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文檔簡介
1、武漢市東湖新技術(shù)開發(fā)區(qū)珞瑜路虹景立交鋼箱梁焊接工藝評定 中建三局第二建設工程有限責任公司 二零一四年四月相關材料#目錄一、工程概況1二、焊接方法及焊接材料32.1、焊接方法32.2、焊接材料3三、試件接頭形式及焊接方法和材料4四、試件母材準備12五、試件焊接135.1、焊接工藝參數(shù)135.2、焊接工藝措施13六、試件焊縫檢驗156.1、焊接接頭性能試驗166.2、焊釘實驗項目及方法166.3、實驗結(jié)果要求及判定17相關材料#一、工程概況珞瑜路與光谷大道是武漢城區(qū)兩大城市主干道,珞瑜路橫向連接魯巷廣場與森林公園,光谷大道縱向貫通關東、關南開發(fā)區(qū),是武昌地區(qū)交通最為繁忙的兩條道路。珞瑜路虹景立交工
2、程主要分為東西向珞瑜路段及南北段光谷大道至喻家湖路段。本次項目設計主要為東西向珞瑜路段。珞瑜路采用高架橋形式上跨光谷大道(喻家湖路),珞瑜路高架橋全長358.08米,其中第二聯(lián)為40m+50m+39m連續(xù)鋼箱梁橋,標準段寬31米。鋼箱梁梁高2.1m,箱梁兩側(cè)分別繞設計高程點旋轉(zhuǎn)形成橋面雙向坡,箱梁頂、底板平行。鋼箱梁截面為單箱7室結(jié)構(gòu)(見如下示意圖),頂、底板采用厚度16mm鋼板,腹板厚20mm,縱肋厚1016mm,U形肋厚8mm,橫隔板為空心結(jié)構(gòu)、厚度14mm,懸臂隔板厚度16mm,懸臂底板厚16mm,并設置6mm厚裝飾板。面板頂部均布1960剪力釘(圓柱頭焊釘)。鋼箱梁主結(jié)構(gòu)鋼材采用Q34
3、5qd 和Q370qd,需滿足橋梁用結(jié)構(gòu)鋼(GB/T 714-2008)標準。圓柱頭焊釘設計用料材質(zhì)ML15,規(guī)格為1960mm,焊釘?shù)某叽?、化學成分、機械性能應符合電弧螺柱焊用圓柱頭焊釘(GB/T 10433-2002)規(guī)定。Q345qD鋼的化學成分如表1所示:Q345qD鋼的化學成分(GB/T 714-2008) (表1)牌號CSiMnSPNbVTiCrNiCuMoNAlsQ345qD0.180.550.901.700.0200.0250.060.080.030.800.500.550.200.0120.015Q345qD鋼的力學性能如表2所示:Q345qD鋼的力學性能(GB/T 714-
4、2008) (表2)牌號下屈服強度Rel/MPa抗拉強度Rm/MPa斷后伸長率A/%-20時的沖擊功KV2/JQ345qD3454902047Q370qD鋼的化學成分如表3所示:Q370qD鋼的化學成分(GB/T 714-2008) (表3)牌號CSiMnSPNbVTiCrNiCuMoNAlsQ370qD0.180.551.001.700.0200.0250.060.080.030.800.500.550.200.0120.015Q370qD鋼的力學性能如表4所示:Q370qD鋼的力學性能(GB/T 714-2008) (表4)牌號下屈服強度Rel/MPa抗拉強度Rm/MPa斷后伸長率A/%-
5、20時的沖擊功KV2/JQ370qD3705102047焊釘材料及機械性能如表5所示:焊釘材料及機械性能(GB/T 10433-2002) (表5)材料標準機械性能ML15GB/T 6478b400N/mm2s320N/mm2514%根據(jù)設計文件和公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTG/T F50-2011)的要求,鋼箱梁結(jié)構(gòu)施工前必須進行焊接工藝評定試驗。二、焊接方法及焊接材料2.1、焊接方法根據(jù)設計要求及本產(chǎn)品的實際制造情況,擬采用埋弧自動焊、CO2氣體保護焊及電弧螺柱焊完成本項目鋼結(jié)構(gòu)的焊接工作。埋弧自動焊用于工廠制造時頂板、底板和腹板的對接焊縫。CO2氣體保護焊用于埋弧自動焊前的打底焊接和廠內(nèi)制
