過街天橋箱梁焊接工藝

1、陽泉市平定路陽泉一中過街人行天橋箱梁焊接工藝編 制： 審 核： 批 準： 批復日期： 年 月 日中鐵三局集團第七工程有限公司二0一三年七月二十日目 錄一、 結(jié)構(gòu)分析 二、 裝配方法三、 焊接方法的選擇 1、二氧化碳氣保焊與手工焊條電弧焊的特點 2、依據(jù)施焊工作環(huán)境、焊位，選擇焊接方法四、 焊接材料的選擇 1、二氧化碳半自動氣保焊 2、手工焊條電弧焊五、 焊接工藝參數(shù)的選擇 1、定位焊焊接工藝參數(shù) 2、二氧化碳半自動氣保焊焊接工藝參數(shù) 3、手工焊條電弧焊焊接工藝參數(shù) 4、碳弧氣刨工藝參數(shù)5、焊接層數(shù)與道數(shù) 六、 焊接過程工藝控制 1、焊前準備 2、施焊過程控制 3、返修補焊及割除吊耳等安裝工藝輔

2、助構(gòu)件的工藝要求 4、現(xiàn)場安裝施焊所需人孔的開設陽泉市平定路陽泉一中過街人行天橋 箱梁焊接工藝一、結(jié)構(gòu)分析本工程的箱梁結(jié)構(gòu)為單箱四室結(jié)構(gòu)，全部在安裝現(xiàn)場處加工，箱梁分段不需考慮構(gòu)件運輸能力。箱梁橫段面不考慮分塊，箱梁縱向分段原則應盡量避開應力高峰區(qū)，按設計說明分跨中段和兩個端部段（含柱），分三塊進行吊裝?？v向分段示意圖箱梁橫斷面由上圖所示，該箱梁焊縫分布基本對稱，箱梁結(jié)構(gòu)主體用料材質(zhì)均為Q345qD，母材焊接性能較好，板厚范圍為1020mm，所設焊層數(shù)及焊道數(shù)較少，焊接過程較易控制；箱梁在頂板與底板上設有縱向加勁肋，頂板還均勻布設橫向加勁肋，整體及局部的剛性和穩(wěn)定性都大，不易產(chǎn)生旁彎現(xiàn)象，但焊

3、縫密集，會發(fā)生較大的整體撓曲變形。腹板設有縱向與水平加勁肋，腹板對接拼縫處的焊后局部波浪變形會受到一定抑制。箱梁焊后會產(chǎn)生一定的下?lián)献冃?，需加大腹板在下料時取的拱度值，并增加組裝胎架的預拱值來補償焊后變形所損失的拱度。為減少箱梁焊后外觀局部波浪變形或其它畸變，須保證箱梁內(nèi)各構(gòu)件的下料精度，確保裝配精度，板材下料時考慮的焊縫焊后收縮量要適宜，頂、底、腹板在下料時，縱向長度可按每米增加0.5mm的補償值。箱梁現(xiàn)場制作完成后，檢查結(jié)構(gòu)的空間尺寸和線形尺寸，裝焊利于拼裝組對用的耳板、定位角鋼等，做好安裝前的準備工作。二、裝配方法1、先分別組裝小拼單元，如將底板上的縱、橫向加勁板與底板先行組焊成底板拼裝

4、塊（直接在胎架上組焊），橫隔板上的水平與縱向加勁板與橫隔板組焊成橫隔板拼裝塊，頂板上的縱、橫向加勁板與頂板組焊成頂板拼裝塊等，各小拼裝單元組焊完畢須分別進行校正、標識后，再上胎架組焊。2、整體單元拼裝采用正裝法，利用斜楔、擋塊及弓形夾緊器等夾具很方便地將底板拼裝單元緊固在胎具上，然后依次裝配、點固橫隔板，再裝配并點固兩側(cè)腹板，然后裝配、點固箱梁頂板。將箱梁里面肋板、橫隔板與箱梁頂板、底板、腹板間的焊縫焊完，再行焊接箱梁頂板、底板與腹板間的焊縫。三、焊接方法的選擇1、公司適于本工程的現(xiàn)有焊接設備有CO2半自動氣保焊機、直流弧焊機及埋弧焊設備。埋弧焊受其施焊特點限制，只適用于制作時板材的對接焊縫，

