论文部分内容阅读
摘要：当前，钢结构主体在很多大型桥梁中应用，需要进行焊接施工，以增强钢结构整体的坚固性。基于此，本文详细分析了钢结构桥梁焊接施工技术的相关内容，希望能够做好前期准备，加强质量控制，最终保障焊接施工顺利进行。
关键词：钢结构;桥梁;焊接;施工技术
1、焊接施工要求
在钢结构桥梁焊接项目施工时，选择何种焊接方法和焊接规范，是由焊接工艺评定来确定的。通常情况下，钢结构桥梁焊接施工会优先选择的焊接方法包括CO2气体保护自动焊、埋弧焊以及半自动焊，在焊接工作进行的过程中也是优先选用单面焊双面成型工艺。焊接使用中需要选择坡口型式，充分的发挥其焊缝金属少、变形量小的优势。严格的按照施工设计的要求进行规范施工，注意焊接顺序和方向，采用有效的手段降低焊接变形情况出现的概率。如果施工中出现与焊接要求相悖的变化，需要暂停当前施工，并进行进一步的工艺评定工作，切不可盲目施工。采用自动焊焊接工艺处理的接缝，必须要在接缝的两端妥善的安装上尺寸大于80mm×80mm的同质引弧板以及引出板，并确保其厚度能够满足焊接时的需求，不至于在焊接工作时被焊穿。需要注意的是，在使用埋弧自动焊进行钢结构桥梁的焊接工作时，需要保证在当天完成，施工的过程中还需要做好装配间隙的控制工作，原则上不可超过1mm～1.5mm。
2、施工前期准备
2.1选择焊接材料
根据本工程结构特点，选取相应的焊接接头进行焊接工艺评定试验，评定项目应覆盖不同材料、不同焊接方法、不同焊接位置、不同钢板材质、不同焊接接头形式以及不同焊接板厚等。焊接材料采用与Q345qE强度、化学成分、力学性能相适应，并且还需要准备与母材相匹配的其他相关材料，包括焊丝、焊剂以及手工焊条等，同时还需要保证这些材料的性能可以达到相应的国标要求。
在进行焊接工作前，需要对这些焊接材料进行复验，确保获得进厂复验合格单方可使用。需要注意的是，企业需要做好这些入场材料的烘干处理，之后必须要做好入场登记，并且交由现场专用仓库进行规范的储存，在施工开展的过程中需要领用材料时，也同样必须要做好登记领用工作，并对所领用的焊条、焊剂进行检查，确保其已经按照规定烘干，并根据行业规范和施工要求放置在专用的保温筒内。在使用前对焊接材料检查是非常有必要的，只有确保焊接材料都按照施工要求进行妥善的处理，才能保证后续的焊接工作可以顺利的开展。焊条药皮脱落、焊丝生锈以及焊剂受潮结块等情况都是会对焊接质量产生重要影响的，施工工作人员必须要进行谨慎的对待。
2.2制定焊接工艺
在项目施工当中，钢结构桥梁涉及到很多焊接施工部分，结合项目实际情况，制定具体的焊接工艺。九桥路大桥主桥钢梁焊接开始前，分别评定工厂焊接及宫底焊接工艺，确保焊接工艺评定试验条件，能够对应钢梁构件生产条件要求，同时，使用和实际结构相同的材料及焊材。根据钢路钢桥制造规范的相关规定，开展焊接评定试验，同时对规范中对于焊接接头性能要求加以执行。按照规定程序批准试验报告，投标人按照焊接工艺评定试验报告，对各种接头焊接工艺指导书进行编写。监理工程师审核批准焊接工艺指导书后，焊接人员按照焊接工艺指导书的内容，组织开展焊接施工。
3、钢结构焊接施工技术分析
3.1做好焊接施工技术控制
焊接施工技术控制中，确保焊接工艺合理，在满足设计要求及焊工可操作性的基础上，尽可能将开坡口角度缩小，降低焊接角变形。焊接严格采用现场WPS执行，严格根据控制工艺执行焊接过程。运用对称焊工艺，在对称焊缝采取对称焊的方式，将焊接变形抵消，非对称焊缝需要先将焊缝少的一侧焊接，然后焊接焊缝多的一侧。做好刚性固定，确保面板错边量，使用卡马或胎具等强制措施，利用外力固定被焊工件，缩小焊接变形，主要可采取局部增加刚性法、胎具固定法。大型或复杂结构焊件，先组装后焊接，使用点焊或分段定位焊件，然后焊接，对第一道焊接的焊枪前进方向对接边受热变形加以控制，确保接头组装精度。马板定位中需要单侧定位焊，马板长度在300mm以上，宽度在120mm以上，定位焊长度在50mm以上，焊脚在6-8mm，端部避开10mm不焊，马板焊缝避免出现弧坑未填满、焊瘤、未熔合、裂纹等缺陷。卡马安装间距在500-1000mm，结合结构需要适当调整，卡马焊缝与两端距离保持100mm以上。打底焊采用跳弧焊越过卡马板，实现连弧焊接。
