钢箱梁焊接方案

1、武汉市东湖新技术开发区珞瑜路虹景立交钢箱梁焊接工艺评定中建三局第二建设工程有限责任公司二零一四年四月目录一、工程概况 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、试件接头形式及焊接方法和材料 4四、试件母材准备 12五、试件焊接 135.1 、焊接工艺参数 135.2 、焊接工艺措施 13六、试件焊缝检验 156.1 、焊接接头性能试验 166.2 、焊钉实验项目及方法 166.3 、实验结果要求及判定 17一、工程概况珞瑜路与光谷大道是武汉城区两大城市主干道，珞瑜路横向连接 鲁巷广场与森林公园，光谷大道纵向贯通关东、关南开发区，是武昌 地区交通最为繁忙的两条道

2、路。珞瑜路虹景立交工程主要分为东西向 珞瑜路段及南北段光谷大道至喻家湖路段。本次项目设计主要为东西向珞瑜路段。珞瑜路采用高架桥形式上跨光谷大道（喻家湖路），珞瑜路高架桥全长358.08米，其中第二联为40m+50m+39连续钢箱梁 桥，标准段宽31米。钢箱梁梁高2.1m，箱梁两侧分别绕设计高程点旋转形成桥面双 向坡，箱梁顶、底板平行。钢箱梁截面为单箱 7室结构（见如下示意 图），顶、底板采用厚度16mn钢板，腹板厚20mm纵肋厚10 16mm U形肋厚8mm横隔板为空心结构、厚度14mm悬臂隔板厚度16mm 悬臂底板厚16mm并设置6mn厚装饰板。面板顶部均布19X 60剪力 钉（圆柱头焊钉）

3、。钢箱梁主结构钢材采用Q345qd和Q370qd需满足桥梁用结构 钢（GB/T 714-2008）标准。圆柱头焊钉设计用料材质 ML15规格为© 19X 60mm焊钉的尺 寸、化学成分、机械性能应符合电弧螺柱焊用圆柱头焊钉（GB/T10433-2002)规定。Q345qD钢的化学成分如表1所示：Q345qD!冈的化学成分(GB/T 714-2008) (表 1)牌号CSiMnSPNbVTiCrNiCuMoNAlsQ345w0.90wwwwwwwwwwqD0.0..00.018551.702025060803805055201215Q345qD

4、钢的力学性能如表2所示：Q345qDl冈的力学性能(GB/T 714-2008)(表 2)牌号下屈服强度Rel/MPa抗拉强度Rm/MPa断后伸长率A/%-20 C时的冲击功KWJQ345qD> 345> 490> 20> 47Q370qD钢的化学成分如表3所示：Q370qD!冈的化学成分(GB/T 714-2008)(表 3)牌号CSiMnSPNbVTiCrNiCuMoNAlsQ370ww1.00wwwwwwwwwwqD0.0..00.018551.702025060803805055201215Q370qD钢的力学性能如表4

5、所示：Q370qDl冈的力学性能(GB/T 714-2008)(表 4)牌号下屈服强度Rel/MPa抗拉强度Rm/MPa断后伸长率A/%-20 C时的冲击功 KV/JQ370qD> 370> 510> 20> 47焊钉材料及机械性能如表5所示：焊钉材料及机械性能(GB/T 10433-2002) (表5)材料标准机械性能ML15GB/T 64782(T b > 400N/mm2(T s > 320N/mmS 5 > 14%根据设计文件和公路桥涵施工技术规范(JTG/T F50-2011 )的要求，钢箱梁结构施工前必须进行焊接工艺评定试验。二、焊接方法及

6、焊接材料2.1、焊接方法根据设计要求及本产品的实际制造情况， 拟采用埋弧自动焊、CQ 气体保护焊及电弧螺柱焊完成本项目钢结构的焊接工作。埋弧自动焊用于工厂制造时顶板、底板和腹板的对接焊缝。CQ气体保护焊用于埋弧自动焊前的打底焊接和厂内制造及现场安装的所有焊接。电弧螺柱焊用于圆柱头焊钉的焊接。2.2、焊接材料(1)埋弧自动焊采用H08MnA© 4mm焊丝，配SJ101焊剂，焊材应满足埋弧 焊用低合金钢焊丝和焊剂(GB/T 12470-2003 )的要求。埋弧焊丝H08MnA勺化学成分如表6所示：H08MnA勺化学成分(GB/T 12470-2003)(表 6)牌号化学成份CMnSiCr