5、頂板安裝焊縫的施焊視現(xiàn)場情況亦可考慮用埋弧焊。CO2氣保焊與手工焊條電弧焊（以下簡稱手弧焊）適用面較埋弧焊廣，它們各有如下特點：CO2氣保焊焊接生產(chǎn)效率高，其綜合焊速是手弧焊的三倍左右，焊后工件相對變形要小。因焊絲熔化后靠重力落入熔池，在現(xiàn)場施焊受風影響較大，且焊矩與焊絲進給裝置的距離較短，限制了其應用（箱梁內(nèi)側(cè)焊縫）。因本結(jié)構(gòu)主材是Q345qD，焊前焊絲要做去銹、去油處理，檢查CO2氣體的純度及含水量等是否符合規(guī)范要求。手弧焊不受場地和焊位的限制，可達性好，外觀成形較之CO2氣保焊要好。缺點是焊接效率低，工人勞動強度也較高，焊后變形略大，且對焊工的操作技能要求高，對焊前的焊件清理要求較嚴，焊

6、條要按規(guī)定進行烘干。2、依據(jù)公司現(xiàn)有設備，焊接方法的選擇如下：2.1 平焊位置的焊縫定位焊優(yōu)先采用CO2氣保焊，可達性差及其它焊位采用手弧焊。2.2 板材拼接：頂、底及腹板拼接縫用反變形來控制角變形，采用正面埋弧焊（可不開坡口），背面清根后用CO2氣保焊或手弧焊，然后按圖紙要求將焊縫余高去除、磨平。橫隔板的板材拼接縫采用兩面氣保焊或手弧焊。2.3 各小拼單元（拼裝塊）焊接，頂、底及腹板與其上的加勁板之間的焊縫盡量采用氣保焊，可達性差的采用手弧焊。2.4 胎架上的小拼單元組拼焊接（按其裝配施焊順序）：a、橫隔板與底板間角焊縫采用CO2氣保焊或手弧焊進行點焊；b、腹板與底板點焊，適當加大定位焊縫長

7、度或加密其間距（注意保持焊縫坡口根部間隙），然后在內(nèi)側(cè)焊上墊板；腹板與橫隔板先行點焊，待裝配頂板后再正式施焊；c、頂板與腹板如上所述，先行點焊；頂板及其肋板與橫隔板、腹板間的定位焊縫采用手弧焊。d、依次焊接橫隔板拼裝塊與底、腹、頂板間焊縫，再焊頂板加勁肋與橫隔板間的焊縫，所有焊縫平焊縫優(yōu)先采用CO2氣保焊，可達性差及其它焊位采用手弧焊； e、底、頂板與腹板間的焊縫，采用手弧焊或氣保焊打底，CO2氣保焊填充，手弧焊蓋面。2.5 安裝現(xiàn)場的拼焊現(xiàn)場安裝焊縫，除仰焊焊位外，在現(xiàn)場采取擋風措施后宜采用CO2氣保焊；仰焊焊位及可達性差的焊縫一律采用手弧焊。四、焊接材料的選擇依據(jù)母材材料和焊縫等強原則，焊

8、接材料選擇如下：1、CO2氣保焊：1.1 焊絲牌號：選擇ER501T1-G型（實芯）和ER501T-9L型（藥芯）系列焊絲，即舊牌號的J501Ni-1和YJ502 Ni等。1.2 焊件（母材）板厚范圍在10mm20mm間，故焊絲直徑宜選擇1.6 mm（焊機額定電流需為600A，方能滿足持續(xù)焊接的要求）。施焊時通過選擇電流值大?。ㄈ鄣芜^渡形式）來適應不同的焊件板厚和焊位。2、手工焊條電弧焊：2.1 焊條牌號：選擇E5015-1型低氫堿性焊條。2.2 焊條直徑：定位焊和坡口焊的打底焊縫選擇3.2mm，坡口焊的填充焊縫、蓋面焊縫、封底焊縫及其它正式焊縫選擇4mm6mm。五、焊接工藝參數(shù)的選擇1、定位

9、焊電流要比正常施焊時大10%15%，點焊高度約為焊件母材厚度的40%，焊縫長度一般取點焊高度的10倍左右，點焊間距取設計要求400600mm，但在結(jié)構(gòu)剛度較大應力可能產(chǎn)生集中的地方可適當加強定位焊。注：正式焊前應將定位焊縫兩端打磨成緩坡狀。2、CO2氣保焊在進行平焊時可選擇較大的焊接電流（顆粒過渡），其它焊位（立焊、橫焊）施焊時，則需選擇較小的焊接電流（短路過渡）；CO2半自動實芯氣保焊焊接工藝參數(shù)焊絲直徑(mm)短路過渡顆粒過渡氣體流量（L/min）焊接電流（A）焊接電壓（V）可焊厚度焊接電流（A）焊接電壓（V）可焊厚度1.614020020243122005002640>620CO2

