艺技术17
2.1建筑钢结构用钢材及焊接材料17
2.1.1钢材17
2.1.2焊接材料19
2.2常用焊接方法20
2.3焊条电弧焊焊接工艺22
2.4气体保护焊焊接工艺24
2.5埋弧焊焊接工艺26
2.6电渣焊焊接工艺27
2.7栓钉焊焊接工艺28
第3章焊接工艺设计31
3.1焊缝构造设计31
3.1.1焊接接头31
3.1.2焊缝符号及标注33
3.2焊接坡口设计38
3.2.1坡口设计准则39
3.2.2形状尺寸代号和标记39
3.2.3焊接坡口形式40
3.3焊接工效计算50
第4章焊接应力与变形59
4.1焊接应力59
4.1.1纵向残余应力σx59
4.1.2横向残余应力σy60
4.1.3厚度方向的残余应力σz61
4.1.4焊接应力控制措施61
4.1.5焊接应力消减方法62
4.2焊接变形64
4.3典型钢结构焊接顺序68
4.3.1焊接原则68
4.3.2整体焊接顺序68
4.3.3钢柱焊接顺序69
4.3.4钢板墙焊接顺序70
4.3.5桁架焊接顺序72
4.3.6巨柱焊接顺序75
4.4钢结构零部件加工余量设置76
4.4.1尺寸收缩影响因素 76
4.4.2加工余量的设置78
第5章焊接数值模拟技术81
5.1典型T形接头数值模拟技术81
5.1.1T形接头焊接试验设计81
5.1.2T形接头有限元数值模型84
5.1.3T形接头残余应力分布86
5.1.4T形接头残余应力成因分析91
5.1.5有限元数值分析与试验结果
对比93
5.1.6本节小结95
5.2大型桁架结构整体焊接顺序数值
模拟技术95
5.2.1理论基础95
5.2.2焊接过程模拟技术要点96
5.2.3桁架有限元模型的建立和
简化98
5.2.4巨型带状桁架焊接顺序的
选取99
5.2.5焊接残余应力模拟分析102
5.2.6焊接残余应力的现场监测108
5.2.7本节小结111
第6章绿色高效埋弧焊技术112
6.1集成冷丝复合埋弧焊技术112
6.1.1技术背景112
6.1.2冷丝复合埋弧焊工艺设计112
6.1.3焊接工艺试验113
6.1.4焊接效率分析116
6.1.5本节小结117
6.2双电源三粗丝埋弧焊技术117
6.2.1试验设备117
6.2.2焊接参数调试118
6.2.3焊接生产效率对比118
6.2.4本节小结120
6.3埋弧焊全熔透不清根技术120
6.3.1技术背景120
6.3.2新型埋弧打底填充焊123
6.3.3焊接参数125
6.3.4接头性能试验分析125
6.3.5本节小结130
6.4埋弧横焊技术130
6.4.1技术背景130
6.4.2技术原理130
6.4.3技术应用135
6.4.4本节小结137
第7章超厚板铸锻件焊接技术138
7.1高强超厚锻钢节点焊接技术138
7.1.1技术背景138
7.1.2重难点分析138
7.1.3锻钢节点组装工艺139
7.1.4焊接工艺140
7.1.5本节小结143
7.2超厚多面体铸钢节点焊接技术143
7.2.1技术背景143
7.2.2铸钢节点结构分析144
7.2.3焊接难点分析144
7.2.4焊接模拟试验145
7.2.5现场焊接147
7.2.6本节小结149
7.3单层折面空间网格结构焊接技术149
7.3.1技术背景149
7.3.2单层折面空间网格结构整体
焊接顺序150
7.3.3大直径异种高强厚壁钢管现场
全位置焊接151
7.3.4本节小结156
第8章复杂钢结构焊接技术158
8.1管结构多角度全位置焊接技术158
8.1.1工程概况158
8.1.2焊接特点159
8.1.3多角度全位置焊接技术159
8.1.4“黄金树”整体焊接变形控制162
8.2弯扭构件复合焊接工艺162
8.2.1弯扭构件焊接分析163
8.2.2弯扭构件复合焊接工艺研究163
8.2.3弯扭构件焊接变形及尺寸控制
工艺研究168
8.3大尺寸超厚板“天圆地方”复杂
变截面过渡节点制作技术168
8.3.1组焊工艺分析169
8.3.2圆方节点的CAD建模方法及
外观成形技术170
8.3.3圆方节点组焊工艺174
8.3.4本节小结180
8.4超大型组合巨柱焊接变形控制180
8.4.1巨柱单元焊接变形的种类181
8.4.2焊接变形控制的设计措施182
8.4.3焊接变形控制的工艺措施183
8.4.4本节小结187
8.5异形多腔体巨型钢柱现场焊接技术188
8.5.1多腔体巨型钢柱概述188
8.5.2多腔体巨型钢柱组拼技术原理及
流程188
8.5.3异形单元的焊接顺序189
8.5.4工艺措施及温度控制192
8.5.5巨型钢柱组拼焊接成效195
8.5.6狭小腔体内工作环境的改善196
8.5.7本节小结197
8.6厚板箱形K节点防层状撕裂焊接
工艺研究197
8.6.1技术背景197
8.6.2层状撕裂的产生机理及影响
因素198
8.6.3箱形K节点防层状撕裂焊接
工艺措施199
8.7片式钢板墙结构组焊工艺202
8.7.1技术背景202
8.7.2片式钢板墙结构加工制作分析202
8.7.3片式钢板墙组焊工艺202
8.7.4本节小结205
8.8超长超厚钢板剪力墙现场焊接变形
控制技术206
8.8.1技术背景206
8.8.2钢板剪力墙结构焊接特点206
8.8.3钢板剪力墙现场焊接变形控制
技术206
8.8.4钢板剪力墙焊接残余应力消除
技术210
8.8.5本节小结211
8.9高层网格结构马鞍形节点建造技术211
8.9.1技术背景211
8.9.2工艺分析213
8.9.3模压成形工艺方案214
8.9.4马鞍形节点装配焊接工艺217
第9章高强钢焊接技术219
9.1690级高强钢焊接技术219
9.1.1技术背景219
9.1.2国产S690QL1钢性能分析220
9.1.3690级高强钢切割工艺试验221
9.1.4690级高强钢焊接工艺试验222
9.1.5690级高强