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        新型波形腹板鋼箱梁焊接質(zhì)量控制措施分析

        2022-05-20 06:12:48袁文金
        關(guān)鍵詞:控制措施焊縫變形

        袁文金

        (甘肅博睿交通重型裝備制造有限公司,蘭州 730000)

        1 新型波形腹板鋼箱梁焊接特點(diǎn)

        銀川至昆明國家高速公路(G85)彭陽(甘寧界)至平?jīng)龆喂こ虥芎犹卮髽驗(yàn)榕泶箜?xiàng)目控制性工程之一,其中,第5聯(lián)~第7聯(lián)為鋼箱梁。鋼-混組合梁采用50 m跨徑,為單箱單室開口截面,單片鋼-混組合梁重達(dá)230 t。為確保該項(xiàng)目鋼箱梁制造焊接質(zhì)量和進(jìn)度,在安全可靠、經(jīng)濟(jì)、高效的前提下,優(yōu)先選擇先進(jìn)的焊接生產(chǎn)工藝。該橋各桿件單元為焊接鋼結(jié)構(gòu),廣泛采用熔透焊縫,所有對接焊縫均要求熔透。本橋熔透焊縫是主要受力焊縫,主要采用“T”形及“十”字形接頭,由于鋼板較厚,易產(chǎn)生層狀撕裂現(xiàn)象,且焊接殘余應(yīng)力高,變形較難控制,對焊工操作技術(shù)要求高。

        2 焊接質(zhì)量控制措施

        2.1 編制合理的焊接操作規(guī)程

        針對各種形式的板塊和構(gòu)件單元,先編制詳細(xì)、切實(shí)實(shí)際的焊接操作規(guī)程,做到每一條焊縫都有焊接工藝規(guī)程做指導(dǎo),明確規(guī)定各種焊接參數(shù),使所有板塊和構(gòu)件從工廠制造到現(xiàn)場安裝焊接工序都處于受控狀態(tài)。

        2.2 焊接材料的要求

        通過對焊接工藝進(jìn)行評定,對試件進(jìn)行一系列試驗(yàn),選擇合理的焊接工藝及工藝參數(shù),為編制工藝規(guī)程提供可靠依據(jù),從而保證焊接質(zhì)量。

        本橋鋼結(jié)構(gòu)制造所用焊接材料技術(shù)條件應(yīng)符合表1、表2的規(guī)定。

        表1 熔敷金屬化學(xué)成分%

        表2 熔敷金屬力學(xué)性能

        2.3 埋弧自動焊焊絲及焊劑

        2.3.1 埋弧焊用焊劑化學(xué)成分

        埋弧焊接用焊劑S49A4UFB-SU35 H5(SJ101q)的化學(xué)成分見表3。

        表3 焊劑化學(xué)成分%

        2.3.2 埋弧焊絲化學(xué)成分

        SU35(H08Mn2E)(φ5 mm)化學(xué)成分應(yīng)符合見表4。

        表4 焊絲化學(xué)成分%

        2.4 典型焊縫的焊接

        廠內(nèi)對接焊縫均采用埋弧自動焊焊接,用MZ-1-1000埋弧自動焊機(jī)進(jìn)行焊接,為防止底層焊縫焊漏,焊接前應(yīng)在焊縫背面墊紫銅襯墊或焊劑墊,背面焊接前采用碳弧氣刨進(jìn)行清根,同時(shí),在焊接時(shí)采用兩面交替焊接,減少焊后變形及殘余應(yīng)力。兩板厚不同時(shí)加工成坡度大于1∶8的斜坡狀。

        腹板加勁肋焊接用CO2焊機(jī),用CO2氣體保護(hù)焊在平位同時(shí)進(jìn)行加勁肋兩側(cè)角焊縫焊接,保證加勁肋與腹板的垂直度。在焊接時(shí)控制焊接方向和焊接順序來控制焊接變形。為控制焊接變形。

        2.5 焊接變形控制措施

        焊接變形控制是本工程中質(zhì)量控制主要內(nèi)容,變形控制程度直接影響到焊接后結(jié)構(gòu)尺寸、節(jié)段之間連接等。

        焊接時(shí)變形控制所采取措施主要有以下幾種:

        1)對鋼板對接選擇合適的坡口尺寸及焊接順序;

        2)對采用反變形措施的焊縫預(yù)留一定的反變形量;

        3)選擇焊接變形較小的焊接方法;

        4)選擇合理的焊接順序及焊接方向;