6、造及現(xiàn)場安裝的所有焊接。電弧螺柱焊用于圓柱頭焊釘?shù)暮附印?.2、焊接材料(1)埋弧自動焊采用H08MnA(4mm)焊絲,配SJ101焊劑,焊材應滿足埋弧焊用低合金鋼焊絲和焊劑(GB/T 12470-2003)的要求。埋弧焊絲H08MnA的化學成分如表6所示:H08MnA的化學成分(GB/T 12470-2003) (表6)牌號化學成份CMnSiCrNiCuSPH08MnA0.100.801.100.070.200.300.200.0300.030埋弧焊絲力學性能復驗結(jié)果不得低于母材標準值。(2)CO2氣體保護焊藥芯焊絲CO2氣體保護焊采用藥芯焊絲E501T-1(1.2mm);實芯焊絲CO2氣體
7、保護焊采用實芯焊絲ER50-6(1.2mm),保護氣體CO2的純度99.5%(體積法),其含水量不大于0.005%(重量法)。瓶裝氣體的瓶內(nèi)壓力不低于1Mpa。焊絲熔敷金屬化學成份和力學性能應符合碳鋼藥芯焊絲(GB/T 10045-2001)和氣體保護電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲(GB/T 8110-2008)的要求。CO2氣體保護焊焊絲化學成份、熔敷金屬力學性能如表7、表8所示:E501T-1焊絲化學成份、熔敷金屬力學性能(GB/T 10045-2001) (表7)牌號化學成份力學性能CMnSiSPCrMoRmRelA-20AkvMPaMPaJE501T-10.181.750.900.030.
8、03 0.20 0.304804002227ER50-6焊絲化學成份、熔敷金屬力學性能(GB/T 8110-2008) (表8)牌號化學成份力學性能CMnSiSPCrMoRmRelA-30AkvMPaMPaJER50-60.060.151.401.850.801.150.0250.025 0.15 0.155004202227三、試件接頭形式及焊接方法和材料試件1:Q345qD+Q345qD,t=16+16(16150600,2件)。焊接位置:平焊對接。焊接方法:實芯焊絲CO2氣體保護焊打底,埋弧自動焊填充、蓋面。焊接材料:ER50-6(1.2焊絲)/H08MnA(4.0焊絲) + SJ101
9、(燒結(jié)焊劑)。適用于頂板、底板和腹板的廠內(nèi)對接。試驗接頭坡口形式見下圖:試件2:Q370qD+Q370qD,t=45+45(45150400,2件)。焊接位置:立焊對接。焊接方法:藥芯焊絲CO2氣體保護焊。焊接材料:E501T-1(1.2焊絲)。適用于封端板的現(xiàn)場對接。試驗接頭坡口形式見下圖:試件3:Q345qD+Q345qD,t=16+16(16150400,2件)。焊接位置:平焊對接。焊接方法:藥芯焊絲CO2氣體保護焊。焊接材料:E501T-1(1.2焊絲)。適用于頂板和底板的現(xiàn)場對接。試驗接頭坡口形式見下圖:試件4:Q345qD+Q345qD,t=20+20(20150400,2件)。焊
10、接位置:立焊對接。焊接方法:藥芯焊絲CO2氣體保護焊。焊接材料:E501T-1(1.2焊絲)。適用于腹板的現(xiàn)場對接。試驗接頭坡口形式見下圖:試件5:Q345qD+Q345qD,t=20+16(20150400,1件;16150400,1件)。焊接位置:平焊角接。焊接方法:實芯焊絲CO2氣體保護焊。焊接材料:ER50-6(1.2焊絲)。適用于腹板與底板的廠內(nèi)焊接。試驗接頭坡口形式見下圖:試件6:Q345qD+Q345qD,t=20+16(20150400,1件;16150400,1件)。焊接位置:仰焊角接。焊接方法:實芯焊絲CO2氣體保護焊。焊接材料:ER50-6(1.2焊絲)。適用于腹板與頂板
