黃河大橋鋼梁整體節(jié)點(diǎn)的焊接技術(shù)

1、黃河大橋鋼梁整體節(jié)點(diǎn)的焊接技術(shù)(焊接信息聯(lián)盟 來源： 時(shí)間：2010-5-10 18:04:51)關(guān)鍵字：焊接技術(shù)1前言孫口黃河大橋是京九線衡水-商丘的一座鐵路雙線下承式無豎桿三角桁式整體節(jié)點(diǎn)栓焊連續(xù)桁梁，跨度為4×180 m，共4聯(lián)。整體節(jié)點(diǎn)為國內(nèi)首次采用的新結(jié)構(gòu)，具有節(jié)省鋼材和高強(qiáng)度螺栓，有利于工地架設(shè)等優(yōu)點(diǎn)，是今后的發(fā)展方向。整體節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜，焊縫密集。既有對接焊縫，又有棱角焊縫和角焊縫，焊接質(zhì)量要求高，屈服強(qiáng)度控制嚴(yán)，在焊接實(shí)驗(yàn)中還存在對接、棱角接熔深儲(chǔ)備不夠，棱角焊有溝槽、咬邊、高溫裂紋和燒穿等問題。在寶雞橋梁廠和有關(guān)單位的共同努力下，使問題得到解決，確保了焊接質(zhì)量，并提前

2、一個(gè)多月完成。2孫口黃河大橋的焊接工藝研究2.1焊接接頭的主要技術(shù)指標(biāo)：對接s(W)=s(B)+100 (MPa);角接s(W)=s(B)+120 (MPa);各種焊接接頭的三區(qū)-25，AKV48J(35J)。2.2焊接工藝研究對SM490C鋼對接、棱角接、角接焊接工藝進(jìn)行了研究。用優(yōu)化的H08MnT或H10Mn2、H08MnA焊絲、SJ101焊劑和焊接工藝施焊各種焊接接頭，按照修訂后的技術(shù)指標(biāo)衡量，得知H10Mn2焊絲能夠滿足對接、棱角接技術(shù)指標(biāo)要求，H08MnA焊絲能夠滿足角接頭技術(shù)指標(biāo)的要求。在焊接過程中，對熔深儲(chǔ)備不夠的焊縫，通過改變坡口尺寸、坡口角度和調(diào)整焊接參數(shù)，使之得到了改善；對

3、棱角焊縫的溝槽和咬邊問題，通過改變焊絲傾斜角度和焊絲對準(zhǔn)位置，調(diào)整焊接順序，使之得到了解決；對于棱角焊縫的第1道焊縫產(chǎn)生的高溫裂紋，通過改變坡口尺寸，減小焊接電流，減慢車速，提高弧壓或用CO2氣體保護(hù)焊打底，使之得到了解決。3孫口黃河大橋整體節(jié)點(diǎn)的焊接3.1整體節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造孫口黃河大橋上下弦桿采用的整體節(jié)點(diǎn)，是由2塊帶節(jié)點(diǎn)的腹板、2塊蓋板、6塊隔板和內(nèi)撐板、接頭板、平聯(lián)節(jié)點(diǎn)板、各種連接板等部件組成。為了節(jié)省鋼材，蓋、腹板由不同尺寸和不同厚度的鋼板拼接而成。3.2焊接3.2.1定位焊為確保焊前部件的相互位置，防止部件傾倒進(jìn)行了定位焊。因定位焊焊道短，冷卻速度快，焊接熱影響區(qū)易產(chǎn)生淬硬組織，從而形成

4、冷裂紋。為此，用斜Y形坡口焊接裂紋試驗(yàn)法制定了防止冷裂紋的預(yù)熱溫度。定位焊采用含氫量低、抗裂性能好的E5015常用低氫型焊條焊接。為不影響熔深和防止小焊腳的咬邊，坡口內(nèi)和小焊腳的定位焊用?3.2 mm的焊條，其余用?4 mm焊條。為了防止定位焊的冷裂紋，對厚板定位焊長度必須80 mm，對薄板必須50 mm。3.2.2對接焊整體節(jié)點(diǎn)上、下弦桿的蓋、腹板是由不同尺寸、不同厚度的鋼板對接而成。此項(xiàng)工藝在弦桿上首次應(yīng)用，為確保對接接頭的韌性，選用了含錳高的?5標(biāo)準(zhǔn)焊絲H10Mn2和SJ101焊劑。用優(yōu)化的焊接參數(shù)施焊各種對接接頭(見下表)。引弧試板數(shù)據(jù)證明：各種對接接頭的機(jī)械性能均滿足技術(shù)指標(biāo)要求。對

5、接焊選用MZ-1-1000型焊機(jī)施焊。此焊機(jī)在遇到定位焊時(shí)，弧壓不變，電流自動(dòng)減小，不能將定位焊熔化掉，嚴(yán)重地影響了對接焊的熔透和定位焊時(shí)的氣孔逸出，為此在生產(chǎn)中增加了用碳弧氣刨清根的措施。表對接、棱角接、角接焊接參數(shù)接頭型式組成板厚焊絲直徑mm焊劑焊接參數(shù)焊道數(shù)V條m*n-1I/Au/VV車m*n-1預(yù)熱/層溫/焊絲傾角/(°)對接16+16185SJ10111730±3530±125無20100對接20+20365SJ10122730±3528±131±125無20135對接24+24365SJ10123730±3528

