焊接实用工艺评定方案设计

1、苏州宝带东路跨运河钢桁梁制造焊接工艺评定方案（修订）编制:复核:审核:批准:中铁九桥工程有限公司2013年09月一、总则苏州宝带东路跨运河钢桁梁主体结构采用 Q345qDi冈材制造。各结构 中存在多种不同规格的对接、熔透或坡口角接及 T 型角接接头，根据钢 梁的设计图纸及相关技术文件要求，结合全桥钢梁的结构形式，我们根 据公路桥涵施工技术规范 (JTG/T F50-2011 )附录 F1 的相关规定， 从各种形式接头所有的板厚规格中选择有代表性的板厚组合进行焊接工 艺评定试验(以下简称试验) 。二、接头选择 结合各部分结构形式，我们整理了结构中存在的各种不同板厚、不 同焊接方法和不同施焊工位的

2、各类主要对接、熔透或坡口角接及 T 型角 接接头, 详见附表：苏州宝带桥全桥主要接头形式表 。并从所有的接 头形式中选择了 33组有代表性和针对性的板厚和接头组合进行焊接工艺 评定试验：其中包括 14组对接接头， 10组熔透角接接头， 5组坡口角接 接头和4组T型角接接头。三、试验材料和焊接设备1、母材 本次试验用钢板包括厚度为 8mm、12mm、20mm、25mm、30mm、35mm、 40mm 50mm 55mm勺Q345qD材质钢板。符合 GB/T714-2008的技术要求。试板规格：对接接头：150 X 800角接接头：150 X 6002 、焊接材料2.1 埋弧自动焊： 上下弦杆件节

3、点板对接焊缝、箱型杆件棱角焊缝箱体外部采用H08Mn2E( © 5.0 )焊丝，配合 SJ101q焊剂。丝，配合SJ101q焊剂。工型腹杆、桥面系T型横梁主焊缝采用H08Mn( © 5.0 )焊丝，配 合SJ101q焊剂。2.2 CO2气体保护焊： 上下弦杆件腹杆接头板、横梁接头板焊缝采用药芯焊丝E501T-1(© 1.2 )焊接。 上层桥面U肋焊缝采用药芯焊丝E501T-1 (© 1.2 )焊接，下层桥 面纵向板肋焊缝采用实芯焊丝 ER50-6(© 1.2 )焊接；弦杆、腹杆纵向加 劲肋采用实芯焊丝ER50-6 (© 1.2 )焊接

4、。 桁片制造腹杆与上下弦杆件之间的对接焊缝采用药芯焊丝 E501T-1 (© 1.2)焊接。 桥面板对接焊缝打底层焊接采用实芯焊丝 ER50-6 (© 1.2 );横梁 腹板、底板与上下弦杆工地连接焊缝采用药芯焊丝 E501T-1 (© 1.2 )焊 接；上下弦杆件之间工地对接焊缝采用药芯焊丝 E501T-1 (© 1.2 )焊接。 各类连接角焊缝平位采用实芯焊丝ER50-6 (© 1.2 )焊接，立、仰位采用药芯焊丝E501T-1 (© 1.2 )焊接。2.3焊条电弧焊：用于定位焊。采用焊条 E5015 (© 3.2 )。

5、以上选用焊材除H08Mn2采用专用技术条件外，其余均符合以下国家标准的规定：焊材名称标准名称标准号埋弧焊丝熔化焊用钢丝GB/T14957-94埋弧焊剂埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂GB/T12470-2003CO实芯焊丝气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝GB/T8110-2008CO药芯焊丝碳钢药芯焊丝GB/T10045-2001焊条碳钢焊条GB/T5117-19953、焊接设备埋弧自动焊：ZD5- 1000型自动埋弧焊机气体保护焊：KR500型气体保护焊机焊条电弧焊：SS630硅整流焊机四、焊接检验及力学性能试验1、焊缝外观质量应符合JTG/T F50-2011中表的规定。2、焊缝外观质量检查合

