黃河大橋鋼梁整體節(jié)點的焊接技術

1、黃河大橋鋼梁整體節(jié)點的焊接技術(焊接信息聯(lián)盟 來源： 時間：2010-5-10 18:04:51)關鍵字：焊接技術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)點栓焊連續(xù)桁梁，跨度為4×180 m，共4聯(lián)。整體節(jié)點為國內首次采用的新結構，具有節(jié)省鋼材和高強度螺栓，有利于工地架設等優(yōu)點，是今后的發(fā)展方向。整體節(jié)點構造復雜，焊縫密集。既有對接焊縫，又有棱角焊縫和角焊縫，焊接質量要求高，屈服強度控制嚴，在焊接實驗中還存在對接、棱角接熔深儲備不夠，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單位的共同努力下，使問題得到解決，確保了焊接質量，并提前

2、一個多月完成。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指標：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，按照修訂后的技術指標衡量，得知H10Mn2焊絲能夠滿足對接、棱角接技術指標要求，H08MnA焊絲能夠滿足角接頭技術指標的要求。在焊接過程中，對熔深儲備不夠的焊縫，通過改變坡口尺寸、坡口角度和調整焊接參數，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位置，調整焊接順序，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氣體保護焊打底，使之得到了解決。3孫口黃河大橋整體節(jié)點的焊接3.1整體節(jié)點的構造孫口黃河大橋上下弦桿采用的整體節(jié)點，是由2塊帶節(jié)點的腹板、2塊蓋板、6塊隔板和內撐板、接頭板、平聯(lián)節(jié)點板、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法制定了防止冷裂紋的預熱溫度。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。此項工藝在弦桿上首次應用，為確保對接接頭的韌性，選用了含錳高的?5標準焊絲H10Mn2和SJ101焊劑。用優(yōu)化的焊接參數施焊各種對接接頭(見下表)。引弧試板數據證明：各種對接接頭的機械性能均滿足技術指標要求。對

5、接焊選用MZ-1-1000型焊機施焊。此焊機在遇到定位焊時，弧壓不變，電流自動減小，不能將定位焊熔化掉，嚴重地影響了對接焊的熔透和定位焊時的氣孔逸出，為此在生產中增加了用碳弧氣刨清根的措施。表對接、棱角接、角接焊接參數接頭型式組成板厚焊絲直徑mm焊劑焊接參數焊道數V條m*n-1I/Au/VV車m*n-1預熱/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)點的棱角接系國內首次應用，選用了含錳高的標準焊絲H10Mn2和SJ101焊劑，用優(yōu)化的焊接參數(見表1)施焊各種棱角接頭，各項機械性能均滿足技術指標要求。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，嚴重地影響了焊縫質量。針對以上存在問題，對加裝的剛性軌道采取精心調整軌道和焊絲對準位置，縮短焊頭自由擺動高度來防止焊偏。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，使焊縫中的低熔點夾雜物易于上浮，防止高溫裂紋。對熔深儲備不夠的問題采取用?3.2 mm的焊條進行定位焊，并改善CO2氣體保護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) 埋弧自動焊用來焊接整體節(jié)點上、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)化的焊接參數施焊各種角接頭，各項機械性能均滿足技術指標要求。上、下弦桿的下翼緣角焊縫有變截面，用MZ1-1000型焊機施焊易焊偏，采取精心調整焊絲對準位置來防止。棱角焊縫難度大，為了減少此類焊縫的工作量，設計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，工廠設計了焊機托架。(2) 手工焊用來焊接平聯(lián)節(jié)點板、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)點的焊接順序為了確保整體節(jié)點的焊縫質量和制造精度，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力，蓋、腹板對接在單元上進行。 上、下弦桿組成槽形后，焊接槽形內兩端頭翼緣角焊縫和隔板角焊縫，為了減小焊接變形，焊接方向從外向內側施焊。上、下弦桿組成箱形后，為確保整體節(jié)點的制造精度，先焊兩端頭內側翼緣角焊縫，再焊棱角焊縫，最后焊外側翼緣角焊縫。 其它部件和上弦平聯(lián)節(jié)點板組裝后的焊接。為確保焊縫質量和節(jié)點板部位蓋板的平面度，改進坡口尺寸并先焊平聯(lián)節(jié)點外側角焊縫，然后焊接平聯(lián)節(jié)點板內側角焊縫、平聯(lián)節(jié)點板和撐板的角焊縫，矯正后再焊蓋板和撐板的角焊縫。為了改善平聯(lián)節(jié)點板端部疲勞強度，除將端部修磨勻順外還增加了錘擊。 4結論(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中采取的多項