鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊接施工技術(shù)分析

閻西昌

摘要：當(dāng)前，鋼結(jié)構(gòu)主體在很多大型橋梁中應(yīng)用，需要進(jìn)行焊接施工，以增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)整體的堅(jiān)固性。基于此，本文詳細(xì)分析了鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊接施工技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容，希望能夠做好前期準(zhǔn)備，加強(qiáng)質(zhì)量控制，最終保障焊接施工順利進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu);橋梁;焊接;施工技術(shù)

1、焊接施工要求

在鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊接項(xiàng)目施工時(shí)，選擇何種焊接方法和焊接規(guī)范，是由焊接工藝評(píng)定來確定的。通常情況下，鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊接施工會(huì)優(yōu)先選擇的焊接方法包括CO2氣體保護(hù)自動(dòng)焊、埋弧焊以及半自動(dòng)焊，在焊接工作進(jìn)行的過程中也是優(yōu)先選用單面焊雙面成型工藝。焊接使用中需要選擇坡口型式，充分的發(fā)揮其焊縫金屬少、變形量小的優(yōu)勢(shì)。嚴(yán)格的按照施工設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行規(guī)范施工，注意焊接順序和方向，采用有效的手段降低焊接變形情況出現(xiàn)的概率。如果施工中出現(xiàn)與焊接要求相悖的變化，需要暫停當(dāng)前施工，并進(jìn)行進(jìn)一步的工藝評(píng)定工作，切不可盲目施工。采用自動(dòng)焊焊接工藝處理的接縫，必須要在接縫的兩端妥善的安裝上尺寸大于80mm×80mm的同質(zhì)引弧板以及引出板，并確保其厚度能夠滿足焊接時(shí)的需求，不至于在焊接工作時(shí)被焊穿。需要注意的是，在使用埋弧自動(dòng)焊進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)橋梁的焊接工作時(shí)，需要保證在當(dāng)天完成，施工的過程中還需要做好裝配間隙的控制工作，原則上不可超過1mm～1.5mm。

2、施工前期準(zhǔn)備

2.1選擇焊接材料

根據(jù)本工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選取相應(yīng)的焊接接頭進(jìn)行焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)，評(píng)定項(xiàng)目應(yīng)覆蓋不同材料、不同焊接方法、不同焊接位置、不同鋼板材質(zhì)、不同焊接接頭形式以及不同焊接板厚等。焊接材料采用與Q345qE強(qiáng)度、化學(xué)成分、力學(xué)性能相適應(yīng)，并且還需要準(zhǔn)備與母材相匹配的其他相關(guān)材料，包括焊絲、焊劑以及手工焊條等，同時(shí)還需要保證這些材料的性能可以達(dá)到相應(yīng)的國(guó)標(biāo)要求。

在進(jìn)行焊接工作前，需要對(duì)這些焊接材料進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，確保獲得進(jìn)廠復(fù)驗(yàn)合格單方可使用。需要注意的是，企業(yè)需要做好這些入場(chǎng)材料的烘干處理，之后必須要做好入場(chǎng)登記，并且交由現(xiàn)場(chǎng)專用倉庫進(jìn)行規(guī)范的儲(chǔ)存，在施工開展的過程中需要領(lǐng)用材料時(shí)，也同樣必須要做好登記領(lǐng)用工作，并對(duì)所領(lǐng)用的焊條、焊劑進(jìn)行檢查，確保其已經(jīng)按照規(guī)定烘干，并根據(jù)行業(yè)規(guī)范和施工要求放置在專用的保溫筒內(nèi)。在使用前對(duì)焊接材料檢查是非常有必要的，只有確保焊接材料都按照施工要求進(jìn)行妥善的處理，才能保證后續(xù)的焊接工作可以順利的開展。焊條藥皮脫落、焊絲生銹以及焊劑受潮結(jié)塊等情況都是會(huì)對(duì)焊接質(zhì)量產(chǎn)生重要影響的，施工工作人員必須要進(jìn)行謹(jǐn)慎的對(duì)待。

