钢箱梁工艺评定方案.doc

钢箱梁制造焊接工艺评定方案目 录1 项目及产品结构描述32 本项目产品接头形式分析列表43 工艺评定说明213.1 钢箱梁焊接工艺评定任务书编制的依据213.2 焊接方法的选择213.3 试板和焊接材料213.4 焊接设备213.5 工艺评定编号说明224 工艺评定过程操作要求224.1 所用母材和焊接材料的检验报告。224.2 评定时的焊接实况记录224.3 接头检验报告225 Q345D焊接工艺性分析235.1 原材料焊接性分析235.2 钢材火焰切割236 工艺评定方案241 项目及产品结构描述本桥理论桥跨为2x40米，为两跨等截面连续钢箱梁桥，是连接呼和浩特至锡林浩特跨线改建桥，钢桥纵向位于1.6%的上坡及R3500米的凸竖向曲线上，安装时在桥跨中部设置1.625cm预拱度;钢桥横坡由梁段绕中轴线旋转而成. 全桥钢箱梁横断面为单箱单室构造，桥顶面单幅桥宽15.5米，底面宽11.5米，梁高1.8米，主要由顶板、底板、腹板、横隔板、U肋、悬臂板等组成，如下图。根据图纸结构及相关设计文件，钢箱梁的焊缝形式主要分熔透型坡口对接焊缝，熔透型T型接头，非熔透型贴角焊缝，根据实际操作位置，主要有平焊、横焊、立焊、角焊等。根据不同的焊接形式、焊接位置、焊接方法及相关标准，制定相应的焊接工艺评定接头。2 本项目产品接头形式分析列表序号接头类型接头位置材料组合厚度组合产品接头形式焊接位置1对接钢板接料Q345D+Q345D8+8平焊2对接钢板接料Q345D+Q345D10+10平焊3对接钢板接料Q345D+Q345D12+12平焊4对接钢板接料Q345D+Q345D14+14平焊5对接钢板接料Q345D+Q345D16+16平焊6对接钢板接料Q345D+Q345D24+24平焊7对接边悬板对接Q345D+Q345D8+8立焊8对接竖向加劲板/水平肋对接/人洞镶边板对接Q345D+Q345D10+10平焊9对接顶板对接Q345D+Q345D16+16平焊10对接底板对接Q345D+Q345D14+14平焊11对接底板对接Q345D+Q345D14+16平焊12对接腹板对接Q345D+Q345D16+16立焊13对接顶板开口肋对接Q345D+Q345D14+14立焊14对接腹板加劲板对接Q345D+Q345D14+14平焊15角接腹板与底板Q345D+Q345D16+14横焊16角接腹板与底板Q345D+Q345D16+16横焊17角接腹板与顶板Q345D+Q345D16+16横焊18角接横隔板与顶板Q345D+Q345D12+16仰角焊19角接横隔板与底板Q345D+Q345D12+16平角焊20角接横隔板与底板Q345D+Q345D12+14平角焊21角接横隔板与腹板Q345D+Q345D12+16立焊22角接横隔板与顶板Q345D+Q345D24+16仰角焊23角接横隔板与底板Q345D+Q345D24+16平角焊24角接横隔板与底板Q345D+Q345D24+14平角焊25角接横隔板与腹板Q345D+Q345D24+16立焊26角接边悬臂隔板+顶板Q345D+Q345D12+16仰角焊27角接边悬臂隔板+腹板Q345D+Q345D12+16立焊28角接边悬臂隔板+边悬臂底板Q345D+Q345D12+14平角焊29角接边悬臂隔板+顶板Q345D+Q345D24+16仰角焊30角接边悬臂隔板+腹板Q345D+Q345D24+16立焊31角接边悬臂隔板+边悬臂底板Q345D+Q345D24+14平角焊32角接顶板开口肋+顶板Q345D+Q345D14+16平角焊33角接腹板加劲板+腹板Q345D+Q345D14+16平角焊34角接腹板加劲肋+腹板Q345D+Q345D10+16平角焊35角接竖向加劲板/水平肋+横隔板Q345D+Q345D10+12平角焊36角接竖向加劲板/水平肋+横隔板Q345D+Q345D10+24平角焊37角接竖向加劲板/水平肋+横隔板Q345D+Q345D16+24平角焊38角接水平肋+竖向加劲肋Q345D+Q345D10+10立焊39角接水平肋+竖向加劲肋Q345D+Q345D16+16立焊40角接人孔镶边+横隔板Q345D+Q345D10+12平角焊41角接人孔镶边+横隔板Q345D+Q345D10+24平角焊42角接边悬臂板+顶板Q345D+Q345D8+16平焊43角接边悬臂