O manual definitivo sobre soldagem da estrutura de aço

1.1 Soldagem por arco de metal (SMAW)

Princípio :
A soldagem manual de arco de metal (SMAW), também conhecida como "soldagem do arco de bastão", é um arco produzido entre um eletrodo consumível revestido com o fluxo e o metal base. O fluxo se decompõe em um gás de proteção (CO₂) e escória, protegendo o pool de solda de contaminantes atmosféricos (por exemplo, oxigênio, nitrogênio).

Vantagem :

Versatilidade: Adequado para uso em aço carbono, aço inoxidável e ferro fundido.

Portabilidade: Não é necessário suprimento externo de gás, ideal para reparos em pontes remotas.

Controle de penetração: Ângulo de eletrodo ajustável (por exemplo, ângulo de arrasto de 70 ° para penetração profunda).

Desvantagens e mitigações :

Porosidade(aprisionamento de gás):

Causa: O fluxo contém umidade ou o material base está contaminado.

Precauções: Asse os eletrodos a 250 ° C (482 ° F) por 1 hora antes do uso.

Inclusão de escória :

Causa: Remoção incompleta de escória entre passes.

Precauções: Use um martelo de macaco e uma escova de arame após cada casaco.

1.2 Soldagem por arco de metal a gás (GMAW\/MIG)

Princípio :
A soldagem de arco blindada a gás (GMAW) usa um fio sólido contínuo, alimentado através de uma pistola de solda e protegido por um gás inerte (argônio\/hélio) ou gás reativo (dióxido de carbono). O arco derrete o fio e o material pai, formando uma solda de fusão.

Vantagem :

Alta taxa de deposição: até 12 kg\/hora, ideal para a fabricação rápida de vigas de armazém.

Respingos baixos: alcançado com MIG pulsado (por exemplo, frequência de pulso de 200 Hz).

Desvantagens e mitigações :

Queimar(entrada excessiva de calor):

Causa: Tensão muito alta ou fina de placas (<3 mm) traveling too slowly.

Precauções: Use 0. 8 mm de diâmetro, 18–22 V, 150-180 A.

Falta de integração :

Causa: Ângulo incorreto da pistola ou corrente insuficiente.

Prevenção: Mantenha o ângulo de empuxo de 15 ° e aumente a corrente em 10%.

1.3 Soldagem por arco com corado de fluxo (FCAW)

Princípio :
O FCAW usa um fio de soldagem tubular cheio de fluxo, que produz um gás de proteção quando aquecido. Existem duas opções:

FCAW auto-protegido: Nenhum gás externo é necessário (por exemplo, e71t -8 fio de soldagem para uso externo).

Fcaw: Usa CO2 adicional (por exemplo, E70T -1 para placa grossa).

Vantagem :

Resistência ao vento: Os fios protegidos podem suportar ventos de 15 mph, tornando-o ideal para guindastes de pórtico do estaleiro.

Alta eficiência: A velocidade de deposição é 25% mais rápida que o SMAW.

Desvantagens e mitigações :

Rachadura(induzido por hidrogênio):

Causa: O fluxo contém umidade ou o teor de enxofre no aço é muito alto.

Prevenção : For steel thickness >30 mm, pré -aqueça a 150 ° C (302 ° F).

Emissões excessivas de fumaça :

Mitigação: Instale um extrator de fumaça com um fluxo de ar de 1000 CFM.

1.4 Soldagem de arco submerso (SAW)

Princípio :
A soldagem de arco submersa gera um arco sob uma manta de fluxo granular (por exemplo, SiO₂ + MNO). O fluxo derrete em escória e plasma condutor, alcançando uma penetração profunda (até 25 mm em uma única passagem).

Vantagem :

Compatibilidade da automação: Os sistemas de serra robótica podem atingir 99% de repetibilidade para soldas de circunferência do tubo.

Radiação UV baixa: A camada de fluxo minimiza a exposição ao operador.

Desvantagens e mitigações :

Undercut(Groove ao longo do dedo do pé):

Causa: A tensão é muito alta ou a velocidade de direção é muito rápida.

Prevenção: Para aço de 15 mm, ajuste os parâmetros para 28-32 V e 400-500 A.

Captura de fluxo :

Mitigação: Moa as bordas da junta para um chanfro de 60 ° para garantir o fluxo adequado do fluxo.

2.1 Tipo de junta de soldagem

Junta de bunda :

Definição: Conecta dois membros alinhados no mesmo plano.

aplicativo :

Soldagem de ranhura total de penetração: Aplicável a vigas de carga (AWS D1.1, Groove CJ-P).

