焊接工艺评定方案(修订)

1、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.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

2、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 &

3、#215;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 CO2 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）

4、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）。以上选用焊材除H08Mn2E采用专用技术条件外 .其余均符

5、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/T14957-94GB/T12470-200埋弧焊剂埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂 3CO2 实芯焊丝气体保护电弧焊用碳钢 、低合金钢焊丝 GB/T8110-2008GB/T10045-200CO2 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 中表的规定 。2、焊缝外观质量检查合格后进行无损检

6、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 。板厚范围ReLRmA材质(mm)(MPa)(MPa)(%).板厚范围ReLRmA材质(MPa)(MPa)(%)(mm)5034549020Q345qD5010033549

7、0213.2 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

8、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。表1对接接头力学性能试验内容、试样数量表试验试件型式试验项目 试验方法数量.接头拉伸试验1按焊接接头机械焊缝金属拉伸试验1性能试验方法 接头侧弯试验 （°）1GB2649 2654 ；=180d=2a,3a对接焊缝焊缝金属和热影

9、响区 V型缺口低温冲侧弯时板厚 各316mm 时.d=2a,击试验板厚 >16mm接头硬度试验1时 .d=3a。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焊缝金属拉伸试验1焊缝金属和热影响区 V型缺全熔透角焊缝各3焊接接头机械性能试验口低温冲击试验1方法GB2649 2654 的接头硬度试验规定进行坡口角焊缝 、T焊缝金属拉伸试验1形接头角焊缝接头硬度试验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：Q345q

10、D 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

11、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）埋弧自动焊 （平位）上下弦节点20+3反面气刨SD1H08Mn2E( 5.0)+SJ101q板对接5清根熔透参数： 650-700A 28-30V 24m/h（1、9）埋弧自动焊 （平位）上下弦节点50+5反面气刨SD2H08Mn2E( 5.0)+SJ101q板对接5清根熔透参数：

12、650-700A 28-30V 24m/h（ 9 ）气体保护焊打底 .埋弧自动焊填充盖面（平位）反面贴陶上下层桥面12+1气体保护焊丝 ： ER50-6( 1.2)+CO 2质衬垫单SD3板对接2参数： 230-250A 23-25V面焊双面（ 39）埋弧焊材 ： H08Mn2E( 5.0)+SJ101q成型参数： 650-700A 28-30V 24m/h气体保护焊打底 .埋弧自动焊填充盖面（平位）反面贴陶桥面板大间12+1气体保护焊丝 ： ER50-6( 1.2)+CO 2质衬垫单SD4隙对接2参数： 230-250A 23-25V面焊双面（ 39）埋弧焊材 ： H08Mn2E( 5.0)

13、+SJ101q成型参数： 650-700A 28-30V 24m/h.焊接方法 （工位 ）板厚编号坡口形式焊接材料组合焊接工艺参数平位气体保护焊 （平+ 仰位 ）40+5E501T-1( 1.2) + CO 2SD5仰位5平位： 250-280A 28-30V仰位： 200-220A 20-25V气体保护焊 （立位）40+4SD6E501T-1( 1.2) +CO 20参数 ： 200-220A20-25V气体保护焊 （立位）12+1SD7E501T-1( 1.2) +CO 22参数 ： 200-220A20-25V气体保护焊 （平位）12+1SD8E501T-1( 1.2) + CO 22参

14、数： 250-280A 28-30V气体保护焊 （平位）20+2SD9E501T-1( 1.2) + CO 20参数： 250-280A 28-30V代表焊缝（接头表中备注序号）仰位焊接桁片对接后在平位（ 20）气刨清根熔透桁片对接 、横梁腹板对反面气刨接清根熔透（ 21、44 ）反面贴陶横梁腹板与质衬垫单弦杆对接面焊双面（ 40）成型反面贴陶横梁底板与质衬垫单弦杆对接面焊双面（ 43）成型横梁底板与反面贴陶弦杆对接 、质衬垫单弦杆桥位对面焊双面.焊接方法 （工位 ）板厚编号坡口形式焊接材料组合焊接工艺参数气体保护焊 （平位）SD150+5E501T-1( 1.2) + CO 200参数： 2

15、50-280A 28-30V气体保护焊 （立位）SD120+3E501T-1( 1.2) +CO 215参数 ： 200-220A20-25V气体保护焊 （仰位）SD120+2E501T-1( 1.2) +CO 220参数 ： 200-220A20-25V气体保护焊 （平位）SD120+2E501T-1( 1.2) + CO 230参数： 250-280A 28-30V代表焊缝（接头表中备注序号）接 (41 、 38)成型W5(E5) 节反面贴陶段下弦杆与质衬垫单横梁对接面焊双面（ 45）成型弦杆桥位对接、横梁腹反面贴陶板与弦杆对质衬垫单接面焊双面（ 38、成型40 ）反面贴陶弦杆桥位对质衬垫