板+悬臂横隔板Q345D+Q345D8+12立焊44角接边悬臂板+悬臂横隔板Q345D+Q345D8+24立焊45角接顶板开口肋+悬臂横隔板Q345D+Q345D14+12立焊46角接顶板开口肋+悬臂横隔板Q345D+Q345D14+24立焊47角接纵腹板+底板Q345D+Q345D20+16横焊48角接纵腹板+横隔板Q345D+Q345D20+16立焊49角接加劲板N5+底板Q345D+Q345D12+16平角焊50角接加劲板N6+N5Q345D+Q345D35+12立焊51角接加劲板N5+横隔板Q345D+Q345D12+24立焊52角接纵腹板+加劲板N6Q345D+Q345D20+35平焊53角接加劲板+加劲板Q345D+Q345D12+12立焊54角接U肋与顶底板Q345D+Q345D6+16平焊55角接U肋与底板Q345D+Q345D6+14平焊56角接U肋与横隔板Q345D+Q345D6+12立焊57角接U肋与横隔板Q345D+Q345D6+24立焊58对接U肋与U肋Q345D+Q345D6+63 工艺评定说明3.1 钢箱梁焊接工艺评定任务书编制的依据根据设计图纸及相关文件要求，依据铁路钢桥制造规范TB10212-2009及招标文件“技术规范”有关规定，编制了钢箱梁制作安装焊接工艺评定方案，用以指导焊接工艺评定试验的实施。3.2 焊接方法的选择由于CO2气体保护焊具有焊接效率高，热输入量小，焊接接头热影响区窄，可有效提高焊接结构接头的综合机械性能，针对产品结构，我们确定产品所涉及的主要焊接方法采用CO2气体保护焊。埋弧自动焊具有生产效率高、焊缝质量高劳动条件好等优点，本项目钢板对接量较大，为提高产品生产效率确定将钢板接料采用埋弧自动焊。3.3 试板和焊接材料评定试板及拟选焊接材料的化学成分、力学性能：试板材料:Q345D应符合GB/T1591-2008低合金高强度结构钢。实芯焊丝 ER50-6 (GB/T8110-2008) 气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝。埋弧焊丝及焊剂: F48A4-H10Mn2，符合(GB/T 12470-2003) 埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂。3.4 焊接设备焊接设备主要使用NB-500K型硅整流气体保护焊机、MZ-1000型埋弧焊机.3.5 工艺评定编号说明材料规格组合接头形式焊接位置材料类组号组合焊接方法GMAW / F B 20/20 4 工艺评定过程操作要求焊接工艺评定的记录，必须包含以下内容4.1 所用母材和焊接材料的检验报告。钢板试板材质需按相关的标准要求进行化学成分和力学性能检测，取样按公司工艺评定操作规范中的取样位置示意图和试样加工图进行。并出具具有检测资质的检测报告。4.2 评定时的焊接实况记录记录每块试板焊接的操作人员，设备，实际焊接参数（预热温度、焊接电流、电压、焊接速度、层间温度），焊接时的影响因素（如：当时气温、湿度等）。可按焊接工艺评定过程记录表进行记录。4.3 接头检验报告 试板焊接完成24h后，对试板进行焊缝表面质量检查和内部质量无损检测，检测项目、执行标准、标准等级按焊接工艺评定方案中的要求进行，并出具相应报告 试板焊接完成并探伤检查后，需对接头进行解剖，对焊接接头做化学成分和力学性能检测，检测项目按焊接工艺评定方案中给出的检测项目进行，取样按厂标工艺评定操作规范中的接头取样位置示意图和试样加工图进行。同种材质焊接按该材质的标准要求判定焊接接头性能，异种材质焊接按两种材质中较低强度的材质标准对焊接接头进行判定，并出具具有检测资质的检测报告。5 Q345D焊接工艺性分析5.1 原材料焊接性分析钢箱梁主要使用的钢材为Q345D，符合国家标准GB/T 1591-2008低合金高强度结构钢，钢材出厂状态为热轧钢，可用碳当量（CEV）公式CEV=C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15计算。Q345D的碳当量CEV0.44，可焊性很好，在板厚不大于50mm、环境温度不小于5条件下焊接可以不进行预热，当环境温度低于5时应对试板或构件焊缝进行50以上的预热。