佛山西樵大桥钢结构焊接工艺评定试验

1、中国工程监理论坛 佛山市南庄至西樵山根公路工程路基桥涵施工【西樵大桥钢结构】焊接工艺评定试验编制： 审核： 审定： 中交二航局佛山市南庄至西樵山根公路工程路基桥涵施工项目经理部二一年九月二十七日目 录一、西樵大桥工程概述1二、焊接工艺评定试验2三、拟定的西樵大桥焊接工艺评定项目3四、 焊后接头试件检测评定7 4.1 外观检测7 4.2 超声波和磁粉检测7 4.3 射线探伤检测8 4.4 焊接接头的理化试验评定94.4.1理化评定试验项目分类94.4.2 试验方法和标准94.4.3 试验结果评定标准10一、西樵大桥工程概述佛山市南庄至西樵山根公路工程西樵大桥斜拉桥跨径组合为120+125=245

2、m，本桥采用单塔平行双索面布置，塔墩固结、主梁半漂浮结构体系，主塔处设立竖向可调高支座、纵向限位支座和横向限位支座；边墩设纵向活动支座和横向限位支座。桥面全宽42.5m，车道布置为2×0.25m(栏杆)+2.0m(人行道)+2.0m(锚索区)+0.5m(防撞栏)+15.75(机动车道)+1.5m(中央分隔带)。本桥主梁采用整体式流线型扁平钢箱梁，主要轮廓尺寸为：不含风嘴全宽42.5m，中央分隔带宽度1.5m，道路中心线处梁高3.0m，顶板设2%横坡，底板水平。单幅桥钢箱梁内设5道纵腹板，形成单箱六室断面。标准节段长度9m，梁上索距取9m，最大节段重量约210t。钢箱梁划分为A、B、C

3、1、C2、D、E1、E2共7种类型28个节段。其中标准梁段C梁段分为C1、C2两种类型共22段，其中C1梁段12节，C2梁段10节，梁段长9m，吊装重量约为198.8吨；与钢砼结合段连接的B梁段为1种类型共2段，其长度为9.0m，吊装重量约为210吨；端头梁段D长度为8.5m，重量为200吨；端头梁段E分为E1、E2两节，长度分别为7.42m、5.5m，吊装重量分别为230吨、150吨。钢箱梁为全焊钢结构，梁段工地连接均采用焊接方式；钢箱梁主体结构采用Q345qC钢材。桥型布置如图1所示：图1 主桥桥型图二、焊接工艺评定试验焊接是制造钢桥的重要工艺，焊接质量在很大程度上决定了钢桥制造质量。焊接

4、质量包括诸多方面的内容：焊缝外观、焊接缺陷、焊接变形与应力、焊接接头的使用性能（力学性能、弯曲性、耐腐蚀性能、低温性能、高温性能等）和焊接接头外型尺寸等。焊接工艺是保证钢桥焊接质量的重要措施。焊接工艺覆盖全桥所有焊接接头。针对钢桥的各种焊接接头，焊接工艺将主要涉及以下内容：（1）接头坡口开制。（2）相应的焊接材料、焊接方法的选择。（3）对应焊接工位合适的焊接电流、焊接电压以及焊接速度。焊接工艺评定试验是应焊接钢桥生产实际需要，针对钢桥上各种具体的焊接接头形式，而开展的一项重要的焊接工艺效果评定试验。试验将在具有相应资质的计量与焊接试验研究所进行，根据工艺员拟定的焊接工艺，采用相应资质焊工实际焊

5、接工艺评定试板，焊后进行理化试验充分考察评定试板焊接接头的使用性能，评估其是否符合设计要求，并记录相关的实测数据。焊接接头的使用性能若符合设计要求，则证明所拟定的焊接工艺是正确的。当用于焊接钢桥时，钢桥焊接接头的使用性能同样可以满足要求。焊接工艺能对钢桥各种部位焊接给出合理指导，能够避免焊接工作的随意性、盲目性。焊接工艺评定试验有利于工艺员编制正确的焊接工艺，保证钢桥的焊接质量。开展焊接工艺评定试验是一件非常有意义的工作。焊接工艺评定试验能够评定施焊单位是否有能力焊出符合相关国家或行业标准、技术规范及设计要求的焊接接头。验证施焊单位所拟订的焊接工艺指导书是否正确。并为制定正式的焊接工艺指导书提

6、供可靠的技术依据。三、拟定的西樵大桥焊接工艺评定项目根据现有西樵大桥设计图纸、铁路钢桥制造规范TB10212-2009、已编制焊接工艺评定清册，共计32项，结合实际情况为西樵大桥进行焊接工艺评定试验。拟定的试板材质、接头板厚组合、坡口尺寸、焊接方法、焊接材料及适用部位见表一。表一 接头坡口尺寸、焊接方法及适用部位序号评定项目接头形式试板材质焊接材料牌号及规格焊接方法适用部位备注1M12Q345qCH10Mn25.0SJ101双面埋弧焊，先焊一侧，背面清23mm，再焊另一侧钢板拼接2M20Q345qCH10Mn25.0SJ101双面埋弧焊，先焊坡口侧，背面清35mm，再焊另一侧钢板拼接3M30Q

