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 月精品资料一、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/t f50-2011 ）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：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 （5.0 ）焊丝，配合 sj101q 焊剂。上下层桥面板对接焊缝填充盖面层焊接采用 h08mn2e（5.0）焊丝，配合 sj101q 焊剂。工型腹杆、桥面系 t 型横梁主焊缝采用 h08mna （5.0 ）焊丝， 配合 sj101q 焊剂。2.2 co 2 气体保护焊：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（1.2）焊接。上层桥面 u 肋焊缝采用药芯焊丝 e501t-1 （1.2）焊接，下层桥面纵向板肋焊缝采用实芯焊丝 er50-6 （1.2）焊接；弦杆、腹杆纵向加劲肋采用实芯焊丝 er50-6 （1.2）焊接。 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 （1.2）焊接。桥面板对接焊缝打底层焊接采用实芯焊丝 er50-6 （1.2 ）；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 （1.2）焊接；上下弦杆件之间工地对接焊缝采用药芯焊丝 e501t-1 （1.2）焊接。各类连接角焊缝平位采用实芯焊丝 er50-6 （1.2）焊接，立、仰位采用药芯焊丝 e501t-1 （1.2）焊接。2.3 焊条电弧焊：用于定位焊。采用焊条 e5015 （3.2）。焊材名称标准名称标准号埋弧焊丝熔化焊用钢丝gb/t14957-94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：埋弧焊剂埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂gb/t12470-2003co 2 实芯焊丝气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝gb/t8110-2008gb/t10045-200co 2 药芯焊丝碳钢药芯焊丝1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/t f50-2011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，质量等级为级；坡口角焊缝进行超声波探伤，质量等级为级； u肋焊缝进行磁粉探伤，质量等级为级。3、焊缝接头力学性能的要求板厚范围(mm)r el(mpa)r m(mpa)a(%)5034549020 50100335490213.1 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q345qd3.2 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） 对接接头力学性能试验项目、试样数量见表1。 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。试验试 件 型 式试验项目试验方法数量表1对接接头力学性能试验内容、试样数量表接头拉伸试验焊缝金属拉伸试验11按焊接接头机械性能试验方法对接焊缝接头侧弯试验（ =180 d=2a,3a ）1gb2649 2654 ；焊缝金属和热影响区 v型缺口低温冲各3侧弯时板厚击试验16mm 时， d=2a,接头硬度试验1表2角接接头力学性能试验项目、试样数量表板厚16mm 时，d=3a。试 件 型 式试验项目试验数量试验方法焊缝金属拉伸试验1全熔透角焊缝焊缝金属和热影响区 v型缺口低温冲击试验各3焊接接头机械性能试 验方法 gb2649 2654坡口角焊缝、 t形接头角焊缝接头硬度试验1焊缝金属拉伸试验1接头硬度试验1的规定进行5、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： ml15 13 60钢材： q345qd 12 400 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：伸出长度提升高度焊接时间焊接电流(mm)(mm)(s)(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。