5.2 钢材火焰切割 根据TB/T10212-2009中4.3.3规定，Q345D钢材火焰切割后，焰切面最高硬度不得大于HV350，因此，本桥使用的材质，需做火焰切割后的焰切面最高硬度试验。 试验办法：在常温状态下，在火焰切割的零件的焰切面上，均布取9个点，检测其硬度值，最高硬度不大于HV350，则判为合格。 试验数量： 取5个切割试样，每个试样均布检测9个检测点。6 工艺评定方案通过对本项目产品接头形式列表分析，根据铁路钢桥制造规范TB10212-2009及建筑钢结构焊接技术规程JGJ81-2002有关焊接工艺评定的规定，我们将规范允许覆盖和合并的项目整理成如下的评定方案评定方案表序号评定编号材料、厚度组合试板接头形式所代表的产品接头焊接位置焊接方法检测项目无损理化1GMAW /-FB10/10-1(覆盖产品板厚5-15)Q345D+Q345D10mm+10mm1、2、3、4、58平焊实芯焊丝双面CO2气体保护焊，反面清根外观检查按TB10212-09中表4.9.12UT GB/T11345-89 B 级接头拉伸（板）1个焊缝金属拉伸1个接头侧弯1个低温冲击6个接头硬度1组宏观断面腐蚀1个2GMAW /-FB16/16-1(覆盖产品板厚8-24)Q345D+Q345D16mm+16mm5、6平焊实芯焊丝双面CO2气体保护焊，反面清根外观检查按TB10212-09中表4.9.12UT GB/T11345-89 B 级接头拉伸（板）1个焊缝金属拉伸1个接头侧弯1个低温冲击6个接头硬度1组宏观断面腐蚀1个3SAW /-FB10/10-2(覆盖产品板厚5-15)Q345D+Q345D10mm+10mm1、2、3、4平焊实芯焊丝CO2气体保护焊打底，埋弧自动焊盖面，反面清根外观检查按TB10212-09中表4.9.12UT GB/T11345-89 B 级接头拉伸（板）1个焊缝金属拉伸1个接头侧弯1个低温冲击6个接头硬度1组宏观断面腐蚀1个4SAW /-FB16/16-2(覆盖产品板厚8-24)Q345D+Q345D16mm+16mm5、6平焊实芯焊丝CO2气体保护焊打底，埋弧自动焊盖面，反面清根外观检查按TB10212-09中表4.9.12UT GB/T11345-89 B 级接头拉伸（板）1个焊缝金属拉伸1个接头侧弯1个低温冲击6个接头硬度1组宏观断面腐蚀1个5GMAW /-FB16/16-3 (覆盖产品板厚8-24)Q345D+Q345D16mm+16mm8、9、10、11、14平焊实芯焊丝单面CO2气体保护焊，反面加陶瓷衬垫外观检查按TB10212-2009中表4.9.12UT GB/T11345-89 B 级接头拉伸（板）1个焊缝金属拉伸1个接头侧弯1个低温冲击6个接头硬度1组宏观断面腐蚀1个6GMAW /-VB10/10-1 (覆盖产品板厚5-15)Q345D+Q345D10mm+10mm7立焊实芯焊丝单面CO2气体保护焊，反面加陶瓷衬垫外观检查按TB10212-2009中表4.9.12UT GB/T11345-89 B 级接头拉伸（板）1个焊缝金属拉伸1个接头侧弯1个低温冲击6个接头硬度1组宏观断面腐蚀1个7GMAW /-VB16/16-1 (覆盖产品板厚8-24)Q345D+Q345D16mm+16mm12、13立焊实芯焊丝单面CO2气体保护焊，反面加陶瓷衬垫外观检查按TB10212-2009中表4.9.12UT GB/T11345-89 B 级接头拉伸（板）1个焊缝金属拉伸1个接头侧弯1个低温冲击6个接头硬度1组宏观断面腐蚀1个8GMAW/-HT10/10-1(覆盖产品板厚5-15)Q345D+Q345D10mm+10mm18、19、20、21、26、28、32、33、34、35、36、40、49、54、55、横焊实芯焊丝双面CO2气体保护焊，反面清根外观检查按TB10212-09中表4.9.12UT GB/T11345-89 B 级焊缝金属拉伸1个焊缝金属低温冲击6个接头硬度1组宏观断面腐蚀1个9GMAW/-HT20/20-1(覆盖产品板厚15-30)Q345D+Q345D20mm+20mm15、16、17、22、23、24、29、31、37、41、47横焊实芯焊丝双面CO2气体保护焊，反面清根外观检查按TB10212-09中表4.9.12UT GB/T11345-89 B 级焊缝金属拉伸1个焊缝金属低温冲击6个接头硬度1组宏观断面腐蚀1个10GMAW/-VT10/10-1(覆盖产品板厚5-15