3.2剪力钉焊接施工技术
该项目中，剪力钉焊接采用钢板母材的材质为Q345qD、Q420qD，焊钉材质为ML15AL钢，规格为Φ22×200。焊接要求钢梁圆柱头焊钉焊接的焊工，必须具有焊工资格证书，具备圆柱头焊钉焊接资格。焊接前对焊接设备及仪表进行检查。焊接中必须严格遵循焊钉焊接工艺规程，不能随意更改参数。焊钉焊接前需要清除钢板待焊区域和周围20-30mm范围内的底漆、氧化皮、油污、铁锈，打磨干净并露出金属光泽。焊接顺序从被焊构建长度方向中心，向两侧展开，接地导线应当与被焊结构对称。焊钉被焊后，将焊钉周围护圈敲掉，焊钉底角保证360°周边挤出焊脚。焊钉采用瓷环保护焊接，使用专用螺柱焊机，利用直流正极性接法焊接。正品部分焊钉，不能应用螺柱焊的情况下，使用开坡口CO2气体保护焊，焊钉直径Φ20。焊钉补焊采取CO2气体保护焊或焊条电弧焊，气体保护焊焊接材料使用药芯焊丝E501T-1，焊条电弧焊焊接材料使用E5012焊条，焊接设备使用直流反极性接法。瓷环需要在200℃下焙烘，保温时间2h;焊条需要在350℃下焙烘，保温时间2h，保存温度100-150℃。焊钉焊接根据规定WPS进行，如果补焊的情況，需要相应处理。生产焊接时没有获得完整360°周边焊脚焊钉，如果缺陷长度在90°以下，可采取补焊，长度从缺陷两端向外延伸10mm，补焊焊脚尺寸6mm。
3.3焊缝磨修及缺陷修补
每部分的焊接完成后，使用气割切掉两端的引、熄弧板或产品试板，同时将切口磨平，避免对母材造成损伤。焊脚尺寸、焊波、余高等超出规定上限的焊缝，或1mm以下超差咬边，需要修磨匀顺。1mm以上的焊缝咬边或焊脚尺寸不足的情况，采取手工电弧焊的方式返修处理，同时修磨匀顺。焊接完成后，对钢材缺陷等进行修补。钢材局部表面麻坑、伤痕，深度在0.3-1mm可磨修匀顺，深度在1mm以上的可在补焊后磨修匀顺。钢材局部边缘夹层缺陷，深度在5mm以下可将缺陷清除后补焊磨修。利用碳弧气刨或其它机械方法，将缺陷消除，需要刨出有利于返修焊的坡口，使用砂轮将坡口表面氧化皮磨掉，使金属光泽露出。气割边缘切口或崩坑，深度在2mm以下的可磨修匀顺，深度在2mm以上的需要铲磨出坡口，然后补焊并磨修匀顺。弯曲加工产生边缘裂缝，查明原因后，按规定将缺陷清除，清除范围要涵盖裂纹全长并向两端分别延伸50mm。电弧擦伤深度在0.5mm以下是用砂轮磨修匀顺，深度在0.5mm以上是采取补焊后用砂轮磨平。构建焊接后使用气割切掉两端引板，将切口磨平，避免对母材造成损伤，修磨焊缝需要确保修磨后最终磨痕方向，与拉力方向顺应。缺陷修补长度在50mm以上，宽度在10mm以上，沟槽两端开设1：5以下的过渡斜坡，刨槽深度及宽度保持均匀一致，根部保证R≥6mm的圆弧。采取机械方法清除焊接缺陷时，需要注意修磨出有利于返修焊的坡口，同时注意将表面氧化皮磨掉。
4、结束语
钢结构桥梁是比较常见的一种桥梁建筑类型，焊接施工必不可少，涉及到比较复杂的焊接内容，必须结合实际情况进行分析和应用。应明确焊接施工要求，把握焊接施工要点，将技术进行细化，加强整个施工控制，并及时弥补施工中存在的缺陷，有效控制焊接施工，保证最终的施工质量。
参考文献
[1]刘吉柱.港珠澳大桥主体工程桥梁工程钢箱梁大节段制作技术研究[J].钢结构，2018，33（8）：95-99.
[2]钟恩.180m自锚式桁吊组合全焊钢结构桥现场安装施工技术分析[J].黑龙江交通科技，2017，40（4）：132-134.