6、±131±121.5無20135對接28+28325SJ10125730±3528±131±121.520135對接32+365SJ10125730±3528±131±121.520135棱角2428+24365SJ10112710±3528±131±121.5無2013520棱角28+32365SJ10112710±3528±131±121.52013520棱角2024+20365SJ10112710±3528±131±12

7、5無2013520棱角1620+20281.25SJ10111260±20710±3532±231±121.560無2013520角接k=121632+16365SJ1011168.5750±3531±118無20無角接k=101620+16285SJ1011162.5730±3530±119.5無20無3.2.3棱角接整體節(jié)點(diǎn)的棱角接系國內(nèi)首次應(yīng)用，選用了含錳高的標(biāo)準(zhǔn)焊絲H10Mn2和SJ101焊劑，用優(yōu)化的焊接參數(shù)(見表1)施焊各種棱角接頭，各項(xiàng)機(jī)械性能均滿足技術(shù)指標(biāo)要求。由于棱角焊縫長，蓋板有加工旁彎，桿件有

8、焊接變形致使組裝間隙局部超差，又因組成的鋼板中含熱裂紋敏感元素Nb，曾在第1道焊縫中出現(xiàn)焊偏、燒穿和高溫裂紋，嚴(yán)重地影響了焊縫質(zhì)量。針對以上存在問題，對加裝的剛性軌道采取精心調(diào)整軌道和焊絲對準(zhǔn)位置，縮短焊頭自由擺動(dòng)高度來防止焊偏。對出現(xiàn)的間隙超差采取在隔板部位用手工焊打底，其余部位用夾具強(qiáng)制減少間隙防止燒穿。用減小第1道焊縫的焊接電流，減慢車速，提高弧壓，改善焊縫成形系數(shù)，使焊縫中的低熔點(diǎn)夾雜物易于上浮，防止高溫裂紋。對熔深儲(chǔ)備不夠的問題采取用?3.2 mm的焊條進(jìn)行定位焊，并改善CO2氣體保護(hù)焊的操作方法和限制堆焊高度來確保熔深。3.2.4角焊縫(1) 埋弧自動(dòng)焊用來焊接整體節(jié)點(diǎn)上、下弦桿的

9、下翼緣角焊縫和上弦桿的上翼緣角焊縫。焊絲選用H08MnA，焊劑選用SJ101，用優(yōu)化的焊接參數(shù)施焊各種角接頭，各項(xiàng)機(jī)械性能均滿足技術(shù)指標(biāo)要求。上、下弦桿的下翼緣角焊縫有變截面，用MZ1-1000型焊機(jī)施焊易焊偏，采取精心調(diào)整焊絲對準(zhǔn)位置來防止。棱角焊縫難度大，為了減少此類焊縫的工作量，設(shè)計(jì)上將上弦桿的棱角縫改為角焊縫。為了節(jié)省鋼材，盡量減少伸出肢的高度，工廠設(shè)計(jì)了焊機(jī)托架。(2) 手工焊用來焊接平聯(lián)節(jié)點(diǎn)板、隔板、撐板和接頭板等角焊縫。焊條用E5015，直徑為?4 mm或?5 mm兩種。3.2.5整體節(jié)點(diǎn)的焊接順序?yàn)榱舜_保整體節(jié)點(diǎn)的焊縫質(zhì)量和制造精度，提高焊接效率，制訂了合理的焊接順序。 為使部

10、件能夠自由收縮減少焊接殘余應(yīng)力，蓋、腹板對接在單元上進(jìn)行。 上、下弦桿組成槽形后，焊接槽形內(nèi)兩端頭翼緣角焊縫和隔板角焊縫，為了減小焊接變形，焊接方向從外向內(nèi)側(cè)施焊。上、下弦桿組成箱形后，為確保整體節(jié)點(diǎn)的制造精度，先焊兩端頭內(nèi)側(cè)翼緣角焊縫，再焊棱角焊縫，最后焊外側(cè)翼緣角焊縫。 其它部件和上弦平聯(lián)節(jié)點(diǎn)板組裝后的焊接。為確保焊縫質(zhì)量和節(jié)點(diǎn)板部位蓋板的平面度，改進(jìn)坡口尺寸并先焊平聯(lián)節(jié)點(diǎn)外側(cè)角焊縫，然后焊接平聯(lián)節(jié)點(diǎn)板內(nèi)側(cè)角焊縫、平聯(lián)節(jié)點(diǎn)板和撐板的角焊縫，矯正后再焊蓋板和撐板的角焊縫。為了改善平聯(lián)節(jié)點(diǎn)板端部疲勞強(qiáng)度，除將端部修磨勻順外還增加了錘擊。 4結(jié)論(1) 用優(yōu)選的焊接材料和焊接工藝施焊的各種焊接接頭和生產(chǎn)中采取的多項(xiàng)