11、的廠內(nèi)焊接。試驗接頭坡口形式見下圖:試件7:Q345qD+Q345qD,t=8+16(8150400,1件;16150400,1件)。焊接位置:平焊角接。焊接方法:實芯焊絲CO2氣體保護焊。焊接材料:ER50-6(1.2焊絲)。適用于U肋的廠內(nèi)焊接。試驗接頭坡口形式見下圖:試件8:Q345qD+Q345qD,t=14+16(14150400,1件;16150400,1件)。焊接位置:平焊角接。焊接方法:實芯焊絲CO2氣體保護焊。焊接材料:ER50-6(1.2焊絲)。適用于標準段橫隔板與底板,縱肋的廠內(nèi)焊接。試驗接頭形式見下圖:試件9:Q345qD+Q345qD,t=14+16(14150400
12、,1件;16150400,1件)。焊接位置:立焊角接。焊接方法:實芯焊絲CO2氣體保護焊。焊接材料:ER50-6(1.2焊絲)。適用于標準段橫隔板與腹板,豎肋的廠內(nèi)焊接。試驗接頭形式見下圖:試件10:Q345qD+Q345qD,t=14+16(14150400,1件;16150400,1件)。焊接位置:仰焊角接。焊接方法:實芯焊絲CO2氣體保護焊。焊接材料:ER50-6(1.2焊絲)。適用于標準段橫隔板與頂板的廠內(nèi)焊接。試驗接頭形式見下圖:試件11:Q345qD+Q345qD,t=14+16(14150400,1件;16150400,1件)。焊接位置:立焊角接。焊接方法:藥芯焊絲CO2氣體保護
13、焊。焊接材料:E501T-1(1.2焊絲)。適用于標準段橫隔板與腹板的現(xiàn)場焊接。試驗接頭形式見下圖:試件12:Q345qD+Q345qD,t=16+16(16150400,2件)。焊接位置:平焊角接。焊接方法:實芯焊絲CO2氣體保護焊。焊接材料:ER50-6(1.2焊絲)。適用于橋墩處橫隔板與底板的廠內(nèi)焊接。試驗接頭形式見下圖:試件13:Q345qD+Q345qD,t=16+16(16150400,2件)。焊接位置:立焊角接。焊接方法:實芯焊絲CO2氣體保護焊。焊接材料:ER50-6(1.2焊絲)。適用于橋墩處橫隔板與腹板的廠內(nèi)焊接。試驗接頭形式見下圖:試件14:Q345qD+Q345qD,t
14、=16+16(16150400,2件)。焊接位置:仰焊角接。焊接方法:實芯焊絲CO2氣體保護焊。焊接材料:ER50-6(1.2焊絲)。適用于橋墩處橫隔板與頂板的廠內(nèi)焊接。試驗接頭形式見下圖:試件15:Q345qD+Q345qD,t=16+16(16150400,2件)。焊接位置:立焊角接。焊接方法:藥芯焊絲CO2氣體保護焊。焊接材料:E501T-1(1.2焊絲)。適用于橋墩處橫隔板與腹板的現(xiàn)場焊接。試驗接頭形式見下圖:試件16:Q345qD 16鋼+ML15 1960焊釘(16100100,1件;1960焊釘 1個),制作2組20件,其中一組10件用于拉伸試驗,一組10件用于彎曲試驗焊接方法:
15、電弧螺柱焊。試驗接頭形式見下圖:四、試件母材準備(1)試件材料選用本結(jié)構(gòu)設計用料Q345qD和Q370qD,試件下料前,應收集核查鋼材的爐批號及相應的質(zhì)量證明書,并根據(jù)材質(zhì)標準對所用材料進行化學成分及機械性能復驗,復驗結(jié)果應滿足橋梁用結(jié)構(gòu)鋼(GB/T 714-2008)的要求。(2)試件坡口采用機械加工的方法制備,組裝前,焊接區(qū)母材表面作除銹、除塵處理。(3)試件組裝,兩端安裝引/熄弧板。五、試件焊接5.1、焊接工藝參數(shù)本工程擬用焊接方法和焊接參數(shù)如表9所示:各種焊接方法應采用的焊接工藝參數(shù) (表9)焊接方法焊材規(guī)格焊接位置焊接電流電弧電壓焊道厚度(焊接速度)氣體流量(l/min)CO2氣體保
16、護焊1.2mm平焊220260 A2830 V46 mm/道1520CO2氣體保護焊1.2mm立焊140180 A2426 V46 mm/道1520CO2氣體保護焊1.2mm仰焊140180 A2426 V46 mm/道1520埋弧自動焊4.0mm平焊500600A3032V3236 cm/min線能量:3133kJ/cm電弧螺柱焊焊接電流15001600A焊接時間0.70.8s5.2、焊接工藝措施5.2.1、埋弧自動焊及CO2氣體保護焊(1)各種焊絲表面的鍍銅應均勻致密,焊絲表面應無銹蝕和油污。(2)焊劑中不允許混入熔渣和雜物,重復使用的焊劑應用鋼絲網(wǎng)篩過濾。(3)焊劑必須按表10的規(guī)定烘干