[3]曹玉军.大跨钢结构箱梁桥现场焊接施工分析[J].设备管理与维修，2017，29（18）：84-85.
关键词：钢结构;桥梁;焊接;施工技术
1、焊接施工要求
在钢结构桥梁焊接项目施工时，选择何种焊接方法和焊接规范，是由焊接工艺评定来确定的。通常情况下，钢结构桥梁焊接施工会优先选择的焊接方法包括CO2气体保护自动焊、埋弧焊以及半自动焊，在焊接工作进行的过程中也是优先选用单面焊双面成型工艺。焊接使用中需要选择坡口型式，充分的发挥其焊缝金属少、变形量小的优势。严格的按照施工设计的要求进行规范施工，注意焊接顺序和方向，采用有效的手段降低焊接变形情况出现的概率。如果施工中出现与焊接要求相悖的变化，需要暂停当前施工，并进行进一步的工艺评定工作，切不可盲目施工。采用自动焊焊接工艺处理的接缝，必须要在接缝的两端妥善的安装上尺寸大于80mm×80mm的同质引弧板以及引出板，并确保其厚度能够满足焊接时的需求，不至于在焊接工作时被焊穿。需要注意的是，在使用埋弧自动焊进行钢结构桥梁的焊接工作时，需要保证在当天完成，施工的过程中还需要做好装配间隙的控制工作，原则上不可超过1mm～1.5mm。
2、施工前期准备
2.1选择焊接材料
根据本工程结构特点，选取相应的焊接接头进行焊接工艺评定试验，评定项目应覆盖不同材料、不同焊接方法、不同焊接位置、不同钢板材质、不同焊接接头形式以及不同焊接板厚等。焊接材料采用与Q345qE强度、化学成分、力学性能相适应，并且还需要准备与母材相匹配的其他相关材料，包括焊丝、焊剂以及手工焊条等，同时还需要保证这些材料的性能可以达到相应的国标要求。
在进行焊接工作前，需要对这些焊接材料进行复验，确保获得进厂复验合格单方可使用。需要注意的是，企业需要做好这些入场材料的烘干处理，之后必须要做好入场登记，并且交由现场专用仓库进行规范的储存，在施工开展的过程中需要领用材料时，也同样必须要做好登记领用工作，并对所领用的焊条、焊剂进行检查，确保其已经按照规定烘干，并根据行业规范和施工要求放置在专用的保温筒内。在使用前对焊接材料检查是非常有必要的，只有确保焊接材料都按照施工要求进行妥善的处理，才能保证后续的焊接工作可以顺利的开展。焊条药皮脱落、焊丝生锈以及焊剂受潮结块等情况都是会对焊接质量产生重要影响的，施工工作人员必须要进行谨慎的对待。
2.2制定焊接工艺
在项目施工当中，钢结构桥梁涉及到很多焊接施工部分，结合项目实际情况，制定具体的焊接工艺。九桥路大桥主桥钢梁焊接开始前，分别评定工厂焊接及宫底焊接工艺，确保焊接工艺评定试验条件，能够对应钢梁构件生产条件要求，同时，使用和实际结构相同的材料及焊材。根据钢路钢桥制造规范的相关规定，开展焊接评定试验，同时对规范中对于焊接接头性能要求加以执行。按照规定程序批准试验报告，投标人按照焊接工艺评定试验报告，对各种接头焊接工艺指导书进行编写。监理工程师审核批准焊接工艺指导书后，焊接人员按照焊接工艺指导书的内容，组织开展焊接施工。
3、钢结构焊接施工技术分析
3.1做好焊接施工技术控制
焊接施工技术控制中，确保焊接工艺合理，在满足设计要求及焊工可操作性的基础上，尽可能将开坡口角度缩小，降低焊接角变形。焊接严格采用现场WPS执行，严格根据控制工艺执行焊接过程。运用对称焊工艺，在对称焊缝采取对称焊的方式，将焊接变形抵消，非对称焊缝需要先将焊缝少的一侧焊接，然后焊接焊缝多的一侧。做好刚性固定，确保面板错边量，使用卡马或胎具等强制措施，利用外力固定被焊工件，缩小焊接变形，主要可采取局部增加刚性法、胎具固定法。大型或复杂结构焊件，先组装后焊接，使用点焊或分段定位焊件，然后焊接，对第一道焊接的焊枪前进方向对接边受热变形加以控制，确保接头组装精度。马板定位中需要单侧定位焊，马板长度在300mm以上，宽度在120mm以上，定位焊长度在50mm以上，焊脚在6-8mm，端部避开10mm不焊，马板焊缝避免出现弧坑未填满、焊瘤、未熔合、裂纹等缺陷。卡马安装间距在500-1000mm，结合结构需要适当调整，卡马焊缝与两端距离保持100mm以上。打底焊采用跳弧焊越过卡马板，实现连弧焊接。