7、345qCH10Mn25.0SJ101双面埋弧焊先焊深坡口侧，背面清根后，再焊浅坡口侧钢板拼接预热4EM20CQ345qCER50-61.2H10Mn25.0SJ101陶质衬垫实芯焊丝CO2气保焊打底，埋弧焊填充、盖面面板对接衬垫5E20CQ345qCER50-61.2陶质衬垫实芯焊丝CO2气保焊面、底板对接衬垫6E12LCQ345qCE501T-11.2陶质衬垫药芯焊丝CO2气保焊横隔板立对接衬垫7E25LCQ345qCE501T-11.2陶质衬垫药芯焊丝CO2气保焊腹板立对接衬垫8EJ20Q345qCE501T-11.2药芯焊丝CO2气保焊先焊坡口侧，背面清根后，再焊另一侧横隔板与底板之间

8、平角焊缝9EJ20/25LQ345qCE501T-11.2药芯焊丝CO2气保焊先焊坡口侧，背面清根后，再焊另一侧横隔板与腹板之间立角焊缝10EJ20YQ345qCE501T-11.2药芯焊丝CO2气保焊先焊坡口侧，背面清根后，再焊另一侧横隔板与顶板之间仰角焊缝11EMJ40/30Q345qCE501T-11.2 H10Mn25.0药芯焊丝CO2气保焊先焊内侧，外侧清根后，再采用埋弧焊钢横梁腹板与底板之间平角焊缝预热12SEJ40RQ345qCE50154.0 E501T-11.2钢衬垫手工电弧焊打底，药芯焊丝CO2气保焊钢横梁锚板全熔透角焊缝预热13EJ12Q345qCER50-61.2实芯焊

9、丝CO2气保焊腹板与底板之间平角焊缝反面清根14EJ16/12YQ345qCE501T-11.2药芯焊丝CO2气保焊腹板与顶板之间仰角焊缝反面清根15EJ16/20YRQ345qCE501T-11.2药芯焊丝CO2气保焊先焊坡口侧，背面清根后，再焊另一侧外腹板与顶板之间仰角焊缝16EJ16/20CQ345qCER50-61.2陶质衬垫实芯焊丝CO2气保焊外腹板与斜底板之间平角焊缝17EJ20Q345qCER50-61.2实芯焊丝CO2气保焊全桥所有K=812mm的平贴角焊缝不作熔透要求18EJ20LQ345qCE501T-11.2药芯焊丝CO2气保焊全桥所有K=812mm的立贴角焊缝不作熔透要

10、求19EJ20YQ345qCE501T-11.2药芯焊丝CO2气保焊全桥所有K=812mm的仰贴角焊缝不作熔透要求20EJ6/20Q345qCER50-61.2实芯焊丝CO2气保焊U肋与底板单元件平角接25°斜胎架80%熔深21EJ6/20(1)Q345qCER50-61.2实芯焊丝CO2气保焊U肋与底板工地预留平角接80%熔深22EJ10/20Q345qCER50-61.2 E501T-11.2实芯焊丝CO2气保焊打底，药芯焊丝CO2气保焊盖面U肋与面板单元件平角接25°斜胎架80%熔深23EJ10/20YQ345qCE501T-11.2药芯焊丝CO2气保焊U肋与顶板工地

11、预留仰角接80%熔深24EJ10/20(1)Q345qCER50-61.2实芯焊丝CO2气保焊U肋与底板工地预留平角接80%熔深25E8RQ345qCE501T-11.2钢衬垫药芯焊丝CO2气保焊U肋工地嵌补平对接26E8LRQ345qCE501T-11.2钢衬垫药芯焊丝CO2气保焊U肋工地嵌补立对接27E8YRQ345qCE501T-11.2钢衬垫药芯焊丝CO2气保焊U肋工地嵌补仰对接28E20C-KQ345qCE501T-11.2陶质衬垫药芯焊丝CO2气保焊面、底板宽间隙平对接29E20LCQ345qCE501T-11.2陶质衬垫药芯焊丝CO2气保焊腹板宽间隙立对接30MJ20Q345qC

12、H08MnA1.6SJ101细丝埋弧自动焊腹板纵肋角对接不作熔透要求31EJ40/50Q345qCE501T-11.2药芯焊丝CO2气保焊先焊内侧，外侧清根后，再焊外侧锚拉板上部件之间平角焊缝预热32EJ40/16Q345qCE501T-11.2药芯焊丝CO2气保焊锚拉板与顶板之间角接焊缝注：第一位英文字母表示焊接方法：E表示CO2气体保护焊；M表示埋弧自动焊；S表示手工电弧焊。第二位英文字母表示接头形式：J表示角接，对接省略；阿拉伯数字表示母材厚度，单位为mm，两种母材的厚度用"/"隔开。最后一位英文字母表示焊接位置：L表示立焊，平焊省略；若为特殊的焊接形式，在最后的英文

