淺析橋梁施工的厚板焊接技術

丁英其

（身份證號：130124196801202431）

淺析橋梁施工的厚板焊接技術

丁英其

（身份證號：130124196801202431）

本文中主要介紹了橋梁施工的厚板焊接技術，并結合實例進行說明，以供同行學參考。

橋梁施工；厚板；焊接技術

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構組合桁梁構成，而組合桁梁全部以24～90mm不等厚板焊接而成，設計技術要求特點高，施工難度很大，該橋制作生產的關鍵點是控制桿件焊接變形、保證尺寸精度，在生產制作過程中按規范采取不同焊接工藝進行測試評定，不斷優化改進，最終產品質量達到技術要求，保證制作精度，順利完成生產任務。

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，具有較高的強度、韌性以及承受機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焊縫強度

對接及水平角焊縫的屈服強度和抗拉強度均不低于母材標準值，其中，對接焊縫的屈服強度不高于母材實際值的100MPa，角焊縫的屈服強度不高于母材實際值的120MPa。如果焊縫屈服強度超出限定范圍，則通過韌強I、L（Akv/ReL）來判定，對接焊縫韌強比不小于0.13，角接焊縫韌強比不小于0.10。對接焊縫和熔透角焊縫在-40℃時，V型缺口沖擊功不低于47J。對接接頭彎曲180°，試樣受拉面上的裂紋總長不大于試樣寬度的15%，且單個裂紋長度不大于3mm。接頭硬度不大于350HV。接頭焊縫及熱影響區表面不應有肉眼可見的裂紋、未熔合等缺陷，單道焊縫的成型系數為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成分以及厚度。Q345qE屬于低合金高強度橋梁用結構鋼，由于厚板焊接，其焊接性能主要受以下項目的影響：

在埋弧焊焊接過程中，焊接材料的選擇主要考慮到是否與焊接金屬的強度、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考慮下列因素。低合金高強度鋼焊接時，一般應選用與母材強度相當的焊接材料，必須綜合考慮焊縫金屬的韌性、塑性及強度。由于主材為Q345qE鋼，對焊縫的低溫沖擊韌性要求嚴格，所以在選擇焊接材料時，根據其力學性能，按照等強性、具有一定的彎曲性能和有良好焊接性的原則，結合國內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，如果坡口形式不同，則焊縫機械性能各異。根據《埋弧焊焊接縫坡口的基本形式與尺寸》（GB/T986-1998），δ32鋼板對接焊縫坡口角度范圍為50～80°，考慮焊接材料的經濟適用性和焊接熱變形因素，確定坡口角度為55～60°。對于厚板焊接，由于厚板的冷裂傾向較大，第一層打底焊縫最容易產生裂紋，因此在選擇焊接材料時，應選用強度稍低，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生。埋弧焊接時，H08MnA焊絲主要應用于不開坡口的對接焊縫，不開坡口焊縫中母材的熔合比較大，將會有部分元素從母材溶入焊縫，此時采用合金成分較低的焊絲即可滿足焊縫力學性能要求；焊接開坡口的對接焊縫時，因母材的熔合比相對較小，使得焊縫強度偏低，因此針對此項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，具有較高的強度、韌性以及承受機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燒結焊劑的堿度調節范圍更廣，更有利于獲得高韌性焊縫。

2　厚板焊接變形控制

焊接工藝參數選擇：

在焊接過程中，適當控制焊接電流、電壓、焊接速度、焊接道數及合理選用焊絲、焊劑，是確保焊縫成型美觀及焊接質量的關鍵要素。在此次腹桿δ32mm厚板對接焊縫中。焊接工藝措施

焊接變形主要是由材料、結構及焊接工藝因素決定的。一般情況下，施焊過程中的變形主要是焊縫收縮變形和局部受熱引起的應力集中，對接構件可以通過在焊接前加長構件尺寸，施焊完成后整體加工端頭的方法獲得理想尺寸精度。但對于80m鋼-混凝土組合桁梁廠內制作，由于箱型腹桿長度達到10.821m，不方便采取施焊完成后再經機械加工方式制取端頭制作工藝，因此對厚板焊接收縮量必須有完全準確的把控。對δ32mm厚板對接焊縫的收縮變形控制中，我們通過做焊接試件，屢次試驗后，分析判斷得出經驗數據，最終采取預留焊接收縮量（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，采取小電流多道焊工藝，并嚴格控制熱輸入量和焊道層間溫度）等措施，有效保證了構件的焊后尺寸精度。

3　結語

在橋梁厚板的焊接過程中，要充分考慮到焊縫與母材之間的適應性，通過對母材性能的了解和對坡口的選擇，合理選用相應焊材，合理選擇焊接參數，滿足各項性能要求。在實際施工過程中，根據工程實際，通過采用各類反變形措施控制尺寸精度，保證后期的裝配施工。通過對80m鋼-混凝土組合桁梁的Q345qE鋼厚板對接焊縫研究及工藝評定試驗，我們不斷優化工藝，在該項工程中廣泛應用，最終圓滿完成任務。

[1]李紹祥，張兆光.加厚板焊接工藝及焊接過程的質量控制[J].船舶標準化工程師，2014（02）.

[2]楊春樂，王志剛.SA204B鋼厚板焊接工藝試驗研究[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，2004（06）.

[4]鐘啟進.鋼結構厚板焊接與柱連接節點問題探討[J].中國高新技術企業，2009（24）.

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1673-0038（2015）25-0290-01

2015-6-7