7、NiCuSP%H08 MnA< 0.100.80 1.10< 0.07w 0.20w 0.30w 0.20w 0.030w 0.030埋弧焊丝力学性能复验结果不得低于母材标准值(2) CQ气体保护焊药芯焊丝CO气体保护焊采用药芯焊丝 E501T-1 (© 1.2mm)；实 芯焊丝CQ气体保护焊采用实芯焊丝 ER50-6(© 1.2mm,保护气体CO 的纯度99.5% (体积法)，其含水量不大于0.005% (重量法)。瓶装 气体的瓶内压力不低于1Mpa焊丝熔敷金属化学成份和力学性能应符合碳钢药芯焊丝(GB/T 10045-2001 )和气体保护电弧焊用碳钢、低合

8、金钢焊丝(GB/T 8110-2008 )的要求。CO气体保护焊焊丝化学成份、熔敷金属力学性能如表7、表8所示：E501T-1焊丝化学成份、熔敷金属力学性能(GB/T 10045-2001)(表7)牌号化学成份力学性能CMnSiSPCrMoRmRelA-20 CAkv%MPaMPa%JE501T-10.181.75w0.90w0.03w0.03w0.20w0.3048040022> 27ER50-6焊丝化学成份、熔敷金属力学性能(GB/T 8110-2008)(表8)牌号化学成份力学性能CMnSiSPCrMoRmRelA-30CAkv%MPaMPa%J0.06 1.40 0.80 www

9、wER50-60.151.851.150.0250.0250.150.155004202227三、试件接头形式及焊接方法和材料试件 1: Q345qD+Q345qDt=16+16 (16X 150X 600, 2 件)。焊接位置：平焊对接。焊接方法：实芯焊丝CQ气体保护焊打底，埋弧自动焊填充、盖面。焊接材料：ER50-6 ( 1.2 焊丝)/H08MnA(© 4.0 焊丝)+ SJ101(烧结焊剂)。适用于顶板、底板和腹板的厂内对接。试验接头坡口 形式见下图：试件 2: Q370qD+Q370qDt=45+45 (45X 150X400, 2 件)。焊接位置：立焊对接。焊接方法：药芯

10、焊丝CO气体保护焊。焊接材料：E501T-1 (© 1.2焊丝)。适用于封端板的现场对接。试验 接头坡口形式见下图：试件 3： Q345qD+Q345qDt=16+16 (16X 150X 400, 2 件)。焊接位置：平焊对接。焊接方法：药芯焊丝CO气体保护焊。焊接材料：E501T-1 (0 1.2焊丝)。适用于顶板和底板的现场对接试验接头坡口形式见下图：试件 4: Q345qD+Q345qDt=20+20 (20X 150X400, 2 件)。焊接位置：立焊对接。焊接方法：药芯焊丝CO气体保护焊。焊接材料：E501T-1 (© 1.2焊丝)。适用于腹板的现场对接。试验接

11、 头坡口形式见下图：试件 5： Q345qD+Q345qDt=20+16 (20X 150X 400, 1 件；16X 150X 400, 1 件)。焊接位置：平焊角接。焊接方法：实芯焊丝CQ气体保护焊。焊接材料：ER50-6 (© 1.2焊丝)。适用于腹板与底板的厂内焊接。试验接头坡口形式见下图：试件 6: Q345qD+Q345qDt=20+16 (20X 150X 400, 1 件；16X 150X 400, 1 件) 焊接位置：仰焊角接。焊接方法：实芯焊丝CQ气体保护焊。焊接材料：ER50-6 （© 1.2焊丝）。适用于腹板与顶板的厂内焊接。试验接头坡口形式见下图：

12、试件 7： Q345qD+Q345qD=8+16 （8X 150X 400, 1 件;16X 150X 400,1件）。焊接位置：平焊角接。焊接方法：实芯焊丝CO气体保护焊。焊接材料：ER50-6 （© 1.2焊丝）。适用于U肋的厂内焊接。试验接头坡口形式见下图:试件 8: Q345qD+Q345qDt=14+16 （14X 150X 400, 1 件；16X 150X 400, 1 件）。焊接位置：平焊角接。焊接方法：实芯焊丝CQ气体保护焊。焊接材料：ER50-6 （© 1.2焊丝）。适用于标准段横隔板与底板，纵肋的厂内焊接。试验接头形式见下图：试件 9： Q345qD+

