焊接工艺评定方案(修订)..

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1一、总则苏州宝带东路跨运河钢桁梁主体结构采用Q345qD钢材制造。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/TF50-2011）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的Q345qD材质钢板。符合GB/T714-2008的技术要求。试板规格：对接接头：150×800角接接头：150×6002、焊接材料2.1埋弧自动焊：①上下弦杆件节点板对接焊缝、箱型杆件棱角焊缝箱体外部采用H08Mn2E（φ5.0）焊丝，配合SJ101q焊剂。2②上下层桥面板对接焊缝填充盖面层焊接采用H08Mn2E（φ5.0）焊丝，配合SJ101q焊剂。③工型腹杆、桥面系T型横梁主焊缝采用H08MnA（φ5.0）焊丝，配合SJ101q焊剂。2.2CO2气体保护焊：①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（φ1.2）焊接。②上层桥面U肋焊缝采用药芯焊丝E501T-1（φ1.2）焊接，下层桥面纵向板肋焊缝采用实芯焊丝ER50-6（φ1.2）焊接；弦杆、腹杆纵向加劲肋采用实芯焊丝ER50-6（φ1.2）焊接。③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（φ1.2）焊接。④桥面板对接焊缝打底层焊接采用实芯焊丝ER50-6（φ1.2）；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（φ1.2）焊接；上下弦杆件之间工地对接焊缝采用药芯焊丝E501T-1（φ1.2）焊接。⑤各类连接角焊缝平位采用实芯焊丝ER50-6（φ1.2）焊接，立、仰位采用药芯焊丝E501T-1（φ1.2）焊接。2.3焊条电弧焊：用于定位焊。采用焊条E5015（φ3.2）。以上选用焊材除H08Mn2E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/T12470-2003CO2实芯焊丝《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》GB/T8110-2008CO2药芯焊丝《碳钢药芯焊丝》GB/T10045-20013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/TF50-2011中表19.6.1的规定。2、焊缝外观质量检查合格后进行无损检测。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Ⅱ级；U肋焊缝进行磁粉探伤，质量等级为Ⅱ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)Rm(MPa)A(%)Q345qD≤50≥345≥490≥20＞50~100≥335≥490≥213.2焊缝V型缺口低温（-20℃）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4果低于0.5倍的规定值），则可仍判为合格，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HV350。4、力学性能试验项目及试样数量（个）①对接接头力学性能试验项目、试样数量见表1。②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δ≤16mm时，d=2a,板厚δ16mm时，d=3a。焊缝金属拉伸试验1接头侧弯试验（α=180°d=2a,3a）1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5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1、试验用材料剪力钉：ML1513×60钢材：Q345qD12×400×4002、剪力钉布置如右图所示：3、剪力钉焊接：采用专用RSN-3000型剪力钉焊机，指导性参数如下表：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、力学性能试验及宏观断面酸蚀试验结果。6、结论。6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SD120+35埋弧自动焊（平位）H08Mn2E(Φ5.0)+SJ101q参数：650-700A28-30V24m/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）H08Mn2E(Φ5.0)+SJ101q参数：650-700A28-30V24m/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(Φ1.2)+CO2参数：230-250A23-25V埋弧焊材：H08Mn2E(Φ5.0)+SJ101q参数：650-700A28-30V24m/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(Φ1.2)+CO2参数：230-250A23-25V埋弧焊材：H08Mn2E(Φ5.0)+SJ101q参数：650-700A28-30V24m/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(Φ1.2)+CO2平位：250-280A28-30V仰位：200-220A20-25V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(Φ1.2)+CO2参数：200-220A20-25V桁片对接、横梁腹板对接（21、44）反面气刨清根熔透SD712+12气体保护焊（立位）E501T-1(Φ1.2)+CO2参数：200-220A20-25V横梁腹板与弦杆对接（40）反面贴陶质衬垫单面焊双面成型仰位平位7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SD812+12气体保护焊（平位）E501T-1(Φ1.2)+CO2参数：250-280A28-30V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）E501T-1(Φ1.2)+CO2参数：250-280A28-30V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(Φ1.2)+CO2参数：250-280A28-30VW5(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SD1120+35气体保护焊（立位）E501T-1(Φ1.2)+CO2参数：200-220A20-25V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SD1220+20气体保护焊（仰位）E501T-1(Φ1.2)+CO2参数：200-220A20-25V弦杆桥位对接（38）反面贴陶质衬垫单面焊双面成型SD1320+20气体保护焊（平位）E501T-1(Φ1.2)+CO2参数：250-280A28-30V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(Φ1.2)+CO2参数：200-220A20-25VU肋嵌补段对接（46）反面加钢衬垫单面焊双面成型8（二）角焊缝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SR120+35气体保护焊（平角位）E501T-1(Φ1.2)+CO2参数：250-280A28-30V上下弦杆主焊缝（5、6、13、14）先填充焊接面①坡口，在面②气刨清根熔透SR220+35气体保护焊+埋弧自动焊（平角位）气体保护焊丝：E501T-1(Φ1.2)+CO2参数：250-280A28-30V埋弧焊材：H08Mn2E(Φ5.0)+SJ101q参数：650-700A28-30V24m/h先在面①侧焊接2道贴角焊缝，在面②气刨后采用埋弧自动焊焊接，熔透SR335+30气体保护焊+埋弧自动焊（平角位）气体保护焊丝：E501T-1(Φ1.2)+CO2参数：250-280A28-30V埋弧焊材：H08Mn2E(Φ5.0)+SJ101q参数：650-700A28-30V24m/h先采用气体保护焊焊接面①坡口，在面②气刨后采用埋弧自动焊焊接，熔透SR455+50气体保护焊+埋弧自动焊（平角位）气体保护焊丝：E501T-1(Φ1.2)+CO2参数：250-280A28-30V埋弧焊材：H08Mn2E(Φ5.0)+SJ101q参数：650-700A28-30V24m/h先在面①侧焊接2道贴角焊缝，在面②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(Φ1.2)+CO2参数：250-280A28-30V上弦杆横梁接头焊缝（15）气刨清根熔透SR640+50气体保护焊+埋弧自动焊（平角位）气体保护焊丝：E501T-1(Φ1.2)+CO2参数：250-280A28-30V埋弧焊材：H08Mn2E(Φ5.0)+SJ101q参数：650-700A28-30V24m/hW5(E5)下弦杆中横梁主焊缝（28