3.2剪力钉焊接施工技术
该项目中，剪力钉焊接采用钢板母材的材质为Q345qD、Q420qD，焊钉材质为ML15AL钢，规格为Φ22×200。焊接要求钢梁圆柱头焊钉焊接的焊工，必须具有焊工资格证书，具备圆柱头焊钉焊接资格。焊接前对焊接设备及仪表进行检查。焊接中必须严格遵循焊钉焊接工艺规程，不能随意更改参数。焊钉焊接前需要清除钢板待焊区域和周围20-30mm范围内的底漆、氧化皮、油污、铁锈，打磨干净并露出金属光泽。焊接顺序从被焊构建长度方向中心，向两侧展开，接地导线应当与被焊结构对称。焊钉被焊后，将焊钉周围护圈敲掉，焊钉底角保证360°周边挤出焊脚。焊钉采用瓷环保护焊接，使用专用螺柱焊机，利用直流正极性接法焊接。正品部分焊钉，不能应用螺柱焊的情况下，使用开坡口CO2气体保护焊，焊钉直径Φ20。焊钉补焊采取CO2气体保护焊或焊条电弧焊，气体保护焊焊接材料使用药芯焊丝E501T-1，焊条电弧焊焊接材料使用E5012焊条，焊接设备使用直流反极性接法。瓷环需要在200℃下焙烘，保温时间2h;焊条需要在350℃下焙烘，保温时间2h，保存温度100-150℃。焊钉焊接根据规定WPS进行，如果补焊的情況，需要相应处理。生产焊接时没有获得完整360°周边焊脚焊钉，如果缺陷长度在90°以下，可采取补焊，长度从缺陷两端向外延伸10mm，补焊焊脚尺寸6mm。
3.3焊缝磨修及缺陷修补
每部分的焊接完成后，使用气割切掉两端的引、熄弧板或产品试板，同时将切口磨平，避免对母材造成损伤。焊脚尺寸、焊波、余高等超出规定上限的焊缝，或1mm以下超差咬边，需要修磨匀顺。1mm以上的焊缝咬边或焊脚尺寸不足的情况，采取手工电弧焊的方式返修处理，同时修磨匀顺。焊接完成后，对钢材缺陷等进行修补。钢材局部表面麻坑、伤痕，深度在0.3-1mm可磨修匀顺，深度在1mm以上的可在补焊后磨修匀顺。钢材局部边缘夹层缺陷，深度在5mm以下可将缺陷清除后补焊磨修。利用碳弧气刨或其它机械方法，将缺陷消除，需要刨出有利于返修焊的坡口，使用砂轮将坡口表面氧化皮磨掉，使金属光泽露出。气割边缘切口或崩坑，深度在2mm以下的可磨修匀顺，深度在2mm以上的需要铲磨出坡口，然后补焊并磨修匀顺。弯曲加工产生边缘裂缝，查明原因后，按规定将缺陷清除，清除范围要涵盖裂纹全长并向两端分别延伸50mm。电弧擦伤深度在0.5mm以下是用砂轮磨修匀顺，深度在0.5mm以上是采取补焊后用砂轮磨平。构建焊接后使用气割切掉两端引板，将切口磨平，避免对母材造成损伤，修磨焊缝需要确保修磨后最终磨痕方向，与拉力方向顺应。缺陷修补长度在50mm以上，宽度在10mm以上，沟槽两端开设1：5以下的过渡斜坡，刨槽深度及宽度保持均匀一致，根部保证R≥6mm的圆弧。采取机械方法清除焊接缺陷时，需要注意修磨出有利于返修焊的坡口，同时注意将表面氧化皮磨掉。
4、结束语
钢结构桥梁是比较常见的一种桥梁建筑类型，焊接施工必不可少，涉及到比较复杂的焊接内容，必须结合实际情况进行分析和应用。应明确焊接施工要求，把握焊接施工要点，将技术进行细化，加强整个施工控制，并及时弥补施工中存在的缺陷，有效控制焊接施工，保证最终的施工质量。
参考文献
[1]刘吉柱.港珠澳大桥主体工程桥梁工程钢箱梁大节段制作技术研究[J].钢结构，2018，33（8）：95-99.
[2]钟恩.180m自锚式桁吊组合全焊钢结构桥现场安装施工技术分析[J].黑龙江交通科技，2017，40（4）：132-134.
[3]曹玉军.大跨钢结构箱梁桥现场焊接施工分析[J].设备管理与维修，2017，29（18）：84-85.