13、Q345qDt=14+16 (14X 150X 400, 1 件；16X 150X 400, 1 件)。焊接位置：立焊角接。焊接方法:实芯焊丝CQ气体保护焊。焊接材料:ER50-6 （© 1.2焊丝）。适用于标准段横隔板与腹板，竖肋的厂内焊接。试验接头形式见下图:试件 10: Q345qD+Q345qDt=14+16 (14X 150X400, 1 件；16X 150X 400, 1 件)。焊接位置：仰焊角接。焊接方法：实芯焊丝CQ气体保护焊。焊接材料：ER50-6 (© 1.2焊丝)。适用于标准段横隔板与顶板的厂内焊接。试验接头形式见下图：试件 11： Q345qD+Q3

14、45qDt=14+16 (14X 150X400, 1 件；16X 150X 400, 1 件)。焊接位置：立焊角接。焊接方法：药芯焊丝CO气体保护焊。焊接材料：E501T-1 (0 1.2焊丝)。适用于标准段横隔板与腹板的现场焊接。试验接头形式见下图：试件12：Q345qD+Q345qDt=16+16 (16X 150X 400, 2 件)。焊接位置:平焊角接。焊接方法:实芯焊丝CQ气体保护焊。焊接材料:ER50-6 （© 1.2焊丝）。适用于桥墩处横隔板与底板的厂内焊接。试验接头形式见下图:试件 13: Q345qD+Q345qDt=16+16 （16X 150X400, 2 件

15、）。焊接位置：立焊角接。焊接方法：实芯焊丝CO气体保护焊。焊接材料：ER50-6 （© 1.2焊丝）。适用于桥墩处横隔板与腹板的厂 内焊接。试验接头形式见下图：试件14：Q345qD+Q345qDt=16+16 (16X 150X 400, 2 件)。焊接位置:仰焊角接。焊接方法:实芯焊丝CO气体保护焊。焊接材料:ER50-6 （© 1.2焊丝）。适用于桥墩处横隔板与顶板的厂内焊接。试验接头形式见下图:试件 15: Q345qD+Q345qDt=16+16 （16X 150X400, 2 件）。焊接位置：立焊角接。焊接方法：药芯焊丝CQ气体保护焊。焊接材料：E501T-1

16、（© 1.2焊丝）。适用于桥墩处横隔板与腹板的现场焊接。试验接头形式见下图：试件 16: Q345qD 5 16 钢+ML15 © 19X 60 焊钉（16X 100X 100, 1 件;© 19X 60焊钉1个），制作2组20件，其中一组10件用于拉伸试验， 一组10件用于弯曲试验焊接方法：电弧螺柱焊。试验接头形式见下图：四、试件母材准备（1）试件材料选用本结构设计用料 Q345qD和 Q370qD试件下 料前，应收集核查钢材的炉批号及相应的质量证明书， 并根据材质标 准对所用材料进行化学成分及机械性能复验，复验结果应满足桥梁用结构钢（GB/T 714-2008

17、 ）的要求。（2）试件坡口采用机械加工的方法制备，组装前，焊接区母材表面作除锈、除尘处理。（3）试件组装，两端安装引/熄弧板。五、试件焊接5.1、焊接工艺参数本工程拟用焊接方法和焊接参数如表9所示:各种焊接方法应采用的焊接工艺参数（表9）焊接方法焊材规格焊接位 置焊接电流电弧电压焊道厚度（焊接速 度）气体流量（l/min ）CQ气体保护 焊 1.2mm平焊220260 A28 30 V46 mm/道15 20CQ气体保护 焊 1.2mm立焊140180 A24 26 V46 mm/道15 20CQ气体保护 焊 1.2mm仰焊140180 A24 26 V46 mm/道15 20埋弧自动焊 4.