6、格后进行无损检测。对接焊缝和全熔透角焊 缝应沿焊缝全长进行超声波探伤，质量等级为I级；坡口角焊缝进行超 声波探伤，质量等级为H级；L肋焊缝进行磁粉探伤，质量等级为H级。3、焊缝接头力学性能的要求3.1拉伸试验结果（屈服强度、抗拉强度、延伸率）不低于母材标准 值（见下表）时，判为合格；当试验结果低于母材标准值时，允许从同 一试件上再取一个试样重新试验，若重新试验的结果不低于母材标准值， 则仍可判为合格，否则判为不合格。材质板厚范围（mm）ReL(MPa)Rn(MPa)A(%)Q345qD< 50> 345> 490> 20>50100> 335> 490

7、> 213.2焊缝V型缺口低温（-20 C）冲击功不低于47J。若冲击试验的 每一组（3个）试样试验结果的平均值不低于规定值，且任一试验结果不 低于0.7倍的规定值，则判为合格；当试验结果未满足上述要求，允许 从同一试件上再取一组（3个）附加试样重新试验，若总计6个试验结果 的平均值不低于规定值，且低于规定值的试验结果不多于3个（其中，不得有2个以上的试验结果低于0.7倍的规定值，也不得有任一试验结果低于0.5倍的规定值），贝卩可仍判为合格，否则，判为不合格。3.3对接接头弯曲180°,试样受拉面没有裂纹，或仅在棱角处有撕裂且裂纹长度不大于3mm时，判为合格；当试验结果未满足上

8、述要求， 则允许从同一试件上再取一个试样重新试验，若试验结果满足上述要求， 则仍判为合格，否则，判为不合格。3.4接头硬度不大于HV35Q4、力学性能试验项目及试样数量（个） 对接接头力学性能试验项目、试样数量见表 1。 全熔透角焊缝、坡口角焊缝、T形接头角焊缝力学性能试验项目及 试样数量见表2。表1对接接头力学性能试验内容、试样数量表试件型式试验项目试验 数量试验方法对接焊缝接头拉伸试验1按焊接接头机械 性能试验方法GB2649- 2654; 侧弯时板厚SW16m时，d=2a,板 厚S >16m时, d=3a。焊缝金属拉伸试验1接头侧弯试验（a =180° d=2a,3a）1

9、焊缝金属和热影响区V型缺口低温冲 击试验各3接头硬度试验1表2角接接头力学性能试验项目、试样数量表试件型式试验项目试验数量试验方法全熔透角焊缝焊缝金属拉伸试验1焊接接头机械性能试 验方法GB2649- 2654的规定进行焊缝金属和热影响区V型缺 口低温冲击试验各3接头硬度试验1坡口角焊缝、T 形接头角焊缝焊缝金属拉伸试验1接头硬度试验15、每一组试板进行一次宏观断面酸蚀试验，试验方法应符合钢的低倍组织及缺陷酸蚀试验方法(GB226的规定五、剪力钉焊接工艺评定-9-013*601、试验用材料剪力钉：ML15 13X 60钢材：Q345qD 12X 400X 4002、剪力钉布置如右图所示： 3、

10、剪力钉焊接：采用专用 RSN-3000型剪力钉焊机，指导性参数如伸出长度(mm)提升高度(mm)焊接时间(s)焊接电流(A)52.51.010004、焊缝要求及试验项目：焊缝挤出焊脚均匀饱满，外观质量合格4.1拉力试验(3根)：当拉力载荷达到55.86KN时，不得断裂；继 续增大载荷直至拉断，断裂不发生在焊缝和热影响区内。4.2弯曲试验(3根)：用手锤打击焊钉试件头部，使其弯曲 30 在试件的焊缝和热影响区不应产生肉眼可见的裂缝。六、焊接工艺评定报告的内容1、母材和焊接材料的型(牌)号、规格、化学成分和力学性能等。2、试板图。3、试件的焊接条件及施焊工艺参数。4、焊缝外观及探伤检验结果。5、力