        5)控制每條焊縫每一道工序的焊接填充量。

        2.6 提高結(jié)構(gòu)抗疲勞能力措施及焊后消除應(yīng)力處理

        本工程的焊接接頭形式有:對接接頭、十字接頭、T形接頭3種,在接頭處容易發(fā)生應(yīng)力集中,影響結(jié)構(gòu)抗疲勞能力,尤其是構(gòu)造復(fù)雜,厚度很大,焊縫拘束高,在焊接完成的焊縫中存在很大的殘余應(yīng)力。本文將在以下幾個(gè)方面進(jìn)行控制。

        施工前,應(yīng)在接頭設(shè)計(jì)、坡口設(shè)計(jì),以及焊接過程中的焊接順序等工藝措施方面進(jìn)行控制,盡量減少應(yīng)力集中,提高結(jié)構(gòu)的抗疲勞性能。“T”形及“十”字形接頭熔透焊縫焊接約束高,焊后殘余應(yīng)力大,為改善受力性能,采用高頻超聲沖擊處理方法降低其殘余應(yīng)力。

        2.7 焊接接頭的檢驗(yàn)

        1)焊縫外觀檢驗(yàn)。所有焊縫待冷卻后進(jìn)行外觀檢查,并記錄檢查結(jié)果。保證無裂紋、未熔合、焊瘤、夾渣、未填滿弧坑及漏焊等缺陷。

        2)無損檢驗(yàn),產(chǎn)品試板。主要構(gòu)件和設(shè)計(jì)要求焊縫在焊接時(shí)增設(shè)產(chǎn)品試板,試板焊縫與產(chǎn)品構(gòu)件焊縫同時(shí)連續(xù)完成,然后從產(chǎn)品試板取試樣進(jìn)行試驗(yàn),獲得焊縫力學(xué)性能數(shù)據(jù),用以跟蹤焊縫質(zhì)量。

        2.8 焊接缺陷的修補(bǔ)

        有缺陷焊縫一般采用碳弧氣刨進(jìn)行徹底清除,然后才能進(jìn)行下一道工序。清除時(shí),將兩端按1∶5的斜度進(jìn)行刨斜,深度或?qū)挾鹊瘸叽缫鶆蛞恢?,根部圓弧,表面磨掉氣刨滲碳層。返修時(shí)采用與原焊縫相同焊接方法。具體方法見表6。

        表6 焊縫缺陷的修補(bǔ)方法

        3 結(jié)論

        通過本文對銀川至昆明國家高速公路(G85)彭陽(甘寧界)至平?jīng)龆喂こ虥芎犹卮髽蜾撓淞旱暮附庸に嚰百|(zhì)量控制措施進(jìn)行分析,得出在波形腹板鋼箱梁焊接施工中應(yīng)采取以下質(zhì)量控制措施:

        1)焊接方法上以自動焊為主,確保穩(wěn)定的焊縫質(zhì)量。自動焊以埋弧焊與CO2氣體保護(hù)焊為主,減小變形,提高焊接質(zhì)量。

        2)控制焊材質(zhì)量,提高焊接性能指標(biāo)。

        3)對不同的焊縫采用不同的工藝措施,對不能翻身進(jìn)行雙面焊接的焊縫,配相應(yīng)陶質(zhì)襯墊進(jìn)行單面焊雙面成形焊接;對可翻身或背面可以施焊熔透焊縫第二面焊前先用碳弧氣刨清根,砂輪打磨等方法確保焊縫質(zhì)量。

        4)根據(jù)焊接工藝評定結(jié)果選擇合適的預(yù)熱溫度和層間溫度。焊接環(huán)境溫度5℃以上,濕度不高于80%,主要桿件應(yīng)在組裝后24 h內(nèi)焊接。

        5)保證所有焊縫具有可追溯性,主要焊縫焊接完成后要有焊接環(huán)境狀況、焊接日期、焊接工作者、焊接參數(shù)、質(zhì)量檢測情況等一系列記錄。

        6)嚴(yán)格檢測修補(bǔ)質(zhì)量,修補(bǔ)次數(shù)不得超過2次,當(dāng)修補(bǔ)次數(shù)超過2次時(shí),應(yīng)征得經(jīng)監(jiān)理工程師和總工程師同意后進(jìn)行返修。

        7)焊接設(shè)備狀態(tài)完好,對焊接時(shí)實(shí)際電流、電壓抽檢查看是否與設(shè)備上的指示一致,焊機(jī)上的儀表是否完好并在鑒定周期內(nèi)使用。

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