2.2制定焊接工藝

在項(xiàng)目施工當(dāng)中，鋼結(jié)構(gòu)橋梁涉及到很多焊接施工部分，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況，制定具體的焊接工藝。九橋路大橋主橋鋼梁焊接開始前，分別評(píng)定工廠焊接及宮底焊接工藝，確保焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)條件，能夠?qū)?yīng)鋼梁構(gòu)件生產(chǎn)條件要求，同時(shí)，使用和實(shí)際結(jié)構(gòu)相同的材料及焊材。根據(jù)鋼路鋼橋制造規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，開展焊接評(píng)定試驗(yàn)，同時(shí)對(duì)規(guī)范中對(duì)于焊接接頭性能要求加以執(zhí)行。按照規(guī)定程序批準(zhǔn)試驗(yàn)報(bào)告，投標(biāo)人按照焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)報(bào)告，對(duì)各種接頭焊接工藝指導(dǎo)書進(jìn)行編寫。監(jiān)理工程師審核批準(zhǔn)焊接工藝指導(dǎo)書后，焊接人員按照焊接工藝指導(dǎo)書的內(nèi)容，組織開展焊接施工。

3、鋼結(jié)構(gòu)焊接施工技術(shù)分析

3.1做好焊接施工技術(shù)控制

焊接施工技術(shù)控制中，確保焊接工藝合理，在滿足設(shè)計(jì)要求及焊工可操作性的基礎(chǔ)上，盡可能將開坡口角度縮小，降低焊接角變形。焊接嚴(yán)格采用現(xiàn)場(chǎng)WPS執(zhí)行，嚴(yán)格根據(jù)控制工藝執(zhí)行焊接過程。運(yùn)用對(duì)稱焊工藝，在對(duì)稱焊縫采取對(duì)稱焊的方式，將焊接變形抵消，非對(duì)稱焊縫需要先將焊縫少的一側(cè)焊接，然后焊接焊縫多的一側(cè)。做好剛性固定，確保面板錯(cuò)邊量，使用卡馬或胎具等強(qiáng)制措施，利用外力固定被焊工件，縮小焊接變形，主要可采取局部增加剛性法、胎具固定法。大型或復(fù)雜結(jié)構(gòu)焊件，先組裝后焊接，使用點(diǎn)焊或分段定位焊件，然后焊接，對(duì)第一道焊接的焊槍前進(jìn)方向?qū)舆吺軣嶙冃渭右钥刂疲_保接頭組裝精度。馬板定位中需要單側(cè)定位焊，馬板長(zhǎng)度在300mm以上，寬度在120mm以上，定位焊長(zhǎng)度在50mm以上，焊腳在6-8mm，端部避開10mm不焊，馬板焊縫避免出現(xiàn)弧坑未填滿、焊瘤、未熔合、裂紋等缺陷。卡馬安裝間距在500-1000mm，結(jié)合結(jié)構(gòu)需要適當(dāng)調(diào)整，卡馬焊縫與兩端距離保持100mm以上。打底焊采用跳弧焊越過卡馬板，實(shí)現(xiàn)連弧焊接。

3.2剪力釘焊接施工技術(shù)

