CN104897441A - 电力钢结构焊缝未熔合缺陷人工定量定位模拟方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电力钢结构焊缝未熔合缺陷人工定量定位模拟方法，步骤一：在布置焊缝缺陷部位开设坡口，坡口表面打磨平整；步骤二：在坡口底部设置陶瓷衬垫；步骤三：在坡口处，通过无机耐高温胶将陶瓷片拼接为不同形状和尺寸的焊缝未熔合缺陷；待无机耐高温胶凝固，使陶瓷片与焊接坡口母材紧密粘合；步骤四：从顶面施焊，完成焊缝成型；并敲击取下陶瓷衬垫。本发明提供的电力钢结构焊缝未熔合缺陷人工定量定位模拟方法，操作方法简便易行，缺陷模拟位置与尺寸准确、可控，焊接后缺陷区域不会发生变形，设计的实现性较好。而且所需材料成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力钢结构焊缝未熔合缺陷人工定量定位模拟方法，属于焊缝模拟技术领域。
背景技术
在电力钢结构（如输电线路的钢管塔、变电站钢管立柱等）的焊接加工过程中，受技术力量和生产成本的限制，难以避免地会出现焊缝未熔合等焊接缺陷，那么焊接未熔合缺陷的尺寸和位置与电力钢结构的运行受力之间的关系是科研和生产单位都非常关注的课题。为了解决这个问题，需要对带有焊接未熔合缺陷的电力钢结构进行承载力试验，用以分析不同尺寸、不同位置的焊接未熔合缺陷对电力钢结构的承载力影响。因此，首先就需要可以人工精确定量、精准定位的预制和模拟焊接未熔合缺陷。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种电力钢结构焊缝未熔合缺陷人工定量定位模拟方法。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种电力钢结构焊缝未熔合缺陷人工定量定位模拟方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：在布置焊缝缺陷部位开设坡口，坡口表面打磨平整；
步骤二：在坡口底部设置陶瓷衬垫；
步骤三：在坡口处，通过无机耐高温胶将陶瓷片拼接为不同形状和尺寸的焊缝未熔合缺陷；待无机耐高温胶凝固，使陶瓷片与焊接坡口母材紧密粘合；无机耐高温胶可以承受1700℃的高温，且具有很强的粘结作用，适用于陶瓷材料与钢材料连接，无机耐高温胶在常温下的完全固化时间约24小时。
步骤四：从顶面施焊，完成焊缝成型；并敲击取下陶瓷衬垫。
所述陶瓷片、陶瓷衬垫的材质均采用耐高温高纯氧化铝陶瓷。
所述陶瓷片尺寸为长度10mm，宽度2mm，厚度1mm。
作为优选方案，所述步骤三还包括60℃-80℃的热风加温，但要防止热风风速过大吹动陶瓷片发生位移，热风加温后的无机耐高温胶的完全固化时间可缩短至2小时。
作为优选方案，所述耐高温高纯氧化铝陶瓷烧结温度为1650-1990℃。
有益效果：本发明提供的电力钢结构焊缝未熔合缺陷人工定量定位模拟方法，操作方法简便易行，缺陷模拟位置与尺寸准确、可控，焊接后缺陷区域不会发生变形，设计的实现性较好。而且所需材料成本低廉。
附图说明
图1为陶瓷片的结构示意图；
图2为焊缝未熔合缺陷模拟横截面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，一种电力钢结构焊缝未熔合缺陷人工定量定位模拟方法，陶瓷片1采用的是高纯型氧化铝陶瓷，由于其烧结温度高达1650-1990℃，高于钢铁材料的熔化温度，能够保证在焊接过程中不发生熔融，保持体积与形状不发生较大变化，从而在局部能够形成形状尺寸较为规整的缺陷。
高纯型氧化铝陶瓷片1规格尺寸为长度10mm，宽度2mm，厚度1mm，误差通过精磨后可控制在±5%。
为了验证此方法模拟焊缝未熔合缺陷的适用性，如图2所示，采用此方法进行焊缝未熔合缺陷模拟的圆钢管构件4，在圆钢管构件4中间截面设置了一定尺寸的焊缝缺陷区域，可以从横截面看出，对于任何焊缝的形状、类型、位置，由于陶瓷片1本身体积较小，且表面平整，因此可适应任何形式的焊缝节点。
实际模拟时，首先将需要布置焊缝缺陷部位的坡口开好，表面打磨平整；在预先设置好的位置上固定好焊接用陶瓷衬垫3，使焊接区形成一个半封闭的空间，一方面便于粘贴高纯型氧化铝陶瓷片1，防止高纯型氧化铝陶瓷片1在定位和胶粘过程中的掉落和倒伏，另一方面也为焊缝双面成型提供了帮助。接着将高纯型氧化铝陶瓷片1用无机耐高温胶2固定在指定位置，由于高纯型氧化铝陶瓷片1较小，因此装配过程中需用镊子等夹持工具协助。高纯型氧化铝陶瓷片1的长度、厚度、宽度可根据需要模拟的实际缺陷的尺寸随意组合，以达到最终所需的尺寸。待无机耐高温胶2凝固产生的粘接强度使高纯型氧化铝陶瓷片1与焊接坡口的圆钢管构件4紧密粘合后，可进行后续焊接工作。
焊接完成后待冷却一定时间，即可通过敲击的方式拆除陶瓷衬垫3，此时高纯型氧化铝陶瓷片1已经与焊缝焊在一起，成为焊接未熔合缺陷的模拟物，由于陶瓷片本身的物理性质和力学性质与钢材相差甚远，因此在钢结构受力时可基本忽略其所贡献的承载能力，从而接近等效于焊缝的未熔合缺陷。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种电力钢结构焊缝未熔合缺陷人工定量定位模拟方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：在布置焊缝缺陷部位开设坡口，坡口表面打磨平整；
步骤二：在坡口底部设置陶瓷衬垫；
步骤三：在坡口处，通过无机耐高温胶将陶瓷片拼接为不同形状和尺寸的焊缝未熔合缺陷；待无机耐高温胶凝固，使陶瓷片与焊接坡口母材紧密粘合；
步骤四：从顶面施焊，完成焊缝成型；并敲击取下陶瓷衬垫。
2.根据权利要求1所述的电力钢结构焊缝未熔合缺陷人工定量定位模拟方法，其特征在于：所述陶瓷片、陶瓷衬垫的材质均采用耐高温高纯氧化铝陶瓷。
3.根据权利要求1所述的电力钢结构焊缝未熔合缺陷人工定量定位模拟方法，其特征在于：所述陶瓷片尺寸为长度10mm，宽度2mm，厚度1mm。
4.根据权利要求1所述的电力钢结构焊缝未熔合缺陷人工定量定位模拟方法，其特征在于：所述步骤三还包括60℃-80℃的热风加温。
5.根据权利要求2所述的电力钢结构焊缝未熔合缺陷人工定量定位模拟方法，其特征在于：所述耐高温高纯氧化铝陶瓷烧结温度为1650-1990℃。
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