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1、
大間隙焊縫焊接工藝研究
摘 要：本文對(duì)某橋大間隙焊縫焊接工藝方案及其試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行了闡述，認(rèn)為采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊堆焊長(zhǎng)肉至正常焊縫間隙，再采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊打底填充，埋弧自動(dòng)焊蓋面，對(duì)焊接Q345qD鋼板厚為δ16+δ16組合及相近厚度的超寬間隙對(duì)接焊縫可靠可行，以供參考。
關(guān)鍵詞：大間隙焊縫；鋼結(jié)構(gòu)；橋梁；焊接工藝
1 概況
在大跨徑鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工過(guò)程中，由于鋼結(jié)構(gòu)橋梁架設(shè)施工由于架設(shè)誤差累積、橋梁受壓縮以及溫度、焊接收縮等原因的影響，往往在梁段合攏口或全橋合攏段附近需要采取加大焊縫間隙進(jìn)行補(bǔ)償，導(dǎo)致大間隙焊縫出現(xiàn)，需指定針對(duì)性的焊接工藝方案對(duì)其進(jìn)行處理。
在某一跨長(zhǎng)
2、江的特大型鋼結(jié)構(gòu)公軌兩用橋梁橋面板焊接過(guò)程中，局部位置出現(xiàn)了大間隙焊縫，焊縫根部最大間隙為40mm。
2 材料和設(shè)備
2.1 材料
主結(jié)構(gòu)母材料類別為Q345qD，材料規(guī)格為δ16+δ16mm，表面采用經(jīng)過(guò)預(yù)處理除銹的鋼板；陶質(zhì)襯墊采用TG-2.02M型；二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊采用牌號(hào)為ER50-6，規(guī)格為Ф1.2焊絲，對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)為GB/T8110，二氧化碳?xì)怏w純度滿足要求；埋弧自動(dòng)焊采用規(guī)格為Ф5H08MnMOA焊絲和SJ101q焊劑，分別對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)為GB/T5293和GB/T5293。
2.2 設(shè)備機(jī)具配置
二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊機(jī)選用看KR500型電源，埋弧自動(dòng)焊機(jī)選用ZD5-1000型
3、小車自動(dòng)焊機(jī)，同時(shí)配備角磨機(jī)、氣割設(shè)備以及紅外線測(cè)溫儀、超聲波探傷儀、射線機(jī)等輔助工具和測(cè)量?jī)x器
3 焊接實(shí)施一般要求
焊接的焊工應(yīng)持有焊工資格證書(shū)，具備大橋橋位焊接資格，且只能從事證書(shū)中認(rèn)定范圍內(nèi)的工作；焊工焊接前應(yīng)檢查所用焊接設(shè)備及儀表運(yùn)行情況，確認(rèn)準(zhǔn)確無(wú)誤后方可開(kāi)工作業(yè)；焊接環(huán)境溫度不宜低于5℃，環(huán)境濕度不宜高于80%。雨、雪、大霧等惡劣天氣禁止露天施焊，風(fēng)力四級(jí)以上應(yīng)采取防風(fēng)措施；焊接試板焊接后，應(yīng)作好記錄，記錄內(nèi)容包括試板名稱、焊接規(guī)范參數(shù)、質(zhì)量狀況、施焊日期及焊工姓名等；組裝前必須將待焊區(qū)域及兩側(cè)20～30mm范圍內(nèi)的鐵銹、油污、氧化皮、底漆等有害物打磨干凈，露出金屬光澤；采用
4、單面焊雙面成型工藝焊接，陶質(zhì)襯墊必須粘貼密實(shí)；焊接前應(yīng)除去定位焊縫表面熔渣，并檢查待焊接區(qū)域的清理狀況；焊接時(shí)嚴(yán)禁在母材的非焊接部位引弧，焊后應(yīng)將焊縫表面的熔渣及兩側(cè)飛濺清理干凈；埋弧自動(dòng)焊必須在引（熄）弧板上起、熄弧，起、熄弧的焊縫長(zhǎng)度不小于80mm。焊后必須將焊縫兩端的引（熄）弧板用氣割切掉，并磨平切口，不得損傷母材；埋弧自動(dòng)焊焊接過(guò)程中不應(yīng)斷弧，如有斷弧必須將?；√幣俪?：5斜坡，并搭接50mm再引弧施焊，焊后將搭接處修磨勻順；多層多道焊時(shí)，應(yīng)將前道焊縫的熔渣清除干凈，并檢查無(wú)裂紋等焊接缺陷后再繼續(xù)施焊；整條焊縫焊接完成后，應(yīng)清除焊渣，并按要求檢查焊縫外觀質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行返
