淺析橋梁施工的厚板焊接技術(shù)

丁英其

（身份證號(hào)：130124196801202431）

淺析橋梁施工的厚板焊接技術(shù)

丁英其

（身份證號(hào)：130124196801202431）

本文中主要介紹了橋梁施工的厚板焊接技術(shù)，并結(jié)合實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明，以供同行學(xué)參考。

橋梁施工；厚板；焊接技術(shù)

某混凝土組合桁梁，是一種新型橋梁，主要由鋼筋混凝土和鋼結(jié)構(gòu)組合桁梁構(gòu)成，而組合桁梁全部以24～90mm不等厚板焊接而成，設(shè)計(jì)技術(shù)要求特點(diǎn)高，施工難度很大，該橋制作生產(chǎn)的關(guān)鍵點(diǎn)是控制桿件焊接變形、保證尺寸精度，在生產(chǎn)制作過(guò)程中按規(guī)范采取不同焊接工藝進(jìn)行測(cè)試評(píng)定，不斷優(yōu)化改進(jìn)，最終產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到技術(shù)要求，保證制作精度，順利完成生產(chǎn)任務(wù)。

1　厚板焊接工藝

Q345qE鋼為橋梁專用鋼，能承受零下40℃的低溫沖擊，具有較高的強(qiáng)度、韌性以及承受機(jī)車車輛的載荷和沖擊的能力，且具備良好的抗疲勞性、一定的低溫韌性和耐大氣腐蝕性。

1.1焊縫強(qiáng)度

對(duì)接及水平角焊縫的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度均不低于母材標(biāo)準(zhǔn)值，其中，對(duì)接焊縫的屈服強(qiáng)度不高于母材實(shí)際值的100MPa，角焊縫的屈服強(qiáng)度不高于母材實(shí)際值的120MPa。如果焊縫屈服強(qiáng)度超出限定范圍，則通過(guò)韌強(qiáng)I、L（Akv/ReL）來(lái)判定，對(duì)接焊縫韌強(qiáng)比不小于0.13，角接焊縫韌強(qiáng)比不小于0.10。對(duì)接焊縫和熔透角焊縫在-40℃時(shí)，V型缺口沖擊功不低于47J。對(duì)接接頭彎曲180°，試樣受拉面上的裂紋總長(zhǎng)不大于試樣寬度的15%，且單個(gè)裂紋長(zhǎng)度不大于3mm。接頭硬度不大于350HV。接頭焊縫及熱影響區(qū)表面不應(yīng)有肉眼可見(jiàn)的裂紋、未熔合等缺陷，單道焊縫的成型系數(shù)為1.2～2.0。

1.2影響厚板

鋼材的焊接性能主要取決于它的化學(xué)成分以及厚度。Q345qE屬于低合金高強(qiáng)度橋梁用結(jié)構(gòu)鋼，由于厚板焊接，其焊接性能主要受以下項(xiàng)目的影響：

在埋弧焊焊接過(guò)程中，焊接材料的選擇主要考慮到是否與焊接金屬的強(qiáng)度、韌性和塑性相匹配，焊材與主材之間的焊接性能是否良好，因此焊接材料選擇應(yīng)考慮下列因素。低合金高強(qiáng)度鋼焊接時(shí)，一般應(yīng)選用與母材強(qiáng)度相當(dāng)?shù)暮附硬牧?，必須綜合考慮焊縫金屬的韌性、塑性及強(qiáng)度。由于主材為Q345qE鋼，對(duì)焊縫的低溫沖擊韌性要求嚴(yán)格，所以在選擇焊接材料時(shí)，根據(jù)其力學(xué)性能，按照等強(qiáng)性、具有一定的彎曲性能和有良好焊接性的原則，結(jié)合國(guó)內(nèi)焊接材料及同類鋼板焊接的成果，初定埋弧焊焊絲為H08MnA，焊劑為HJ431。