苏州宝带桥焊接工艺评定试验项目（一）对接焊缝板厚编号坡口形式组合焊接方法（工位） 焊接材料焊接工艺参数代表焊缝（接头表中备注序号）sd120+35埋弧自动焊（平位）h08mn2e(5.0)+sj101q 参数： 650-700a 28-30v 24m/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(5.0)+sj101q 参数： 650-700a 28-30v 24m/h上下弦节点板对接（ 9 ）反面气刨清根熔透气体保护焊打底， 埋弧自动焊填充盖面sd312+12（平位）气体保护焊丝：er50-6( 1.2)+co 2参数： 230-250a 23-25v埋弧焊材： h08mn2e( 5.0)+sj101q 参数： 650-700a 28-30v 24m/h上下层桥面板对接（ 39）反面贴陶质衬垫单面焊双面成型气体保护焊打底， 埋弧自动焊填充盖面sd412+12（平位）气体保护焊丝：er50-6( 1.2)+co 2参数： 230-250a 23-25v埋弧焊材： h08mn2e( 5.0)+sj101q 参数： 650-700a 28-30v 24m/h桥面板大间隙对接（ 39）反面贴陶质衬垫单面焊双面成型板厚编号坡口形式组合焊接方法（工位） 焊接材料焊接工艺参数代表焊缝（接头表中备注序号）平位气体保护焊（平+仰位）仰位焊接sd540+5e501t-1( 1.2) + co 2仰位桁片对接后在平位5平位： 250-280a 28-30v（ 20）气刨清根仰位： 200-220a 20-25v熔透桁片对接、40+4气体保护焊（立位）横梁腹板对反面气刨sd6e501t-1( 1.2) +co 20接清根熔透参数： 200-220a20-25v（ 21、44 ）反面贴陶气体保护焊（立位）横梁腹板与12+1质衬垫单sd72e501t-1( 1.2) +co 2弦杆对接面焊双面参数： 200-220a20-25v（ 40）成型反面贴陶气体保护焊（平位）横梁底板与12+1质衬垫单sd8e501t-1( 1.2) + co 2弦杆对接2面焊双面参数： 250-280a 28-30v（ 43）成型横梁底板与反面贴陶20+2气体保护焊（平位）弦杆对接、质衬垫单sd9e501t-1( 1.2) + co 20参数： 250-280a 28-30v弦杆桥位对面焊双面接(41 、38)成型焊接方法（工位）代表焊缝板厚编号坡口形式焊接材料（接头表中备注组合焊接工艺参数序号）w5(e5) 节反面贴陶气体保护焊（平位）sd150+5段下弦杆与质衬垫单e501t-1( 1.2) + co 200横梁对接面焊双面参数： 250-280a 28-30v（ 45）成型弦杆桥位对反面贴陶气体保护焊（立位）接、横梁腹sd120+3质衬垫单e501t-1( 1.2) +co 2板与弦杆对15面焊双面参数： 200-220a20-25v接成型（ 38、40 ）反面贴陶sd120+2气体保护焊（仰位）弦杆桥位对质衬垫单e501t-1( 1.2) +co 220参数： 200-220a20-25v接（ 38）面焊双面成型反面贴陶气体保护焊（平位）弦杆桥位大sd120+2质衬垫单e501t-1( 1.2) + co 2间隙对接30面焊双面参数： 250-280a 28-30v（ 38）成型气体保护焊（仰位）u 肋嵌补段反面加钢sd148+8e501t-1( 1.2) +co 2对接衬垫单面参数： 200-220a20-25v（ 46）焊双面成焊接方法（工位）代表焊缝板厚编号坡口形式焊接材料（接头表中备注组合焊接工艺参数序号）型（二）角焊缝焊接方法（工位）代表焊缝板厚编号坡口形式焊接材料（接头表备注组合焊接工艺参数中序号）先填充焊接气体保护焊（平角位）20+3面坡口，sr15e501t-1( 1.2) + co 2在面气刨参数： 250-280a 28-30v清根熔透先在面侧气体保护焊 +埋弧自动焊（平角位）焊接 2 道贴气体保护焊丝：e501t-1( 1.2) + co2角焊缝，在20+3sr2参数： 250-280a 28-30v上下弦杆面气刨后5埋弧焊材： h08mn2e( 5.0)+sj101q主焊缝采用埋弧自参数： 650-700a 28-30v 24m/h（ 5、6、动焊焊接，13 、14）熔透先采用气体气体保护焊 +埋弧自动焊（平角位）保护焊焊接气体保护焊丝：e501t-1( 1.2) + co2面坡口，35+3sr3参数： 250-280a 28-30v在面气刨0埋弧焊材： h08mn2e( 5.0)+sj101q后采用埋弧参数： 650-700a 28-30v 24m/h自动焊焊接，熔透焊接方法（工位）代表焊缝板厚编号坡口形式焊接材料（接头表备注组合焊接工艺参数中序号）先在面侧气体保护焊 +埋弧自动焊（平角位）焊接 2 道贴气体保护焊丝：e501t-1( 1.2) + co2角焊缝，在55+5sr4参数： 250-280a 28-30v面气刨后0埋弧焊材： h08mn2e( 5.0)+sj101q采用埋弧自参数： 650-700a 28-30v 24m/h动焊焊接，熔透气体保护焊（平角位）上弦杆横12+3气刨清根熔sr5e501t-1( 1.2) + co 2梁接头焊5透参数： 250-280a 28-30v缝（ 15）先采用气体气体保护焊 +埋弧自动焊（平角位）w5(e5) 下保护焊焊接气体保护焊丝：e501t-1( 1.2) + co2面坡口，40+5弦杆中横sr60参数： 250-280a 28-30v梁主焊缝在面气刨埋弧焊材： h08mn2e( 5.0)+sj101q后采用埋弧参数： 650-700a 28-30v 24m/h（ 28 ）自动焊焊接，熔透气体保护焊（立角位）支墩处横40+5气刨清根熔sr7e501t-1( 1.2) +co 2梁接头焊5透参数： 