10、半自動藥芯氣保焊焊接工藝參數(shù)焊絲直徑(mm)焊接電流（A）焊接電壓（V）1.6220250282927028030323003203234焊絲伸出長度視自身工作習慣選擇，一般取焊絲直徑的10倍左右，常規(guī)取值在1225mm之間；氣體流量要根據(jù)施焊現(xiàn)場和焊位情況進行調(diào)節(jié)。3、手弧焊的立焊、橫焊及仰焊要比平焊時所用電流小10%20%（焊條直徑等其他條件相同時）。在進行坡口焊時，焊接打底焊道使用的焊接電流較其它各焊道應小些，便于焊接操作和保證焊接質(zhì)量；焊接填充焊道應使用較大的焊接電流，以提高效率并保證熔合良好；焊蓋面焊道時要比填充焊時所用的電流值略小，以防止咬邊和獲得良好的焊縫成形.在用低氫堿性焊條時

11、，要采用短弧焊接以減小氣孔等缺陷。各種直徑焊條使用的電流參考值焊條直徑（mm）3.24.05.06.0焊接電流（A）1001301602102202702603004、碳弧氣刨工藝參數(shù)參考值碳棒直徑（mm）電弧長度（mm）氣體壓力（MPa）電流（A）6130.40.52303008130.50.62803505、焊接坡口形式及焊縫層數(shù)與道數(shù) 焊接層數(shù)的每層厚度約等于焊條直徑時生產(chǎn)率較高，也較易操作。每層厚度過大對焊縫金屬塑性有影響，焊層厚度不宜超過45mm，焊道寬度宜為焊條直徑的24倍。多層焊施焊時，焊道厚度取值范圍為0.81.2倍焊條直徑，焊道寬度不宜大于兩倍的焊條直徑，各層焊道施焊時要方向

12、相反，并將焊縫接頭相互錯開，本結(jié)構(gòu)焊接層數(shù)確定為47層。5.1 板材拼接焊縫（安裝焊縫），取16 mm、20 mm兩種采用X型坡口，用手弧焊3.2mm焊條打底和封底，用CO2氣保焊填充，蓋面用手弧焊56mm焊條蓋面，或打底、封底、填充、蓋面均用CO2氣保焊，焊縫按板厚所設層數(shù)及道數(shù)如下圖所示。 現(xiàn)場安裝板材對接縫，處于橫焊、立焊及仰焊位置，宜采用單面焊雙面成形工藝。5.2底板、頂板分別與腹板的全熔透坡口角焊縫，可采用腹板開K型坡口；如采用單面焊雙面成形工藝，則箱梁內(nèi)側(cè)點設厚4mm、寬3040mm的墊板，坡口型式如下圖所示： 焊縫平焊焊位采用氣保焊或手弧焊打底，氣保焊填充，用手弧焊蓋面；橫焊焊位

13、采用氣保焊打底，填充，用手弧焊蓋面。焊縫的層數(shù)與道數(shù)最終以焊接試驗來確定。六、焊接過程工藝控制1、焊前準備：1.1 焊件的清理：焊件接頭坡口焊縫兩側(cè)各50mm寬的鐵銹、油污、漆、水分等雜質(zhì)應清除干凈。1.2 焊件的預熱及焊接材料的烘干要求 本結(jié)構(gòu)所用Q345qD鋼材在常溫下施焊時，板厚t <25mm，不須預熱。施工環(huán)境溫度低于0時，可根據(jù)焊接試驗來確定焊件的預熱溫度。 焊接材料必須按要求烘干，施焊時隨用隨取。施焊時用剩的焊條需送回烘箱，在次日使用前應再次烘干，受潮的焊條不應使用。烘干后的低氫型焊條應緩冷放置于110120的保溫箱中存放待用；使用時應放入焊工隨身攜帶的保溫筒內(nèi)保溫。焊條的烘