13、字母后添加标志：C表示陶质衬垫焊；若为宽间隙，在最后加字母"K"。四、 焊后接头试件检测评定4.1 外观检测焊后，待焊缝冷却到环境温度，对试板进行外观检测，不得有裂纹、未熔合、焊瘤、夹渣、未填满弧坑及漏焊等缺陷。所有焊缝的外观质量标准应达到TB10212-2009规定，质量要求需符合下表二的规定。表二 焊缝外观质量标准 （单位：mm）项目焊缝种类质量标准气孔横向对接焊缝不允许纵向对接焊缝、主要角焊缝直径小于1每米不多于3个,间距不小于20其他焊缝直径小于1.5咬边受拉部件横向对接焊缝及竖向加劲肋角焊缝受拉区不允许受压部件横向对接焊缝及竖向加劲肋角焊缝受压区0.3纵向对接焊缝

14、、主要角焊缝0.5其他焊缝1.0连续长度小于等于100，且两侧咬边总长小于等于10%焊缝全长焊脚尺寸主要角焊缝K其他角焊缝K 焊波角焊缝2.0（任意25mm范围高低差）余高对接焊缝3.0（焊缝宽b12）4.0（12b25）4b/25(b25)需要铲磨余高的对接焊缝1+0.5 2-0.3注：手工角焊缝全长的10%允许K4.2 超声波和磁粉检测焊后24h，对板厚10mm熔透及部分熔透焊缝进行100%超声波检验，级合格，部分熔透焊缝探伤深度见评定项目备注，超声波检验执行标准为TB10212-2009；对板厚为8mm的对接焊缝进行100%超声波检验，级合格，执行标准为GB11345-89；并对所有焊缝

15、进行100%磁粉检验，级合格，执行标准为JB6061-2007。超声波一般采用柱孔标准试块，也可采用经过校准的其它孔型试块；如超声波探伤已可准确认定焊缝存在裂纹，则应判定焊缝质量不合格；对用超声波不能准确认证缺陷严重程度的焊缝，则补充进行X射线探伤拍片，并以拍片结果来评定焊缝缺陷。4.3 射线探伤检测试板对接焊缝拍片一张，级合格，执行标准为GB3323-2005。对接焊缝内部质量射线探伤质量要求见表三。表三 对接焊缝内部质量射线探伤质量要求焊缝类别板厚(mm)视场范围(mm)质量要求气孔允许点数裂纹、未熔合、未熔透单个条状渣长L(mm)条状夹渣总长(mm)102510×1025不允许

16、不允许不允许254010×2046102510×1048不允许最小可为3，最大T/4在任意直线上，相邻两夹渣间距均不超过6L的任何一组夹渣，其累计长度在12T焊缝长度内不超过T(L为该组夹渣中最长的夹渣)254010×2089、类焊缝不允许超过直径2.0mm和3.0mm针状气孔；在缺陷评定区当母材厚度等于或小于25mm时，评定区尺寸为10mm×10mm；当母材厚度大于25mm，且小于100mm时，评定区尺寸为10mm×20mm，评定区范围内的不记点数的缺陷数不得多于10个。不记点数缺陷按以下规定：母材厚度小于或等于25mm时，长度0.5mm的缺

17、陷；母材厚度大于2550mm时，长度0.7mm的缺陷；母材厚度大于50mm时，缺陷长度1.4T的缺陷，可定为不记点数的缺陷。超过此值的缺陷均为记点数的缺陷。出自：监理资料焊缝记点缺陷点数可用拍片记录缺陷实际长度进行换算，换算方法见表四。其它技术要求按钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级（GB3323-2005）的规定。表四 缺陷点数换算表缺陷长度(mm)112233446688点数 12361015254.4 焊接接头的理化试验评定4.4.1理化评定试验项目分类焊接接头的理化试验评定将在具有相应资质的计量与焊接试验研究所进行。根据接头的不同类型，其理化评定试验项目分类如表五。出自：监理资料表五

18、理化评定试验项目分类表试件型式试验项目试样数量试验方法对接接头焊接接头的拉伸试验1焊接接头机械性能试验方法（GB26492654）焊缝金属的拉伸试验1焊接接头的侧弯试验1焊缝及热影响区的低温冲击试验各3件焊接接头的硬度试验1焊接接头的宏观金相1熔透角接接头焊缝金属拉伸试验1低温冲击试验6接头硬度试验1焊接接头的宏观金相1T型接头焊缝金属的拉伸试验（符合取样条件）1焊接接头的硬度试验1焊接接头的宏观金相1 注： 弯曲角=180°； 缺口开在焊缝中心及熔合线外1mm处各3件。4.4.2 试验方法和标准理化试验评定将采用标准方法，并严格遵照相应标准。（1）焊缝力学性能试验取样按焊接接头机械性能试验取样方法GB2649-89进行。 （2）对接接头拉伸试验按焊接接头拉伸试验方法GB2651-2008进行。 （3）焊缝金属拉伸试验按焊缝及熔敷金属拉伸试验方法GB2652-2008进行。 （4）弯曲试验按焊接接头弯曲试验方法GB2653-2008进行。（5）0冲击试验按焊接接头冲击试验方法GB2650-2008进行夏比冲击试验（V型缺口