17、使用。焊劑(SJ101)的烘干溫度及保溫時間 (表10)焊接材料烘干溫度保溫時間保存溫度說明焊劑3003502h100150焊材從保溫箱中取出4h以上應重新烘干,焊劑隨用隨取。(4)焊工(包括定位焊),必須有焊接資格證書,且只能從事焊工資格認定范圍內(nèi)的工作。(5)焊接前應檢查并確認所使用的設備工作狀態(tài)正常,儀表工具良好、齊全可靠,方可施焊。(6)施焊應嚴格執(zhí)行焊接工藝,焊工應按照焊接試驗作業(yè)指導書進行作業(yè),不得隨意變更參數(shù)。 (7)焊接工作宜在室內(nèi)進行,施焊時,環(huán)境溫度不應低于5,空氣相對濕度不應高于80%。環(huán)境溫度低于5時,原不要求預熱的接頭應進行預熱處理,預熱溫度80100。相對濕度高于8
18、0%時,焊前應用烤槍對焊區(qū)進行烘烤除濕,焊劑在空氣中暴露時間不宜超過2小時。室外作業(yè)時,宜在晴天進行,遇到風雨時,應設擋風板和遮雨棚。(8)焊接選用直流電源,采用反極性連結(jié)(即試件接負極)。(9)焊接前清除焊接區(qū)的銹塵。多道焊時應將前道熔渣清除干凈,并經(jīng)檢查確認無裂紋等缺陷后再繼續(xù)施焊。(10)焊接盡量采用多道焊,手工焊接時,焊條作適當橫向擺動。(11)試件加工及組裝,其坡口角度、鈍邊尺寸和組裝間隙應滿足試件圖要求,并做好檢測記錄。(12)焊接時應做好過程記錄。5.2.2、電弧螺柱焊(1)焊接采用直流正接,即焊槍接焊接電源的負極,工件接正極;(2)焊接前清除圓柱頭焊釘頭部及鋼板待焊部位(大于2
19、倍圓柱頭焊釘直徑)的鐵銹、氧化皮、油污、水分等有害物,使鋼板表面顯露出金屬光澤;(3)受潮的瓷環(huán)在使用前應在150的烘箱中烘干2h;(4)圓柱頭焊釘應平位施焊,在焊縫金屬完全凝固前不得移動焊槍;(5)焊接環(huán)境溫度0,相對濕度80%;(6)焊接時應做好過程記錄。六、試件焊縫檢驗焊縫檢驗標準執(zhí)行公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTG/T F50-2011)和設計文件要求。所有試件焊接后均經(jīng)焊縫外觀檢查和內(nèi)部超聲波探傷。焊縫外觀成型應良好,無氣孔、夾碴、咬邊、尺寸不足等缺陷。焊接完成24小時后做超聲波探傷檢驗,超聲波按公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTG/T F50-2011)規(guī)定檢測,對接焊縫質(zhì)量等級應達到級,T型
20、接頭熔透角焊縫質(zhì)量等級應達到級,角焊縫質(zhì)量等級應達到級。圓柱頭焊釘焊接后應獲得完整的360周邊焊縫。圓柱頭焊釘焊縫的寬度、高度等尺寸應滿足:焊縫沿圓柱頭焊釘軸線方向的平均高度hm應不小于0.2d;最小高度hmin應不小于0.15d;在鋼板側(cè)焊趾的平均直徑和應不小于1.25d(d為圓柱頭焊釘直徑)。6.1、焊接接頭性能試驗焊接接頭試驗項目如表11所示:接頭焊接試驗項目 (表11)試件型式試驗項目試樣數(shù)量試驗方法對接接頭試件接頭拉伸(拉板)試驗1件GB/T 2651-2008焊縫金屬拉伸試驗1件GB/T 2652-2008接頭彎曲試驗1件(彎曲角=180)GB/T 2653-2008低溫沖擊試驗6件(缺口開在焊縫中心及熔合線外1.0mm或0.5mm處各3件)GB/T 2650-2008接頭硬度試驗1件GB/T 2654-2008宏觀斷面酸蝕試驗1件GB/T 226-1991T型接頭熔透角焊縫試件焊縫金屬拉伸試驗1件GB/T 2652-2008接頭硬度試驗1件GB/T 2654-2008宏觀斷面酸蝕試驗1件GB/T 226-1991T型接頭角焊縫試件焊縫金屬拉伸試驗1件GB/T 2652-2008接頭硬
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