14、干工藝參數(shù)見下表：焊條再烘干工藝參數(shù)焊條牌號再烘干工藝參數(shù)及條件溫度/C時間/min烘后允許存放時間/h允許重復烘干次數(shù)J507RH350380901204 焊條烘干裝置及保溫裝置的加熱、測溫、控溫性能應符合使用要求；CO2氣保焊所用的CO2氣瓶必須裝有預熱干燥器。 焊絲的烘焙及保管要求見其使用說明。1.3 坡口的加工及清理板材的對接縫可設X型坡口，箱梁安裝對接縫可設雙邊Y型坡口。用火焰切割(氧-乙炔)配合角磨機磨削按圖紙所示進行坡口的切割成形加工。切割面質(zhì)量應符合國家現(xiàn)行標準 <熱切割、氣割質(zhì)量和尺寸偏差>(ZBJ-59002.3) 和圖紙設計要求中的相應規(guī)定。2、施焊過程控制2

15、.1 定位焊縫是構(gòu)件正式焊縫的組成部分，在正式焊接前，要將其前后兩端打磨成緩坡形。2.2 施焊前，焊工應檢查焊接部位的組裝和表面清理的質(zhì)量，如不符合要求，應修磨補焊合格后方能施焊。要嚴格按照規(guī)范要求清理坡口兩側(cè)的鐵銹、油污、漆、水分等雜質(zhì)；焊接過程中要嚴格清理層間焊道。2.3 嚴禁在焊縫以外的母材上打火、引??；嚴禁在接頭間隙中填塞焊條頭、鐵塊等雜物。2.4操作時注意引弧與熄弧手法，采用轉(zhuǎn)圈或回焊收尾法等方法收弧；施焊時要注意焊道的接頭及收弧質(zhì)量，避免產(chǎn)生氣孔、弧坑裂紋等焊縫質(zhì)量缺陷，保證焊縫獲得良好外形。2.5 箱梁的頂板、底板及腹板間的T型接頭、角接接頭和對接接頭的主焊縫兩端，焊接時須加引弧

16、板與熄弧板，板的材質(zhì)應與被焊母材(焊件)材質(zhì)相同，厚度應與焊件板厚相同；在進行坡口焊接時，引弧板與熄弧板也要開設與被焊焊縫坡口形式相同的坡口。在采用手弧焊時，焊縫引出長度應大于25mm，引弧板和熄弧板的寬度應大于50mm，長度宜為板厚的1.5倍且不小于30mm；采用自動焊時，焊縫引出長度應大于80mm，引弧板和熄弧板的寬度應大于80mm，長度宜為板厚的2倍且不小于100mm。2.6 不同板厚的鋼板對接：單側(cè)厚度差大于2mm的不同厚度的鋼板對接，應將較厚板的一面加工成斜坡，其坡度應小于或等于1 : 8。2.7 箱梁頂、底板與腹板間的外側(cè)角焊縫施焊時，由兩名或四名焊工對稱施焊，采用跳焊法或分段退焊

17、法進行焊接，所采用的焊接工藝參數(shù)要基本一致，在焊接過程中，若發(fā)現(xiàn)焊腳相同但一側(cè)焊速明顯較快時，焊工班長或現(xiàn)場技術人員應即時做出調(diào)整，必要時可將焊工對換施焊。2.8 多層焊施焊時，焊縫由下往上逐層堆焊，注意控制層間溫度，一般應控制在100150左右。為防止降溫過快產(chǎn)生缺陷，原則上焊縫連續(xù)一次焊完，不得中斷。如施焊中斷空時較長時，在重新施焊前，應仔細清渣，檢查焊縫有否缺陷，如有缺陷，按要求處理合格后，方可重新預熱后進行焊接。2.9 施焊順序控制： 原則上先焊縱向的長焊縫后焊橫焊縫；先焊立角焊縫后焊平角焊縫，以利焊縫收縮，減小應力。 主焊縫施焊順序：箱梁橫隔板與頂板、底板、腹板間的焊縫箱梁底板與腹板間焊縫 箱梁頂板與腹板間的焊縫2.7.3箱梁外側(cè)四條主焊縫如采用背面清根施焊，則焊接順序宜為：外側(cè)打底內(nèi)側(cè)清根封底外側(cè)填充及蓋面，應盡量采用四名焊工對稱施焊。3.0陽泉市年均氣溫一般812，其中9月份月均氣溫19，10月份月均氣溫 12 ?，F(xiàn)場構(gòu)件安裝焊縫合