該項(xiàng)目中，剪力釘焊接采用鋼板母材的材質(zhì)為Q345qD、Q420qD，焊釘材質(zhì)為ML15AL鋼，規(guī)格為Φ22×200。焊接要求鋼梁圓柱頭焊釘焊接的焊工，必須具有焊工資格證書，具備圓柱頭焊釘焊接資格。焊接前對(duì)焊接設(shè)備及儀表進(jìn)行檢查。焊接中必須嚴(yán)格遵循焊釘焊接工藝規(guī)程，不能隨意更改參數(shù)。焊釘焊接前需要清除鋼板待焊區(qū)域和周圍20-30mm范圍內(nèi)的底漆、氧化皮、油污、鐵銹，打磨干凈并露出金屬光澤。焊接順序從被焊構(gòu)建長(zhǎng)度方向中心，向兩側(cè)展開，接地導(dǎo)線應(yīng)當(dāng)與被焊結(jié)構(gòu)對(duì)稱。焊釘被焊后，將焊釘周圍護(hù)圈敲掉，焊釘?shù)捉潜ＷC360°周邊擠出焊腳。焊釘采用瓷環(huán)保護(hù)焊接，使用專用螺柱焊機(jī)，利用直流正極性接法焊接。正品部分焊釘，不能應(yīng)用螺柱焊的情況下，使用開坡口CO2氣體保護(hù)焊，焊釘直徑Φ20。焊釘補(bǔ)焊采取CO2氣體保護(hù)焊或焊條電弧焊，氣體保護(hù)焊焊接材料使用藥芯焊絲E501T-1，焊條電弧焊焊接材料使用E5012焊條，焊接設(shè)備使用直流反極性接法。瓷環(huán)需要在200℃下焙烘，保溫時(shí)間2h;焊條需要在350℃下焙烘，保溫時(shí)間2h，保存溫度100-150℃。焊釘焊接根據(jù)規(guī)定WPS進(jìn)行，如果補(bǔ)焊的情況，需要相應(yīng)處理。生產(chǎn)焊接時(shí)沒有獲得完整360°周邊焊腳焊釘，如果缺陷長(zhǎng)度在90°以下，可采取補(bǔ)焊，長(zhǎng)度從缺陷兩端向外延伸10mm，補(bǔ)焊焊腳尺寸6mm。

3.3焊縫磨修及缺陷修補(bǔ)

每部分的焊接完成后，使用氣割切掉兩端的引、熄弧板或產(chǎn)品試板，同時(shí)將切口磨平，避免對(duì)母材造成損傷。焊腳尺寸、焊波、余高等超出規(guī)定上限的焊縫，或1mm以下超差咬邊，需要修磨勻順。1mm以上的焊縫咬邊或焊腳尺寸不足的情況，采取手工電弧焊的方式返修處理，同時(shí)修磨勻順。焊接完成后，對(duì)鋼材缺陷等進(jìn)行修補(bǔ)。鋼材局部表面麻坑、傷痕，深度在0.3-1mm可磨修勻順，深度在1mm以上的可在補(bǔ)焊后磨修勻順。鋼材局部邊緣夾層缺陷，深度在5mm以下可將缺陷清除后補(bǔ)焊磨修。利用碳弧氣刨或其它機(jī)械方法，將缺陷消除，需要刨出有利于返修焊的坡口，使用砂輪將坡口表面氧化皮磨掉，使金屬光澤露出。氣割邊緣切口或崩坑，深度在2mm以下的可磨修勻順，深度在2mm以上的需要鏟磨出坡口，然后補(bǔ)焊并磨修勻順。彎曲加工產(chǎn)生邊緣裂縫，查明原因后，按規(guī)定將缺陷清除，清除范圍要涵蓋裂紋全長(zhǎng)并向兩端分別延伸50mm。電弧擦傷深度在0.5mm以下是用砂輪磨修勻順，深度在0.5mm以上是采取補(bǔ)焊后用砂輪磨平。構(gòu)建焊接后使用氣割切掉兩端引板，將切口磨平，避免對(duì)母材造成損傷，修磨焊縫需要確保修磨后最終磨痕方向，與拉力方向順應(yīng)。缺陷修補(bǔ)長(zhǎng)度在50mm以上，寬度在10mm以上，溝槽兩端開設(shè)1：5以下的過渡斜坡，刨槽深度及寬度保持均勻一致，根部保證R≥6mm的圓弧。采取機(jī)械方法清除焊接缺陷時(shí)，需要注意修磨出有利于返修焊的坡口，同時(shí)注意將表面氧化皮磨掉。

4、結(jié)束語

鋼結(jié)構(gòu)橋梁是比較常見的一種橋梁建筑類型，焊接施工必不可少，涉及到比較復(fù)雜的焊接內(nèi)容，必須結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行分析和應(yīng)用。應(yīng)明確焊接施工要求，把握焊接施工要點(diǎn)，將技術(shù)進(jìn)行細(xì)化，加強(qiáng)整個(gè)施工控制，并及時(shí)彌補(bǔ)施工中存在的缺陷，有效控制焊接施工，保證最終的施工質(zhì)量。

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