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钢箱梁焊接
钢箱梁焊接
5.12钢箱梁工地焊接
桥位钢箱梁段从桥中间向桥两端吊装到位,调整线形,然后进行梁段的环
焊缝焊接。
参与本工程的焊工必须持有与其施焊项目相对应、有效的焊工合格
证书,并在上岗前接受技术交底。
5.12.1钢箱梁焊接方式
钢箱梁采用的焊接方式有:
埋弧自动焊,CO2气体保护焊,手工电弧焊。
根
据钢箱梁焊接施工质量要求,拟定的具体焊接方式见下表。
表5.12-1钢箱梁焊接方式
焊接方式
焊接材料
适用部位
埋弧自动焊
焊丝:
H10Mn2,Φ5.0,
钢板对接焊缝,
焊剂:
SJ101
顶、底板单元对接缝
焊丝:
E501T-1,Φ1.2,
对接缝打底焊,
CO2气体保护焊
箱梁角焊缝,
ER50-6,Φ1.2
定位焊、焊缝返修
手工电弧焊
E5015(J507),Φ3.2,Φ4.0
定位焊、焊缝返修
环缝焊接坡口形式如下:
面板对接焊缝
底板对接焊缝
斜腹板对接焊缝U肋嵌补仰对接焊缝
5.12.2焊材使用与保管
①焊条及焊剂必须按其产品说明书的要求进行烘焙。
②焊丝及钢衬垫应存放在干燥、通风的地方,锈蚀焊丝及钢衬垫须把铁锈
清除干净后才能使用。
③焊条、焊剂的一次领用量应以4小时的工作所需用量为准,焊条使用时应
存放在保温筒内,随用随取。
不得使用受潮的焊条、焊剂。
④陶质衬垫要求粘贴牢固,启封后没有使用完的衬垫要求退回焊条房烘焙
后才能使用。
⑤钢衬垫要求与母材贴紧密。
5.12.3焊前准备
①焊接前应认真清理焊缝两侧30mm内的水、锈、氧化皮、油污、油漆或其
它杂物,打磨出显现金属光泽。
②封闭部位施焊时应采取良好的通风和排烟措施,以防中毒。
③焊接设备必须是完好设备,具有良好的调节功能,电流表、电压表均在
检验有效期内。
。
④切割不整齐的坡口要求打磨光顺,不得有大的凸起和凹陷。
⑤环境温度低于5℃或板厚大于30mm时,焊前要求预热,预热范围一般为
每侧100mm以上。
预热温度为80~120℃,距焊缝30~50mm范围内测量温度。
⑥工地施工时,若环境湿度高于80%(或雨天施工),焊前要求使用烘枪除
湿。
⑦考虑到现场施工风大湿度大的环境条件,第一,严格做好防风放雨措施,
按要求搭设风雨棚,对焊接区域进行有效防护,见图3.10.7-5。
第二,焊接前
对焊接接头区域母材进行除湿处理,去除钢板表面吸附的水汽;第三,在环缝
焊接中最大程度地采用埋弧自动焊工艺,利用焊剂对焊缝进行有效保护,减轻
环境对焊接过程的影响;第四,在恶劣环境下,将自保焊药芯焊丝焊工艺作为
备选、应急方案,可大幅提高焊接过程抗风能力。
5.12.4焊接要求
①焊工应根据焊缝的具体形式以及相对应的《官山大桥钢箱梁制造焊接作
业指导书》来选择焊接规范参数。
②多层多道焊时,各层各道间的熔渣必须彻底清除干净。
③角焊缝的转角处包角应良好,焊缝的起落弧处应回焊10mm以上。
④CO2气体保护焊在风速超过2米/秒时应采取良好的防风措施。
⑤埋弧自动焊焊剂覆盖厚度不应小于20mm,且不大于60mm,焊接后应等焊缝
稍冷却再敲去熔渣。
如在焊接过程中出现断弧现象,必须将断弧处刨成1:
5的坡
度,搭接50mm施焊。
⑥不允许在焊缝以外的母材上随意打火引弧。
起、收弧处必须填满弧坑。
⑦施工人员如发现焊缝出现裂纹,应及时通知工艺员,查明原因后才能按工
艺人员制订的方案施工。
