陶瓷衬垫在H型钢柱柱底板焊接中的运用

在建筑钢结构加工过程中，H型钢柱与柱底板连接焊缝通常为熔透角焊缝，使用背面清根时存在以下两个问题：

（1）采用炭弧气刨清根工艺时，一般在内侧预制坡口，外侧清根后焊接，焊接垫片，不得提前加装筋板。但是，清根

和焊接时由于热输入较大，没有筋板抵抗变形，导致柱底板焊接完成后花费大量人力物力进行调校。

（2）清根用的炭棒价格比陶瓷衬垫昂贵，成本较高，在炭弧气刨时噪声污染、光污染和粉尘污染都比较严重，

对职业健康有较大威胁。通过引入直角陶瓷衬垫的使用，可以提前安装所有通过引入直角陶瓷衬垫的使用，可

以提前安装所有筋板，加强构件的整体性，减小焊接变形，同时，降低了成本和劳动强度。

大尺寸金属结构件通常采取焊接的方式制造，但受空间的限制，多数情况下只能采取单面焊接的方法，这也使金属结构

件经常出现焊不透、焊瘤大等缺陷。为避面焊接的缺陷，技术人员开发了焊接衬板，具有单面焊接双面成型的效果，

已经被普遍应用于造船等领域。

焊接衬板主要分为金属与非金属两类，金属类焊接衬板通常采用合金钢制成，非金属类焊接衬板通常采用陶瓷材料。陶

瓷具有低成本、耐高温、耐腐蚀、化学稳定性高等优点，衬板上的焊渣也很方便被清理，逐渐成为焊接衬板材料的选择。

焊接过程控制

为确保焊接质量的可追溯性，采用点温测量仪实时记录温度的变化，当不断填充焊接时，试样在空气中降温速度也逐渐放缓。在填充第5道焊缝后，立即测量，在焊缝熔合线处温度达到值，焊后4分钟（清理焊道药渣时间），再次测量，发现在热影响区，距焊缝10~30mm之间温度场达到值，温度通过热传递现象，点在慢慢向外围扩散，陶质焊接垫片，

经不断试验发现，陶瓷焊接垫片，当焊缝层间温度处150~ 250℃的区间，符合船舶铸钢焊接工艺。当不考虑热影响区的温度继续焊接后，经做弯曲试验，发现在母材热影响区试样直接断裂，出现母材脆化现象。当通过控制母材热影响区的温度，使之处于150~200℃区间焊接后，经弯曲试验，未出现母材脆化。拉伸、冲击也符合船舶建造工艺要求。

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