11、学性能试验及宏观断面酸蚀试验结果。6、结论。苏州宝带桥焊接工艺评定试验项目（一）对接焊缝编号板厚组合坡口形式代表焊缝 （接头表中序号）备注SD120+35埋弧自动焊（平位）H08 Mn 2E（ 5.0）+SJ101q参数：650-700A 28-30V 24m/h上下弦节点板对接（1、9）反面气刨清根熔透SD250+55埋弧自动焊（平位）H08 Mn 2E（ 5.0）+SJ101q参数：650-700A 28-30V 24m/h上下弦节点板对接（9）反面气刨 清根熔透SD312+12气体保护焊打底，埋弧自动焊填充盖面（平位）气体保护焊丝：ER50-6（1.2）+CO 2参数：230-250A

12、23-25V埋弧焊材：H08Mn2E 5.0）+SJ101q参数：650-700A 28-30V 24m/h上下层桥面板对接（39）反面贴陶质衬垫单面焊双面成型SD412+12气体保护焊打底，埋弧自动焊填充盖面（平位）气体保护焊丝：ER50-6（1.2）+CO 2参数：230-250A 23-25V埋弧焊材：H08Mn2E 5.0）+SJ101q参数：650-700A 28-30V 24m/h桥面板大间隙对接（39）反面贴陶质衬垫单面焊双面成型SD540+55气体保护焊（平+仰位）E501T-1（ 1.2） + CO 2 平位：250-280A 28-30V 仰位：200-220A 20-25

13、V桁片对接（20）仰位焊接 后在平位 气刨清根熔透SD640+40气体保护焊（立位）E501T-1（ 1.2） +CO 2 参数：200-220A 20-25V桁片对接、横梁腹板对反面气刨 清根熔透SD712+12气体保护焊（立位）E501T-1（ 1.2） +CO 2 参数：200-220A 20-25V（21、 44）横梁腹板与弦杆对接反面贴陶质衬垫单面焊双面成型编号板厚组合坡口形式备注SD812+12气体保护焊（平位）E501T-1（ 1.2） + CO 2 参数：250-280A 28-30V横梁底板与弦杆对接（43）反面贴陶 质衬垫单 面焊双面成型SD920+20气体保护焊（平位）E

14、501T-1（ 1.2） + CO 2 参数：250-280A 28-30V横梁底板与 弦杆对接、 弦杆桥位对接（41、38）反面贴陶 质衬垫单 面焊双面成型SD1050+50气体保护焊（平位）E501T-1（ 1.2） + CO 2 参数：250-280A 28-30VW5（E5）节段下弦杆与横梁对接(45)反面贴陶质衬垫单面焊双面成型SD11 20+35气体保护焊（立位）E501T-1（ 1.2） +CO 2 参数：200-220A 20-25V弦杆桥位对接、横梁腹板与弦杆对接（38、 40）反面贴陶 质衬垫单 面焊双面成型SD12 20+20气体保护焊（仰位）E501T-1（ 1.2）

15、+CO 2 参数：200-220A 20-25V弦杆桥位对接（38）反面贴陶 质衬垫单 面焊双面成型SD1320+205矿才5 %(1251z 严1 I-气体保护焊（平位）E501T-1（ 1.2） + CO 2 参数：250-280A 28-30V弦杆桥位大间隙对接(38)反面贴陶 质衬垫单 面焊双面成型SD148+8气体保护焊（仰位）E501T-1（ 1.2） +CO 2 参数：200-220A 20-25VU肋嵌补段对接（46）反面加钢衬垫单面焊双面成型编号SR1SR2（二）角焊缝板厚组合20+3520+35代表焊缝坡口形式（接头表中序号）备注气体保护焊（平角位）E501T-1（ 1.2