坡口和接頭形式的影響，采用同一焊接材料焊接同一鋼種時(shí)，如果坡口形式不同，則焊縫機(jī)械性能各異。根據(jù)《埋弧焊焊接縫坡口的基本形式與尺寸》（GB/T986-1998），δ32鋼板對(duì)接焊縫坡口角度范圍為50～80°，考慮焊接材料的經(jīng)濟(jì)適用性和焊接熱變形因素，確定坡口角度為55～60°。對(duì)于厚板焊接，由于厚板的冷裂傾向較大，第一層打底焊縫最容易產(chǎn)生裂紋，因此在選擇焊接材料時(shí)，應(yīng)選用強(qiáng)度稍低，塑性、韌性良好的含氫量盡可能低的焊材，以提高抗裂性能。因此打底焊縫采用ER50-6堿性低氫焊條，可有效減少焊縫的裂紋產(chǎn)生。埋弧焊接時(shí)，H08MnA焊絲主要應(yīng)用于不開(kāi)坡口的對(duì)接焊縫，不開(kāi)坡口焊縫中母材的熔合比較大，將會(huì)有部分元素從母材溶入焊縫，此時(shí)采用合金成分較低的焊絲即可滿足焊縫力學(xué)性能要求；焊接開(kāi)坡口的對(duì)接焊縫時(shí)，因母材的熔合比相對(duì)較小，使得焊縫強(qiáng)度偏低，因此針對(duì)此項(xiàng)工程就必須選擇含合金成分較高的H10Mn2焊絲。由于焊縫接頭需要其能承受零下40℃的低溫沖擊，具有較高的強(qiáng)度、韌性以及承受機(jī)車車輛的載荷和沖擊的能力，且具備良好的抗疲勞性、一定的低溫韌性和耐大氣腐蝕性。相比HJ431熔煉焊劑，SJ101燒結(jié)焊劑的堿度調(diào)節(jié)范圍更廣，更有利于獲得高韌性焊縫。

2　厚板焊接變形控制

焊接工藝參數(shù)選擇：

在焊接過(guò)程中，適當(dāng)控制焊接電流、電壓、焊接速度、焊接道數(shù)及合理選用焊絲、焊劑，是確保焊縫成型美觀及焊接質(zhì)量的關(guān)鍵要素。在此次腹桿δ32mm厚板對(duì)接焊縫中。焊接工藝措施

焊接變形主要是由材料、結(jié)構(gòu)及焊接工藝因素決定的。一般情況下，施焊過(guò)程中的變形主要是焊縫收縮變形和局部受熱引起的應(yīng)力集中，對(duì)接構(gòu)件可以通過(guò)在焊接前加長(zhǎng)構(gòu)件尺寸，施焊完成后整體加工端頭的方法獲得理想尺寸精度。但對(duì)于80m鋼-混凝土組合桁梁廠內(nèi)制作，由于箱型腹桿長(zhǎng)度達(dá)到10.821m，不方便采取施焊完成后再經(jīng)機(jī)械加工方式制取端頭制作工藝，因此對(duì)厚板焊接收縮量必須有完全準(zhǔn)確的把控。對(duì)δ32mm厚板對(duì)接焊縫的收縮變形控制中，我們通過(guò)做焊接試件，屢次試驗(yàn)后，分析判斷得出經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，最終采取預(yù)留焊接收縮量（將腹桿中部尺寸6280mm加大至6285mm），并采用正、反面交替多層焊接（正、反共焊6道次，合理選擇焊接工藝參數(shù)，采取小電流多道焊工藝，并嚴(yán)格控制熱輸入量和焊道層間溫度）等措施，有效保證了構(gòu)件的焊后尺寸精度。

3　結(jié)語(yǔ)

在橋梁厚板的焊接過(guò)程中，要充分考慮到焊縫與母材之間的適應(yīng)性，通過(guò)對(duì)母材性能的了解和對(duì)坡口的選擇，合理選用相應(yīng)焊材，合理選擇焊接參數(shù)，滿足各項(xiàng)性能要求。在實(shí)際施工過(guò)程中，根據(jù)工程實(shí)際，通過(guò)采用各類反變形措施控制尺寸精度，保證后期的裝配施工。通過(guò)對(duì)80m鋼-混凝土組合桁梁的Q345qE鋼厚板對(duì)接焊縫研究及工藝評(píng)定試驗(yàn)，我們不斷優(yōu)化工藝，在該項(xiàng)工程中廣泛應(yīng)用，最終圓滿完成任務(wù)。

[1]李紹祥，張兆光.加厚板焊接工藝及焊接過(guò)程的質(zhì)量控制[J].船舶標(biāo)準(zhǔn)化工程師，2014（02）.

[2]楊春樂(lè)，王志剛.SA204B鋼厚板焊接工藝試驗(yàn)研究[J].壓力容器，1993（01）.

[3]凌云志.船用EH36鋼厚板焊接工藝探討[J].造船技術(shù)，2004（06）.

[4]鐘啟進(jìn).鋼結(jié)構(gòu)厚板焊接與柱連接節(jié)點(diǎn)問(wèn)題探討[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2009（24）.

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1673-0038（2015）25-0290-01

2015-6-7