5.12.5环缝焊接顺序
顶板对接→底板对接→斜底板对接→斜腹板对接→U肋嵌补对接→加劲肋
嵌补→U肋嵌补角接→加劲肋嵌补角接。
环缝焊顶、底板对接焊分别由六名焊工从中间向两边分段、对称、同时施
焊;顶板对接的打底焊由六名焊工从中间向两边分段、对称、同时施焊;顶板
的填充、盖面由一台埋弧自动焊机进行焊接;斜腹板的对接,每条焊缝选派一
名焊工,两条焊缝同时进行向上立焊,严禁进行向下立焊。
焊工位布置如下图。
A
6'5'4'1'2'3'
6
5
4
1
3
2
5.12.6钢箱梁焊接施工
钢箱梁焊接施工时间正好处于气温较低的2月,施工措施按照冬季施工进
行。
1、对焊工的要求。
焊工在正式焊接前,应带齐个人防护用品。
低温焊接操
作时,应设有专门监护人,对焊工的工作状态进行监控和判断,必要时应采取
相应措施保证焊接工作的顺利进行和焊工人身安全,下雪后进行高空焊接作业
时,通道应设专人清扫,扫除薄冰,以保证焊工的安全通行。
2、焊接设备要求。
焊机进行防冻保护,使焊机处于正温状态下工作,CO2
气瓶上设置预热装置。
3、施工时,风速过大会影响CO2保护气体对焊接熔池的保护效果,易引起
焊接缺陷。
CO2气体保护焊,当风速≥2m/s时,须采取防风措施;在雨、雪环境
下焊接,须搭设防雨、雪棚(如图5.12-1),使焊接部位不直接与雨、雪接触。
图5.12-1桥面防风、雨棚
4、焊前打磨。
焊接前对坡口区进行打磨处理,使坡口面光滑、无锈蚀、无
飞溅、无夹碳、露出金属本色。
5、焊前去潮。
冬季气温较低或有雾天气时,钢板易吸收大气中的水份,将
会影响焊接质量。
在焊前1小时内,采用烘枪对待焊区进行去潮、除湿,烘焙
区域为坡口及两侧50mm区域,直至不再出现可见水。
6、严格烘干焊剂,防止焊丝、焊剂受潮。
焊丝和焊剂采取措施妥善保管,
防止受潮。
焊条、焊剂在使用前严格按要求烘干,通常加热到400℃左右,扩散
氢已接近最低点,为了防止温度过高引起药粉变质,一般在350℃,烘干2小时,
焊剂的保存温度为100~150℃。
焊条、焊剂一次领用量应以4小时(当环境温
度低于5℃时为2小时)工作所需用量为准,焊条使用时应存放在保温筒内,随
用随取,不得使用受潮的焊条、焊剂。
焊丝及钢衬垫应存放在干燥、通风的地
方,严禁使用锈蚀焊丝。
钢衬垫须把铁锈清除干净后才能使用。
7、采取预热措施。
预热是防止冷裂纹的有效措施,预热的主要目的是为了
增大热循环的低温参数t100,使之有利于氢的充分扩散逸出。
板厚大于30mm或
环境温度低于5℃时,须采取预热措施。
30mm<板厚≤40mm时,预热温度为80~
120℃;板厚>
40mm时,预热温度为
100~150℃。
(1)预热方法
焊前要求对焊缝采用陶质电加热片或烘枪进行(图
5.12-2
)预热,预热范
围一般为每侧
100mm以上。
预热温度根据工艺评定试验而定,距焊缝
30~50mm
范围内测量温度。
并在焊接的同时,在焊缝100~300mm区域采用火焰跟踪加热,
控制焊缝层间温度在:
预热温度~200℃。
具体步骤如下:
①焊前预热,预热范围为距离焊缝100~150mm区域。
每条焊缝采用两名
焊
加热方向
加热区
0
0
焊缝中心
1
加热区
0
0
1
加热方向
图5.12-2焊前预热示意图
工同时从相反方向沿焊缝方向加热,见图5.12-2。
②测量温度,用红外线测温仪距离焊缝30~50mm范围内测量温度,要求温
