武漢輕軌工程跨線橋鋼梁的焊接

摘　要: 選用適當(dāng)?shù)暮附硬牧虾凸に?通過(guò)焊接工藝評(píng)定、焊縫檢測(cè)及產(chǎn)品試板驗(yàn)證,成功地完成了武漢輕軌工程跨線橋鋼梁(14MnNbq) 的焊接。關(guān)鍵詞: 輕軌;結(jié)構(gòu)鋼;工形梁;
　

　

參考現(xiàn)有文獻(xiàn)和資料, 埋弧自動(dòng)焊擬采用H08Mn2E + SJ101 搭配,焊絲規(guī)格為<5 mm ; CO2 氣體保護(hù)焊擬采用YT507 TiB 焊絲,規(guī)格為<1. 6 mm ; 手工定位焊采用SHJ507 TiB 焊條,規(guī)格為<3. 2 mm 。焊材要求從正規(guī)廠家進(jìn)貨,具有合格的質(zhì)量證明書,焊材進(jìn)廠后須進(jìn)行復(fù)檢。焊劑、焊條必須按產(chǎn)品說(shuō)明書烘干使用;焊劑中的臟物,焊絲上的油銹等必須清除干凈;CO2 氣體純度應(yīng)大于99. 5 % 。
2. 2 　焊接方法
(1) 鋼材對(duì)接:采用埋弧自動(dòng)焊焊接(H08Mn2E + SJ101q , <5 mm) 。
(2) T 型接頭:針對(duì)鋼梁為T 型全熔透焊縫的要求,其焊接采用CO2 氣體保護(hù)焊打底,并反面清根,再用埋弧自動(dòng)焊蓋面的方法,既保證了焊縫內(nèi)在質(zhì)量及外觀質(zhì)量,又提高了焊接效率。CO2 氣體保護(hù)焊采用細(xì)焊絲( <1. 6 mm) ,保證焊絲能到達(dá)坡口尖部,充分焊透;并且采用低能量、多道焊的方法,既保證焊縫金屬與母材之間、焊縫金屬與焊縫金屬之間能充分焊透,且后道焊縫對(duì)前道焊縫有類似淬火的過(guò)程,使焊縫強(qiáng)度高于母材的性能,又能保證焊縫強(qiáng)度不至于過(guò)分超強(qiáng)。焊接坡口形式采用K 型不對(duì)稱坡口,既保證焊縫金屬能與母材熔透,又充分考慮反面清根的影響。
(3) 拼裝定位采用手工點(diǎn)固焊, 焊條為SHJ507Ni , <3. 2 mm 。
3 　焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)
按上述工藝方案及焊接材料、參數(shù),進(jìn)行了焊接工藝評(píng)定,見(jiàn)表3 。試件焊接機(jī)械性能試驗(yàn)結(jié)果如下。
3. 1 　拉伸試驗(yàn)
根據(jù)《鐵路鋼橋制造規(guī)范》( TB 10212 -98) 的要求,進(jìn)行了對(duì)接接頭的拉伸試驗(yàn)、對(duì)接接頭及T 型接頭的焊縫金屬拉伸試驗(yàn) ,試驗(yàn)結(jié)果與母材進(jìn)行了比較,試驗(yàn)數(shù)據(jù)符合要求。
3. 2 　沖擊試驗(yàn)
根據(jù)《鐵路鋼橋制造規(guī)范》( TB 10212 -98) 試驗(yàn)項(xiàng)目要求和《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》( TB 10002. 2 -99) ,對(duì)接接頭進(jìn)行了-40 ℃ 沖擊試驗(yàn), 沖擊試樣缺口為V 型,位置在焊縫中心和距熔合線1 mm 處的熱影響區(qū)上,試驗(yàn)數(shù)據(jù)與母材進(jìn)行比較: 焊縫中心有一試樣36 J 低于母材40 J , 根據(jù)《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》( TB 10002. 2 -99) 母材標(biāo)準(zhǔn), 允許有2 個(gè)試樣小于規(guī)定值,但其中小于規(guī)定值的85 % 試樣只允許有一個(gè)的要求,試樣36 J 大于

表3 　14MnNbq 焊接材料及工藝

　

注: 試件1 拉伸試驗(yàn)σb 括號(hào)內(nèi)的值495 低于母材標(biāo)準(zhǔn)值,屬首次取樣試驗(yàn);根據(jù)《鐵路鋼橋制造規(guī)范》( TB 10212 -98) 的機(jī)械性能試驗(yàn)規(guī)定,允許從同一試件上再取一個(gè)試樣重做一次試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果滿足母材14MnNbq 標(biāo)準(zhǔn)要求。
3. 3 　彎曲試驗(yàn)
根據(jù)《鐵路鋼橋制造規(guī)范》( TB 10212 -98) 的規(guī)定,對(duì)接接頭進(jìn)行了側(cè)彎試驗(yàn),板厚為32 mm , 彎曲直徑d 為試樣厚度a 的3 倍,試樣彎曲180°后檢查未發(fā)生裂紋和斷裂,符合母材要求。
3. 4 　宏觀斷面酸蝕試驗(yàn)對(duì)各接頭酸蝕斷面進(jìn)行檢查,焊縫成型良好,未發(fā)現(xiàn)裂紋、氣孔、夾渣、未熔合、未焊透等缺陷。以上幾項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)要求。
4 　實(shí)際應(yīng)用檢測(cè)
(1) 焊接檢測(cè)
根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,在實(shí)際焊接中,采用上述焊接工藝進(jìn)行30 m 工字形鋼梁焊接后,焊縫經(jīng)超聲波及射線(對(duì)接焊縫) 無(wú)損檢測(cè),焊縫質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
(2) 產(chǎn)品試板檢測(cè)
同時(shí)在生產(chǎn)過(guò)程中,按要求對(duì)對(duì)接焊縫和角焊縫各做了一組產(chǎn)品試板,試板的檢測(cè)結(jié)果達(dá)到母材的性能要求。
5 　結(jié)　論
　　通過(guò)焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)結(jié)果、焊縫無(wú)損檢測(cè)結(jié)
　

注: 試板均斷在焊縫處。果及產(chǎn)品試板的驗(yàn)證結(jié)果,證明本產(chǎn)品的焊接方法、焊接材料、焊接工藝均達(dá)到和滿足設(shè)計(jì)要求,試驗(yàn)及應(yīng)用是成功的。武漢輕軌30 m 焊接工字梁已于2002 年7 月2 日順利架設(shè)完畢, 并經(jīng)載荷試驗(yàn), 達(dá)到設(shè)計(jì)載荷要求。
參　考　文　獻(xiàn):
[1 ] 　中鐵大橋局集團(tuán). 長(zhǎng)東黃河二橋設(shè)計(jì)與施工技術(shù)[ M ]. 武漢:武漢大學(xué)出版社,2002.

原作者：周　俊,祝　嵐,熊經(jīng)雄