Penetração parcial: Conexões não críticas em Purlins de telhado de armazém.

Juntas de volta :

Definição: Placas sobrepostas soldadas ao longo de suas bordas.

aplicativo :

Soldas de filete: Revestimento de chapas metálicas na fábrica (tamanho da perna ≥ 4 mm).

Soldas de slot: Reforça as áreas sobrepostas do rack de armazenamento.

Connector T. :

Definição: Duas folhas de aço conectadas a 90 ° para formar uma forma "T".

aplicativo :

Colunas estruturais: soldas de filete duplo, resistência ao terremoto.

Suportes: Soldagem intermitente para minimizar a deformação.

Juntas de canto :

Definição: Um ângulo externo é formado quando as placas se encontram em um ângulo (geralmente 90 °).

aplicativo :

Quadros de janela: Soldado continuamente, à prova de intempéries.

Borda decorativa: Polido suave para conhecer a estética arquitetônica.

2.2 Posição de soldagem

Posição fechada (1g\/1f) :

Definição: Soldagem realizada no lado superior de uma superfície horizontal.

Práticas recomendadas :

Use a serra para resolver articulações longas em pisos de fábrica.

A velocidade da viagem foi otimizada para 40 cm\/min para obter uma aparência consistente de contas.

Posição horizontal (2g\/2f) :

Definição: O eixo de solda é horizontal em uma superfície vertical.

desafio :

Controle de escória: Incline o eletrodo para cima em 10 ° para evitar a perda de escória.

Penetração: 15% mais corrente em comparação à posição plana.

Posição vertical (3G\/3F) :

Definição: O eixo de solda é vertical.

tecnologia :

Soldagem difícil: Adequado para materiais mais espessos (por exemplo, colunas de aço de 20 mm).

Soldagem em declive: Placas finas (≤6 mm) usando eletrodos SMAW E6013.

Posição aérea (4G\/4F) :

Definição: Soldagem realizada abaixo da junta.

Protocolos de segurança :

Use FCAW com fio auto-protegido para evitar a difusão de gás.

Os soldadores devem usar capacetes e luvas resistentes à chama.

3.1 Processo de soldagem passo a passo

3.2 Padrões de inspeção de qualidade para soldagem de estruturas de aço

Inspeção da qualidade da aparência
1. Defeitos de superfície da costura de solda:

A superfície da costura de solda não deve ter defeitos como rachaduras, contas de solda, rebarbas e poços de arco. A profundidade do subconto não deve exceder 0. 5mm. Para os membros da tração, o comprimento contínuo do undercut não deve exceder 100 mm, e o comprimento cumulativo não deve exceder 10% do comprimento da solda. Os requisitos para a profundidade do menos cuts dos membros de compressão foram relativamente relaxados, mas também existem restrições correspondentes ao comprimento cumulativo.
2. Altura de Subsídio de solda:

Para soldas de bunda, quando a largura da solda é menor que 2 0 mm, a altura do subsídio varia de 0. 52 a 5mm. Quando a largura da solda é maior ou igual a 2 {{1 0}} mm, o excesso de altura é de 0,5 a 3,5 mm. As dimensões da solda das soldas de filete devem cumprir os requisitos de design, com desvios permitidos de +2. 0mm e 1,0 mm.

Inspeção de qualidade interna
1. Detecção de falhas ultrassônicas:

De acordo com diferentes tipos de estruturas de aço e requisitos de projeto, a taxa de detecção de falhas é dividida em 100% e a detecção local de falhas. Para soldas da primeira série, é necessária 100% de detecção de falhas e o grau de avaliação não deve ser menor que o grau II. Para soldas da segunda série, a proporção de detecção de falhas é de 20%e o grau de avaliação não deve ser menor que o grau III. Durante a detecção de falhas, a gravidade do defeito é determinada com base em parâmetros como a amplitude e a posição da onda refletida do defeito.

2. Teste radiográfico:

A proporção de testes radiográficos também é determinada com base no grau de solda. 100% das soldas de primeira classe são testadas. 2. O grau de avaliação negativo não deve ser menor que o grau II. A proporção de detecção secundária de falhas de solda é de 20%e o grau de avaliação negativo não é menor que o primeiro grau. O teste radiográfico identifica defeitos como poros, inclusões de escória e penetração incompleta através das imagens do filme.