16、） + CO 2 参数：250-280A 28-30V先填充焊接面坡口， 在面气刨清根熔透气体保护焊+埋弧自动焊（平角位）气体保护焊丝：E501T-1（1.2） + CO 2参数：250-280A 28-30V埋弧焊材：H08M n2E（ 5.0）+SJ101q参数：650-700A 28-30V 24m/h气体保护焊+埋弧自动焊（平角位）气体保护焊丝：E501T-1（1.2） + CO 2参数：250-280A 28-30V埋弧焊材：H08M n2E（ 5.0）+SJ101q参数：650-700A 28-30V 24m/h上下弦杆主焊缝（5、6、13、14）气体保护焊+埋弧自动焊（平角位）气

17、体保护焊丝：E501T-1（1.2） + CO 2参数：250-280A 28-30V埋弧焊材：H08M n2E（ 5.0）+SJ101q参数：650-700A 28-30V 24m/h先在面侧 焊接2道贴 角焊缝，在 面气刨后 采用埋弧自 动焊焊接， 熔透先采用气体 保护焊焊接 面坡口， 在面气刨 后采用埋弧 自动焊焊 接，熔透先在面侧 焊接2道贴 角焊缝，在 面气刨后 采用埋弧自 动焊焊接， 熔透SR512+35气体保护焊（平角位）E501T-1（ 1.2） + CO 2 参数：250-280A 28-30V上弦杆横 梁接头焊 缝（15）气刨清根熔透气体保护焊+埋弧自动焊（平角位）气体保护

18、焊丝：E501T-1（1.2） + CO 2参数：250-280A 28-30V埋弧焊材：H08M n2E（ 5.0）+SJ101q参数：650-700A 28-30V 24m/hW5（E5）下弦杆中横梁主焊缝（28）先采用气体 保护焊焊接 面坡口，在面气刨 后采用埋弧 自动焊焊 接，熔透编号板厚组合坡口形式备注SR740+55气体保护焊（立角位）E50仃-1（ 1.2） +CO 2 参数：200-220A 20-25V支墩处横梁接头焊缝（4、8、29）气刨清根熔透SR812+30埋弧自动焊（平角位）焊材：H08MnA 5.0）+SJ101q参数：650-700A 28-30V 24m/h气刨

19、清根熔透SR9 12+30气体保护焊（仰角位）E50仃-1（ 1.2） +CO 2 参数：200-220A 20-25VSR1025+30SP130+30上层桥面系横梁腹板与底板、桥面板间焊缝（15、34、35）气刨清根熔透1111气体保护焊（平角位）E501T-1（ 1.2） + CO 2 参数：250-280A 28-30V气刨清根熔透埋弧自动焊（平角位）焊材：H08MnA 5.0）+SJ101q参数：650-700A 28-30V 24m/h腹杆主焊缝（18、19）气体保护焊（立角位）E50仃-1（ 1.2） +CO 2 参数：200-220A 20-25V气体保护焊（平角位）ER50-

20、6（ 1.2） + CO 2参数：250-280A 28-30V弦杆上腹杆接头板焊缝（7、12）纵向加劲焊缝（2、10、16、17、27）编号板厚组合坡口形式焊接方法（工位） 焊接材料 焊接工艺参数代表焊缝 （接头表 中序号）备注SP48+12a气体保护焊（船型位）E50仃-1（ 1.2） +CO 2 参数：230-250A 23-25V 30-40cm/minU肋角焊缝（33）SP58+12A '* 气体保护焊（仰角位）E50仃-1（ 1.2） +CO 2 参数：200-220A 20-25VU肋嵌补段 角焊缝（47）ST112+20_A=,埋弧自动焊（船型位）焊材：H08MnA 5

21、.0）+SJ101q 参数：650-700A 28-30V 24m/h下层桥面 横梁腹板 与底板焊缝（23）ST212+20 =气体保护焊（平位）ER50-6（ 1.2） + CO 2 参数：250-280A 28-30V各类角焊 缝（3、11、 2226、 30、31、32、36、37）ST312+201 ;=1气体保护焊（立位）E50仃-1（ 1.2） +CO 2 参数：200-220A 20-25V各类角焊缝（3、11、2226、 30、31、32、36、37）ST412+20:= LCI气体保护焊（仰位）E50仃-1（ 1.2） +CO 2 参数：200-220A 20-25V各类角焊