18、0mm平焊500600A30 32V32 36 cm/min线能量：3133kJ/cm电弧螺柱焊焊接电流15001600A焊接时间0.7 0.8s5.2、焊接工艺措施521、埋弧自动焊及CQ气体保护焊（1）各种焊丝表面的镀铜应均匀致密，焊丝表面应无锈蚀和油 污。（2）焊剂中不允许混入熔渣和杂物，重复使用的焊剂应用钢丝 网筛过滤。（3）焊剂必须按表10的规定烘干使用。焊剂（SJ101 ）的烘干温度及保温时间（表10）焊接材料烘干温度保温时间保存温度说明焊剂300350 C2h100150C焊材从保温箱中取出 4h以上应重新烘干， 焊剂随用随取。(4) 焊工(包括定位焊)，必须有焊接资格证书，且只

19、能从事焊 工资格认定范围内的工作。(5) 焊接前应检查并确认所使用的设备工作状态正常，仪表工 具良好、齐全可靠，方可施焊。(6) 施焊应严格执行焊接工艺，焊工应按照焊接试验作业指导 书进行作业，不得随意变更参数。(7) 焊接工作宜在室内进行，施焊时，环境温度不应低于 5C, 空气相对湿度不应高于80%环境温度低于5C时，原不要求预热的 接头应进行预热处理，预热温度 80100 C。相对湿度高于80%寸， 焊前应用烤枪对焊区进行烘烤除湿，焊剂在空气中暴露时间不宜超过2小时。室外作业时，宜在晴天进行，遇到风雨时，应设挡风板和遮 雨棚。(8) 焊接选用直流电源，采用反极性连结(即试件接负极)。(9)

20、 焊接前清除焊接区的锈尘。多道焊时应将前道熔渣清除干 净，并经检查确认无裂纹等缺陷后再继续施焊。(10) 焊接尽量采用多道焊，手工焊接时，焊条作适当横向摆动。(11) 试件加工及组装，其坡口角度、钝边尺寸和组装间隙应满 足试件图要求，并做好检测记录。(12) 焊接时应做好过程记录。、电弧螺柱焊(1) 焊接采用直流正接，即焊枪接焊接电源的负极，工件接正 极；(2) 焊接前清除圆柱头焊钉头部及钢板待焊部位(大于2 倍圆柱头焊钉直径)的铁锈、氧化皮、油污、水分等有害物，使钢板表面 显露出金属光泽；(3) 受潮的瓷环在使用前应在150C的烘箱中烘干2h;( 4)圆柱头焊钉应平位施焊，在焊缝金属完全凝固

21、前不得移动 焊枪;(5)焊接环境温度0C,相对湿度W 80%( 6)焊接时应做好过程记录。六、试件焊缝检验焊缝检验标准执行公路桥涵施工技术规范 ( JTG/T F50-2011 ) 和设计文件要求。所有试件焊接后均经焊缝外观检查和内部超声波探伤。 焊缝外观 成型应良好，无气孔、夹碴、咬边、尺寸不足等缺陷。焊接完成 24 小时后做超声波探伤检验， 超声波按公路桥涵施工技术规范( JTG/T F50-2011 )规定检测，对接焊缝质量等级应达到I级， T型接头熔透 角焊缝质量等级应达到I级，角焊缝质量等级应达到H级。圆柱头焊钉焊接后应获得完整的 360°周边焊缝。圆柱头焊钉焊 缝的宽度、

22、高度等尺寸应满足： 焊缝沿圆柱头焊钉轴线方向的平均高 度hm应不小于0.2d ;最小高度hmin应不小于0.15d ;在钢板侧焊趾的 平均直径和应不小于1.25d （d为圆柱头焊钉直径）。6.1、焊接接头性能试验焊接接头试验项目如表11所示：接头焊接试验项目（表11）试件型式试验项目试样数量试验方法对接接头试件接头拉伸（拉板） 试验1件GB/T2651-2008焊缝金属拉伸试 验1件GB/T2652-2008接头弯曲试验1件（弯曲角a =180）GB/T2653-2008低温冲击试验6件（缺口开在焊缝中心及熔合线外1.0mm或 0.5mm处各 3 件）GB/T2650-2008接头硬度试验1件GB/T2654-2008宏观断面酸蚀试 验1件GB/T 226-1991T型接头熔透 角焊缝试件焊缝金属拉伸试 验1件GB/T2652-2008接头硬度试验1件GB/T2654-2008宏观断面酸蚀试 验1件GB/T 226-1991T型接头角焊 缝试件焊缝金属拉伸试 验1件GB/T2652-20