Svařování je primární metodou spojování A572 H-nosníků do souvislého konstrukčního rámce. Vynikající svařitelnost Gr.50 a Gr.60 je klíčovou výhodou, která pramení z jejich kontrolované nízkouhlíkové mikrolegované chemie. Úspěšné svařování však vyžaduje přísné dodržování kvalifikovaných postupů, zejména pro vyšší-pevnost Gr.60 a pro tlustší části. Základním kamenem tohoto procesu je uhlíkový ekvivalent (CE), vypočítaná hodnota, která předpovídá prokalitelnost a náchylnost k vodíkovým-praskání za studena v zóně ovlivněné teplem{11}(HAZ).
1. Uhlíkový ekvivalent (CE) a jeho význam:
Nejběžnější vzorec (IIW) je: CE=C + (Mn/6) + [(Cr+Mo+V)/5] + [(Ni+Cu)/15], kde prvky jsou v hmotnostních procentech. Pro A572:
Typická Gr.50 CE: Rozsah od 0,38 do 0,44.
Typický Gr.60 CE: Pohybuje se od 0,42 do 0,49 kvůli vyššímu obsahu uhlíku.
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, bude mít obvykle povinné požadavky na předehřátí pro materiál o tloušťce přes ~3/4 palce (19 mm).
2. Doporučené postupy svařování pro H-nosníky:
Všechny běžné procesy obloukového svařování jsou vhodné, ale musí používat postupy s nízkým-vodíkem.
Svařování ve stíněném oblouku (SMAW): Použijte elektrody s nízkým{0}}vodíkem (E7018 pro Gr.50, E8018-C3 pro Gr.60 pro lepší přizpůsobení pevnosti).
Flux-Cored Arc Welding (FCAW): Nejběžnější proces ve výrobních dílnách. Použijte vodiče jako E71T-1 (pro Gr.50) nebo E81T1-K2 (pro Gr.60).
Gas Metal Arc Welding (GMAW): S pevným drátem (ER70S-6 pro Gr.50, ER80S-D2 pro Gr.60) a ochranným plynem argon/CO₂.
Svařování pod tavidlem (SAW): Pro automatizované-kvalitní podélné švy v zabudovaných-sekcích nebo spojích.
3. Specifikace svařovacího postupu (WPS):
Každý svar musí být proveden podle kvalifikovaného WPS. Tento dokument, kvalifikovaný fyzickým testováním (nebo předem{1}}kvalifikovaný podle AWS D1.1), specifikuje všechny proměnné:
Základní a výplňový kov (síla by měla odpovídat nebo mírně převyšovat základní kov)
Teplota předehřívání/interpass (určená CE, tloušťkou a kontrolou vodíku)
Svařovací proud, napětí, rychlost pojezdu (příkon tepla)
Návrh a příprava spoje
4. Klíčové výzvy a osvědčené postupy pro H-paprsky:
Předehřev u silných sekcí: Toto je nejkritičtější postup pro zabránění vzniku trhlin za studena HAZ. Například 2-palcová silná příruba Gr.60 H-beam může vyžadovat minimální předehřátí 175 stupňů F (80 stupňů). WPS poskytuje přesnou teplotu.
Regulace tepelného vstupu: Přílišné teplo může přehřát-HAZ, čímž se sníží houževnatost. Často se uvádí maximální tepelný příkon (např. 60 kJ/palec).
Výběr výplňového kovu: Pro Gr.50 je standardní výplň 70- ksi (E70XX). U Gr.60, zatímco 70- ksi výplň je často přijatelná (poskytuje tažný, nedostatečně přizpůsobený spoj), 80 ksi výplň (E80XX) může být specifikována pro spoje s plnou pevností ve vysoce omezených kritických spojích.
Příprava spoje a čistota: Okuje, rez, vlhkost, barva a olej musí být odstraněny ze svarové zóny, aby se zabránilo poréznosti a vnikání vodíku.
Tepelné zpracování po svaru (PWHT): Obecně není vyžadováno pro nosníky A572 H-. Žíhání pro odlehčení pnutí však může být specifikováno pro výjimečně tlusté, vysoce pevné svary (např. ve spojení s těžkým momentem), aby se snížila zbytková napětí.
5. Zvláštní úvahy pro připojení H-paprsku:
Přírubové-k-webové sváry ve vestavěných-sekcích: Obvykle se provádí pomocí automatického SAW nebo FCAW. Kontrola zkreslení je klíčová.
Plně penetrační drážkové svary v okamžiku Spoje: Vyžadují pečlivou přípravu spoje, podložení a sekvenční řazení, aby bylo zajištěno zdravé průchody kořenů a zvládnutí namáhání smršťováním.
Koutové svary: Nejběžnější svar pro smykové spoje (střižné jazýčky, spoje trámu-ke{1}}sloupu). Velikost a délka svaru jsou vypočteny na základě smykové síly a pevnosti přídavného kovu (0,6 x Filler Metal Fexx).
Tabulka: Souhrn pokynů pro svařování pro nosníky A572 H-
| Aspekt | A572 Třída 50 | A572 Třída 60 | Referenční kód klíče |
|---|---|---|---|
| Typická řada CE | 0.38 - 0.44 | 0.42 - 0.49 | AWS D1.1, příloha I |
| Běžný přídavný kov | 70 ksi (E70XX, ER70S-X) | 70 ksi nebo 80 ksi (E80XX, ER80S-D2) | AWS D1.1 Tabulka 5.1 |
| Předehřejte (pro 1" silnou rohož) | Často se nevyžaduje, pokud CE<0.45 | Obvykle vyžadováno (např. 150 stupňů F min) | AWS D1.1 Tabulka 5.2 |
| Kritická praxe | Nízké-vodíkové elektrody, čisté povrchy | Přísná kontrola předehřívání, u kritických spojů zvažte-výplň s vyšší pevností | - |
Stručně řečeno, svařování nosníků A572 H-je vysoce systematizovaná operace. Úspěch závisí na použití skutečného CE z certifikátu Mill Test k určení předehřevu, striktním dodržováním kvalifikovaného WPS a používáním svědomitých postupů s nízkým-vodíkem během výroby.