度达到预热温度,见图5.12-3。
测温区
焊缝中心
测温区
0
2
0
3
0
3
0
2
图5.12-3温度测试
③施焊的同时跟踪加热,要求在距离施焊位置200~300mm处,采用烘枪沿
0
施焊方向加热,控制此区间的温度在:
预热温度~
5
。
200℃,见图5.12-4
200~300
0
0
焊缝中心
跟踪加热位置
1
跟踪加热位置
00
1
施焊位置
0
5
施焊方向
加热方向
图5.12-4跟踪加热
(2)焊后保温
由于气温较低(低于0℃),热量散发较快,为防止在热影响区快速冷却到
产生冷裂纹的温度区间,需要采取保温措施。
在焊后温度高于150℃时,采用石
棉布覆盖焊缝区域1~2小时;在焊后温度低于150℃时,采用火焰紧急后热,
使焊缝区域温度回复到150℃以上,再用石棉布覆盖焊缝区域1~2小时。
对于
多层多道焊,每层每道焊完后,需要采用石棉布保温,待下层下道施焊时,采
用红外线测温仪或点温计测量温度。
当层间温度在预热温度~200℃时,可直接
进行下层下道焊;当层间温度低于预热温度时,需要用烘枪将焊接区域加热至
预热温度~200℃,才能进行下层下道焊。
石棉布以焊缝为中心,沿焊缝宽度方
向各铺设1.5米,且距离施焊点为400~500mm,石棉布的铺设方法见图5.12-5。
0
0
5
1
0
0
5
1
石棉布
400~500
焊缝中心
施焊位置
施焊方向
图5.12-5焊后保温
非施焊面预置保温工装,保温工装结构由石棉被、支撑架、钢板网、磁铁
组成,结构简图如图5.12-6。
此工装制作长度最长2米、以及不等的各种长度,
以适应不同长度焊缝的保温要求,工装四角上安装有磁铁,以便其可随时安装、
拆下移动,对于角焊缝也制作成90°或其他角度的保温工装,这样就可满足工
地钢结构各种焊缝形式的焊后保温要求。
焊缝正面石棉被
钢板焊缝
磁铁石棉被钢板网支架
磁铁衬垫石棉工装架
焊缝背面
预制石棉被
图5.12-6保温工装示意图
5.12.7焊缝返修
①焊波、余高超标、焊缝咬边小于等于规定值时,采用砂轮机修磨匀顺。
②焊脚尺寸不足、焊缝咬边大于规定值时,可采用手工电弧焊进行补焊,
然后用砂轮机修磨匀顺。
③焊缝内部缺陷的返修先用碳弧气刨或砂轮机清除后,再采用手工电弧焊
或药芯、实芯焊丝CO2气体保护焊进行焊接,焊条使用E5015碱性焊条。
④焊接裂纹清除时应沿裂纹两端各外延50mm,焊接坡口要求光顺圆滑,打
磨掉尖角缺口,防止裂纹扩展,焊前预热100~150℃。
⑤返修焊缝焊后均要求打磨光顺,其质量要求与原焊缝同,返修焊缝的最
小长度大于50mm。
5.12.8焊缝无损检测
①工地梁段环焊缝要求进行100%UT,BⅠ级合格,探伤围为焊缝全长,并进行100%RT抽检,BⅡ级合格,RT范围为:
顶板焊缝十字交叉处100%拍片,底板(包括斜底板)焊缝十字交叉处30%拍片,在焊缝交叉处纵、横方向各布一张片;
斜腹板在焊缝两端各布一张片。
②顶板U肋嵌补段对接焊缝要求进行100%UT,BⅠ级合格;顶板U肋嵌补段与顶板角焊缝要求熔透深度≥80%U肋板厚,进行100%UT,BⅡ级合格,底板U肋嵌
补段对接焊缝以及与底板角焊缝要求进行100%MT,2X级合格,加劲扁钢嵌补段
对接焊缝要求进行100%UT,B级检验,Ⅱ级合格。
以上焊缝探伤范围为每条焊缝
全长。
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