钢箱梁焊接方案[文书借鉴]

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 二零一四年四月相关材料#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相关材料#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路。珞瑜路虹景立交工

2、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+39m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16mm钢板，腹板厚20mm，纵肋厚1016mm，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6mm厚装饰板。面板顶部均布1960剪力钉（圆柱头焊钉）。钢箱梁主结构钢材采用Q34

3、5qd 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1960mm，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/T 10433-2002)规定。Q345qD钢的化学成分如表1所示：Q345qD钢的化学成分（GB/T 714-2008） （表1）牌号CSiMnSPNbVTiCrNiCuMoNAlsQ345qD0.180.550.901.700.0200.0250.060.080.030.800.500.550.200.0120.015Q345qD钢的力学性能如表2所示：Q345qD钢的力学性能（GB/T 714-

4、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时的冲击功KV2/JQ345qD3454902047Q370qD钢的化学成分如表3所示：Q370qD钢的化学成分（GB/T 714-2008） （表3）牌号CSiMnSPNbVTiCrNiCuMoNAlsQ370qD0.180.551.001.700.0200.0250.060.080.030.800.500.550.200.0120.015Q370qD钢的力学性能如表4所示：Q370qD钢的力学性能（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/%-

5、20时的冲击功KV2/JQ370qD3705102047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 6478b400N/mm2s320N/mm2514%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、CO2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。CO2气体保护焊用于埋弧自动焊前的打底焊接和厂内制

6、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的化学成分如表6所示：H08MnA的化学成分（GB/T 12470-2003） （表6）牌号化学成份CMnSiCrNiCuSPH08MnA0.100.801.100.070.200.300.200.0300.030埋弧焊丝力学性能复验结果不得低于母材标准值。（2）CO2气体保护焊药芯焊丝CO2气体保护焊采用药芯焊丝E501T-1（1.2mm）；实芯焊丝CO2气体

7、保护焊采用实芯焊丝ER50-6（1.2mm），保护气体CO2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、低合金钢焊丝（GB/T 8110-2008）的要求。CO2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-20AkvMPaMPaJE501T-10.181.750.900.030.

8、03 0.20 0.304804002227ER50-6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-30AkvMPaMPaJER50-60.060.151.401.850.801.150.0250.025 0.15 0.155004202227三、试件接头形式及焊接方法和材料试件1：Q345qD+Q345qD，t=16+16（16150600，2件）。焊接位置：平焊对接。焊接方法：实芯焊丝CO2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

9、（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+Q370qD，t=45+45（45150400，2件）。焊接位置：立焊对接。焊接方法：药芯焊丝CO2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+Q345qD，t=16+16（16150400，2件）。焊接位置：平焊对接。焊接方法：药芯焊丝CO2气体保护焊。焊接材料：E501T-1（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+Q345qD，t=20+20（20150400，2件）。焊

10、接位置：立焊对接。焊接方法：药芯焊丝CO2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。试验接头坡口形式见下图：试件5：Q345qD+Q345qD，t=20+16（20150400，1件；16150400，1件）。焊接位置：平焊角接。焊接方法：实芯焊丝CO2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+Q345qD，t=20+16（20150400，1件；16150400，1件）。焊接位置：仰焊角接。焊接方法：实芯焊丝CO2气体保护焊。焊接材料：ER50-6（1.2焊丝）。适用于腹板与顶板

11、的厂内焊接。试验接头坡口形式见下图：试件7：Q345qD+Q345qD，t=8+16（8150400，1件；16150400，1件）。焊接位置：平焊角接。焊接方法：实芯焊丝CO2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+Q345qD，t=14+16（14150400，1件；16150400，1件）。焊接位置：平焊角接。焊接方法：实芯焊丝CO2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+Q345qD，t=14+16（14150400

12、，1件；16150400，1件）。焊接位置：立焊角接。焊接方法：实芯焊丝CO2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+Q345qD，t=14+16（14150400，1件；16150400，1件）。焊接位置：仰焊角接。焊接方法：实芯焊丝CO2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+Q345qD，t=14+16（14150400，1件；16150400，1件）。焊接位置：立焊角接。焊接方法：药芯焊丝CO2气体保护

13、焊。焊接材料：E501T-1（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+Q345qD，t=16+16（16150400，2件）。焊接位置：平焊角接。焊接方法：实芯焊丝CO2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+Q345qD，t=16+16（16150400，2件）。焊接位置：立焊角接。焊接方法：实芯焊丝CO2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+Q345qD，t

14、=16+16（16150400，2件）。焊接位置：仰焊角接。焊接方法：实芯焊丝CO2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+Q345qD，t=16+16（16150400，2件）。焊接位置：立焊角接。焊接方法：药芯焊丝CO2气体保护焊。焊接材料：E501T-1（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 16钢+ML15 1960焊钉（16100100，1件；1960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：

15、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）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）CO2气体保

16、护焊1.2mm平焊220260 A2830 V46 mm/道1520CO2气体保护焊1.2mm立焊140180 A2426 V46 mm/道1520CO2气体保护焊1.2mm仰焊140180 A2426 V46 mm/道1520埋弧自动焊4.0mm平焊500600A3032V3236 cm/min线能量：3133kJ/cm电弧螺柱焊焊接电流15001600A焊接时间0.70.8s5.2、焊接工艺措施5.2.1、埋弧自动焊及CO2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

17、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3003502h100150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5，空气相对湿度不应高于80%。环境温度低于5时，原不要求预热的接头应进行预热处理，预热温度80100。相对湿度高于8

18、0%时，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）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。5.2.2、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

19、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150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前不得移动焊枪；（5）焊接环境温度0，相对湿度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级，T型

20、接头熔透角焊缝质量等级应达到级，角焊缝质量等级应达到级。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、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/T 2651-2008焊缝金属拉伸试验1件GB/T 2652-2008接头弯曲试验1件（弯曲角=180）GB/T 2653-2008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/T 2650-2008接头硬度试验1件GB/T 2654-2008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/T 2652-2008接头硬度试验1件GB/T 2654-2008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/T 2652-2008接头硬