5、修；對(duì)于埋弧自動(dòng)焊，為了防止焊縫焊偏，焊前應(yīng)認(rèn)真檢查軌道與焊縫的位置和焊絲對(duì)準(zhǔn)情況，施焊過(guò)程中及時(shí)調(diào)整；焊縫焊完24小時(shí)后進(jìn)行超聲波探傷，其結(jié)果應(yīng)符合相關(guān)要求。
4 具體焊接工藝和措施
4.1 工藝試板裝配
為了使本次工藝試驗(yàn)具備充分代表性，工藝試驗(yàn)全部焊接作業(yè)在橋面實(shí)施完成。焊接工藝試板裝配模擬現(xiàn)場(chǎng)焊縫根部最大間隙，采用碼板固定，碼板間距同橋位焊接一致，試板長(zhǎng)度為800mm。裝配定位焊采用E5015（φ4mm）焊條手工電弧焊。
4.2 試板焊接工藝記錄
先在試板兩側(cè)堆焊長(zhǎng)肉各15mm，使焊縫間隙變成10mm，完成后進(jìn)行打磨勻順，對(duì)長(zhǎng)肉部分焊縫進(jìn)行檢查，確認(rèn)無(wú)質(zhì)量缺陷后采用單面焊雙面
6、成型工藝焊接，背面襯TG-2.02M型陶質(zhì)襯墊，根部采用CO2氣體保護(hù)焊打底、填充，然后埋弧自動(dòng)焊蓋面。CO2氣體保護(hù)焊采用ER50-6（φ1.2mm） 焊絲焊接，埋弧自動(dòng)焊焊接材料為H08MnMOA（φ5mm）+ SJ101q；埋弧自動(dòng)焊采用ZD5（D）-1250焊機(jī)施焊；CO2氣體保護(hù)焊采用KRⅡ500電源；手工電弧焊使用的焊接設(shè)備為ZX7-500等。以上焊接設(shè)備均為直流反極性接法；焊條、焊劑烘干后使用，烘干的焊接材料隨用隨取，外置超過(guò)4小時(shí)的焊接材料重新烘干后使用；焊劑中不允許混入熔渣和贓物。重復(fù)使用的焊劑小于60目的細(xì)粉粒的量不得超過(guò)總量的5%；焊絲上的油、銹必須清除干凈；CO2氣體純
7、度不低于99.5%，使用前須經(jīng)2小時(shí)以上倒置放水，使用前正置放雜氣2～3分鐘，焊接時(shí)氣路中應(yīng)接入能夠加熱的CO2流量計(jì)；陶質(zhì)襯墊應(yīng)在干燥環(huán)境下存放，防止受潮。
5 質(zhì)量檢驗(yàn)
試板焊接完成24小時(shí)候后，無(wú)損檢測(cè)工程師對(duì)焊縫內(nèi)在質(zhì)量進(jìn)行了100%超聲波探傷，并進(jìn)行一張片位的射線探傷。無(wú)損檢測(cè)結(jié)果：焊縫質(zhì)量滿足《鐵路鋼橋制造規(guī)范》（TB10212）的相關(guān)要求。
同時(shí)，按照《鐵路鋼橋制造規(guī)范》（TB10212）、《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/TF50）的相關(guān)要求，以《焊接接頭機(jī)械性能試驗(yàn)方法》（GB2649～2654）的中的方法對(duì)焊接接頭的各項(xiàng)力學(xué)性能進(jìn)行了試驗(yàn)檢驗(yàn)，試驗(yàn)項(xiàng)目主要包括：接頭拉
8、伸（拉板）試驗(yàn)、焊縫金屬拉伸試驗(yàn)、接頭側(cè)彎試驗(yàn)、低溫沖擊試驗(yàn)、接頭硬度試驗(yàn)，其中低溫沖擊試驗(yàn)的試樣數(shù)量為6，其他試驗(yàn)項(xiàng)目的試樣數(shù)量為1，機(jī)械性能的驗(yàn)收按《鐵路鋼橋制造規(guī)范》附錄C中的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。
經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)，接頭硬度（HV）情況為：母材162～197，焊縫中心182～210，熔合線185～197，熱影響區(qū)185～201，最高硬度為210，符合要求。其他各項(xiàng)試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果如下圖所示，屈服強(qiáng)度以Rel表示，抗拉強(qiáng)度以Rm表示。
6 結(jié)論
經(jīng)過(guò)對(duì)焊縫的試驗(yàn)檢驗(yàn)，焊縫外觀成形較好，焊縫內(nèi)在質(zhì)量滿足無(wú)損檢測(cè)相關(guān)要求，力學(xué)性能各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足相關(guān)規(guī)范對(duì)焊接接頭性能要求。試驗(yàn)結(jié)果證明采用試驗(yàn)選定的焊接
9、材料以及制定的工藝措施，能夠?qū)崿F(xiàn)Q345qD鋼板厚度δ16+δ16組合及相近厚度的大間隙對(duì)接焊縫焊接。
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