3.3 Qualificação do procedimento de soldagem

1. Conteúdo da avaliação: A avaliação do processo de soldagem deve incluir métodos de soldagem, materiais de soldagem, parâmetros de soldagem, medidas de pré-aquecimento e pós-aquecimento, etc. As juntas soldadas das amostras devem passar por inspeção visual, testes não destrutivos e testes de propriedade mecânica
2. Testes de propriedade mecânica: Durante os testes de tração, a resistência à tração da junta soldada não deve ser menor que o valor limite inferior especificado no padrão do material base; Durante os testes de flexão, depois que a amostra é dobrada no ângulo especificado, não deve haver rachaduras ou defeitos mais de 3 metros na superfície da costura da solda e na zona afetada pelo calor da superfície desenhada. O teste de impacto determina a temperatura do teste e o índice de energia de impacto de acordo com os requisitos de projeto. Geralmente, existem requisitos numéricos claros para a energia de impacto à temperatura ambiente e também existem padrões correspondentes para a energia de impacto em baixas temperaturas com base em diferentes graus de aço e aplicações de design.

Os edifícios da estrutura de aço tornaram-se uma pedra angular da construção industrial moderna devido à sua durabilidade, custo-efetividade e adaptabilidade. Entre eles, os armazéns de aço e as estruturas da casa de aves (por exemplo, galinhas) se destacam como exemplos primos de como a tecnologia de soldagem e os materiais de aço avançados sinergizam para criar estruturas duradouras.

4.1 Sistema de estrutura de aço soldado

1. O papel da soldagem na construção da estrutura de aço
A soldagem serve como a espinha dorsal da montagem da estrutura de aço, permitindo a criação de articulações robustas que suportam cargas pesadas, tensões ambientais e uso a longo prazo. Para edifícios industriais como armazéns e aves de aves, a soldagem garante a integridade estrutural através de:

Juntas de alta resistência:Técnicas como soldagem a gás inerte de metal (MIG) e soldagem de arco de metal blindado (SMAW) são amplamente usadas para fundir vigas, colunas e treliças de aço. Esses métodos produzem articulações com resistência à tração correspondendo ou excedendo o metal base, crucial para apoiar grandes vãos em armazéns.

Precisão e personalização:Os sistemas de soldagem automatizados permitem a fabricação precisa de geometrias complexas, como telhados em arco para casas de aves ou seções em balanço em armazéns, garantindo a utilização ideal do espaço.

Integração perfeita:A soldagem permite a montagem de componentes de aço pré-fabricados no local, reduzindo o tempo de construção, mantendo a precisão dimensional.
 

4.2 Aplicação em armazéns de aço

Os armazéns de aço exigem estruturas capazes de gerar cargas pesadas de produtos armazenados, máquinas e até equipamentos na cobertura (por exemplo, painéis solares). A soldagem contribui para sua durabilidade de várias maneiras:

Resistência a cargas dinâmicas: soldas contínuas nas estruturas de armazém distribuem o estresse uniformemente, minimizando as rachaduras de fadiga, mesmo sob carga cíclica de empilhadeiras ou sistemas de empilhamento.

Mitigação de corrosão: Para armazéns em ambientes úmidos ou costeiros, a soldagem é combinada com aço galvanizado ou ligas resistentes ao clima. Tratamentos pós-solda, como revestimentos anticorrosões, prolongam ainda mais a vida útil do serviço.

Expansão modular: as conexões soldadas permitem fácil expansão dos espaços de armazém, pois novas seções de aço podem ser perfeitamente integradas às estruturas existentes.

4.3 Soldagem nas estruturas da casa de aves

Casas de aves, como bobinas de frango, requerem estruturas que suportam condições adversas, incluindo umidade, emissões de amônia e flutuações de temperatura. A soldagem aborda esses desafios através de:

Design higiênico:As soldas suaves e contínuas eliminam fendas onde bactérias ou umidade podem acumular, apoiando condições sanitárias essenciais para a saúde do gado.

Integração do sistema de ventilação:Os quadros de aço soldados suportam com segurança os dutos de ventilação e os sistemas de isolamento, que são críticos para manter ambientes internos estáveis.

Treliças leves e duráveis:O uso de seções de aço de paredes finas soldadas em treliças reduz os custos de material sem comprometer a força, ideal para projetos agrícolas sensíveis a custos.

A combinação de soldagem avançada e materiais de aço reduz os custos de manutenção e o impacto ambiental. As estruturas de aço são 100% recicláveis ​​e sua vida útil prolongada minimiza o consumo de recursos ao longo do tempo. Por exemplo, uma casa de aves de aço bem soldada pode durar mais de 50 anos com reparos mínimos, oferecendo uma solução sustentável para os agricultores.