200-220a20-25v缝（ 4、8 、板厚编号坡口形式组合焊接方法（工位） 焊接材料焊接工艺参数代表焊缝（接头表备注中序号）29）埋弧自动焊（平角位）12+3气刨清根熔sr8焊材： h08mna( 5.0)+sj101q上层桥面0透参数： 650-700a 28-30v 24m/h系横梁腹气体保护焊（仰角位）板与底板、12+3气刨清根熔sr9e501t-1( 1.2) +co 2桥面板间0透参数： 200-220a20-25v焊缝气体保护焊（平角位）（ 15 、34 、sr125+3e501t-1( 1.2) + co 235）气刨清根熔00透参数： 250-280a 28-30v埋弧自动焊（平角位）腹杆主焊30+3sp1焊材： h08mna( 5.0)+sj101q缝0参数： 650-700a 28-30v 24m/h（ 18 、19 ）弦杆上腹气体保护焊（立角位）30+3杆接头板sp2e501t-1( 1.2) +co 25焊缝参数： 200-220a20-25v（7 、12 ）焊接方法（工位）代表焊缝板厚编号坡口形式焊接材料（接头表备注组合焊接工艺参数中序号）纵向加劲气体保护焊 (平角位 )焊缝20+2sp3er50-6( 1.2) + co 2（2 、10 、0参数： 250-280a 28-30v16 、17、27）气体保护焊（船型位）u 肋角焊sp48+12e501t-1( 1.2) +co 2缝参数： 230-250a 23-25v 30-40cm/min（ 33 ）气体保护焊（仰角位）u 肋嵌补sp58+12e501t-1( 1.2) +co 2段角焊缝参数： 200-220a20-25v（ 47 ）下层桥面12+2埋弧自动焊（船型位）横梁腹板st1焊材： h08mna( 5.0)+sj101q0与底板焊参数： 650-700a 28-30v 24m/h缝(23)各类角焊气体保护焊 (平位 )缝(3 、 11、12+2st2er50-6( 1.2) + co 22226 、0参数： 250-280a 28-30v30 、31、32 、36、板厚编号坡口形式组合焊接方法（工位） 焊接材料焊接工艺参数代表焊缝（接头表备注中序号）37)各类角焊st312+20气体保护焊（立位）e501t-1( 1.2) +co 2参数： 200-220a 20-25v缝(3 、 11、2226 、30 、31、32 、36、37)各类角焊st412+20气体保护焊（仰位）e501t-1( 1.2) +co 2参数： 200-220a 20-25v缝(3 、 11、2226 、30 、31、32 、36、37)附表：苏州宝带桥全桥主要接头形式表序号接头位置板厚组合图示接头类型焊接方法备注焊接工位一、下弦杆30+35节点板不20+35埋弧自动焊气刨清根熔1对接等厚对接20+45平焊透30+55顶、底、腹气体保护焊2板上纵向t=20/30坡口角接平角焊加劲横隔板气体保护焊3t=12/16t 型角接角焊缝平/ 立角焊支墩位置熔透 /坡气体保护焊隔板三面焊4隔板及加t=30/40/50口角接平/ 立角焊位置待定劲焊缝气体保护焊弦杆主棱t1=30/20节点板以外5角焊缝t2=30/20熔透角接+埋弧自动焊部位平角焊序号接头位置板厚组合图示接头类型焊接方法备注焊接工位t1=30/206t2=35/45/55熔透角接气体保护焊+埋弧自动焊平角焊节点板部位腹杆腹板7连接板及加劲t=20/30/40坡口角接气体保护焊平/ 立角焊横梁连接8板焊缝t=40/50熔透角接气体保护焊平/ 立角焊仅 w5(e5)节段二、上弦杆节点板不9等厚对接20+3520+4550+55埋弧自动焊对接平焊顶、底、腹10板上纵向加劲t=20坡口角接气体保护焊平角焊序号接头位置板厚组合图示接头类型焊接方法备注焊接工位横隔板11角焊缝t=12/16/30t 型角接气体保护焊平/立/仰角焊腹杆腹板12连接板及加劲t=20/30/40/50坡口角接气体保护焊平/ 立角焊13弦杆主棱角焊缝14t1=20/50/30 t2=20/50t1=20/50 t2=35/45/55熔透角接熔透角接气体保护焊+埋弧自动焊平角焊气体保护焊+埋弧自动焊平角焊节点板以外部位节点板部位横梁连接15板焊缝t=12/20/25熔透角接气体保护焊平/ 立角焊三、腹杆翼缘板、腹16板上加劲t=20/30坡口角接气体保护焊平角焊序号接头位置板厚组合图示接头类型焊接方法备注焊接工位1718翼缘板与腹板间焊缝19t=30/40/50坡口角接气体保护焊 或埋弧自动焊平角焊四、工厂桁片制造30+35腹杆翼缘35+40板与弦杆20节点板对接40+4540+5530+5550+55气体保护焊对接平+仰焊气刨清根腹杆腹板与弦杆腹21杆接头板对接30+3040+4050+50气体保护焊对接立焊气刨清根五、下层桥面序号接头位置板厚组合图示接头类型焊接方法备注焊接工位桥面板单22元纵肋焊缝t=8t 型角接气体保护焊平角焊气体保护焊23横梁主焊t=10t 型角接或埋弧自动焊平/ 仰角焊缝24t=16坡口/t 型角接气体保护焊或埋弧自动焊平角焊25横梁加劲t=8t 型角接气体保护焊平/ 立角焊焊缝26 t=16t 型角接气体保护焊平角焊顶、底、腹27 板纵向加劲t=20/30坡口角接气体保护焊平角焊w5(e5) 节段下弦杆中横梁焊接方法序号接头位置板厚组合图示接头类