22、 缝（3、11、 2226、 30、31、32、36、37）附表：苏州宝带桥全桥主要接头形式表序号接头位置板厚组合图示接头类型焊接方法焊接工位备注一、下弦杆1节点板不 等厚对接30+35 20+3520+45 30+551 1:8 -|iE对接埋弧自动焊 平焊气刨清根熔 透2顶、底、腹 板上纵向 加劲t=20/30- If-J lA坡口角接气体保护焊 平角焊3横隔板角焊缝t=12/16IllAT型角接气体保护焊 平/立角焊4支墩位置 隔板及加 劲焊缝t=30/40/501J氐u 1L-Lw i Y熔透/坡 口角接气体保护焊 平/立角焊隔板二面焊 位置待定5弦杆主棱 角焊缝t1=30/20t2=

23、30/20Vrn、卜j -JL-熔透角接气体保护焊 +埋弧自动焊 平角焊节点板以外 部位6t1=30/20 t2=35/45/551l_ 1二L1 熔透角接气体保护焊 +埋弧自动焊 平角焊节点板部位11 _ _ _序号接头位置板厚组合图示接头类型焊接方法焊接工位备注7腹杆腹板 连接板及 加劲t=20/30/40坡口角接气体保护焊 平/立角焊8横梁连接 板焊缝t=40/50T vM 熔透角接气体保护焊 平/立角焊仅W5(E5)节段二、上弦杆9节点板不 等厚对接20+35 20+4550+55F1对接埋弧自动焊 平焊''sO|10顶、底、腹 板上纵向 加劲t=20_ 二、- >

24、; Iwi fty Xi 坡口角接气体保护焊 平角焊11横隔板角焊缝t=12/16/30V ( a-Fi-r%T型角接气体保护焊 平/立/仰角焊12腹杆腹板 连接板及 加劲t=20/30/40/50b 厂 IF k 飞&1 A 坡口角接气体保护焊 平/立角焊序号接头位置板厚组合图示接头类型焊接方法焊接工位备注13弦杆主棱 角焊缝t仁20/50/30t2=20/50r; V A.V ¥ 1 * b1 熔透角接气体保护焊 +埋弧自动焊 平角焊节点板以外 部位14t1=20/50 t2=35/45/55卜丿x厂、X Q Aj- *YJ AVaJA r 1r 熔透角接气体保护焊 +埋

25、弧自动焊 平角焊节点板部位15横梁连接 板焊缝t=12/20/25V c r rJ A 严 i熔透角接气体保护焊 平/立角焊三、腹杆16翼缘板、腹板上加劲t=20/3017坡口角接气体保护焊平角焊1819翼缘板与腹板间焊缝t=30/40/50坡口角接气体保护焊或埋弧自动焊平角焊序号接头位置板厚组合图示接头类型焊接方法焊接工位备注四、工厂桁片制造20腹杆翼缘 板与弦杆 节点板对接30+35 35+4040+45 40+5530+55 50+551 <1I对接气体保护焊 平+仰焊气刨清根* ) <21腹杆腹板 与弦杆腹 杆接头板 对接30+30 40+4050+50对接气体保护焊 立焊气刨清根熔蓬 、1五、下层桥面22桥面板单 元纵肋焊缝t=8t/L" *T型角接气体保护焊 平角焊23横梁主焊 缝t=10T型角接气体保护焊 或埋弧自动焊 平/仰角焊24t=161一一1kH j坡口 /T型 角接气体保护焊 或埋弧自动焊 平角焊25横梁加劲 焊缝t=8Tj1T型角接气体保护焊 平/立角焊26t=16.1'.T型角接气体保护焊 平角焊序号接头位置板厚组合图示接头类型焊接方法焊接工位备注27顶、底、腹板纵向加劲t=20/30坡口角接气体保护焊平角焊横梁腹板28与顶、底板焊缝t=40