16、单接（ 38）面焊双面成型弦杆桥位大反面贴陶间隙对接质衬垫单（ 38）面焊双面.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）成型反面加钢气体保护焊 （仰位）U 肋嵌补段SD1衬垫单面8+8E501T-1( 1.2) +CO 2对接4焊双面成参数 ： 200-220A 20-25V（ 46）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（接头表组合备注20+3SR1520+3SR2535+3SR30焊接工艺参数中序号 ）气体保护焊 （平角位 ）E501T-1( 1.2) + CO 2参数 ： 250-280A 28-30V气体保护焊

17、 + 埋弧自动焊 （平角位 ）气体保护焊丝 ： E501T-1( 1.2) + CO 2参数 ： 250-280A 28-30V上下弦杆埋弧焊材 ： H08Mn2E( 5.0)+SJ101q主焊缝参数 ： 650-700A 28-30V 24m/h（ 5、 6、13、 14 ）气体保护焊 + 埋弧自动焊 （平角位 ）气体保护焊丝 ： E501T-1( 1.2) + CO 2参数 ： 250-280A 28-30V埋弧焊材 ： H08Mn2E( 5.0)+SJ101q参数 ： 650-700A 28-30V 24m/h先填充焊接面 坡口 .在面气刨清根熔透先在面 侧焊接 2道贴角焊缝 .在面 气

18、刨后采用埋弧自动焊焊接 .熔透先采用气体保护焊焊接面 坡口 .在面气刨后采用埋弧自动焊焊接 .熔透.焊接方法 （工位）板厚编号坡口形式焊接材料组合焊接工艺参数气体保护焊 + 埋弧自动焊 （平角位 ）气体保护焊丝 ： E501T-1( 1.2) + CO 255+5SR4参数 ： 250-280A 28-30V0埋弧焊材 ： H08Mn2E( 5.0)+SJ101q参数 ： 650-700A 28-30V 24m/h气体保护焊 （平角位 ）12+3SR5E501T-1( 1.2) + CO 25参数 ： 250-280A 28-30V气体保护焊 + 埋弧自动焊 （平角位 ）气体保护焊丝 ： E5

19、01T-1( 1.2) + CO 240+5SR6参数 ： 250-280A 28-30V0埋弧焊材 ： H08Mn2E( 5.0)+SJ101q参数 ： 650-700A 28-30V 24m/h气体保护焊 （立角位 ）40+5SR7E501T-1( 1.2) +CO 25参数 ： 200-220A20-25V代表焊缝（接头表中序号 ）上弦杆横梁接头焊缝（15）W5(E5) 下弦杆中横梁主焊缝（ 28 ）支墩处横梁接头焊缝（4、8、 29）备注先在面 侧焊接 2道贴角焊缝 .在面 气刨后采用埋弧自动焊焊接 .熔透气刨清根熔透先采用气体保护焊焊接面 坡口 .在面气刨后采用埋弧自动焊焊接 .熔透

20、气刨清根熔透.焊接方法 （工位）板厚编号坡口形式焊接材料组合焊接工艺参数埋弧自动焊 （平角位 ）12+3SR8焊材 ： H08MnA( 5.0)+SJ101q0参数 ： 650-700A 28-30V 24m/h气体保护焊 （仰角位 ）12+3SR9E501T-1( 1.2) +CO 20参数 ： 200-220A 20-25V气体保护焊 （平角位 ）SR125+3E501T-1( 1.2) + CO 2代表焊缝（接头表中序号 ）上层桥面系横梁腹板与底板、桥面板间焊缝（ 15 、34、 35 ）备注气刨清根熔透气刨清根熔透气刨清根熔0030+3SP1030+3SP2520+2SP30参数 ：

21、250-280A 28-30V埋弧自动焊 （平角位 ）焊材 ： H08MnA( 5.0)+SJ101q参数 ： 650-700A 28-30V 24m/h气体保护焊 （立角位 ）E501T-1( 1.2) +CO 2参数 ： 200-220A20-25V气体保护焊 (平角位 )ER50-6( 1.2) + CO 2参数 ： 250-280A 28-30V腹杆主焊缝（ 18 、19）弦杆上腹杆接头板焊缝（ 7、 12）纵向加劲焊缝（ 2、 10、透.焊接方法 （工位）板厚编号坡口形式焊接材料组合焊接工艺参数气体保护焊 （船型位 ）E501T-1( 1.2) +CO 2SP48+12参数 ： 23

22、0-250A 23-25V30-40cm/min气体保护焊 （仰角位 ）SP58+12E501T-1( 1.2) +CO 2参数 ： 200-220A20-25V埋弧自动焊 （船型位 ）12+2ST1焊材 ： H08MnA( 5.0)+SJ101q0参数 ： 650-700A 28-30V 24m/h气体保护焊 (平位 )12+2ST2ER50-6( 1.2) + CO 20参数 ： 250-280A 28-30V代表焊缝（接头表备注中序号 ）16、 17 、27）U 肋角焊缝（ 33 ）U 肋嵌补段角焊缝（ 47 ）下层桥面横梁腹板与底板焊缝 (23)各类角焊缝 (3、11、2226 、30

23、、 31 、32、 36 、.焊接方法 （工位）板厚编号坡口形式焊接材料组合焊接工艺参数气体保护焊 （立位 ）12+2ST3E501T-1( 1.2) +CO 20参数 ： 200-220A 20-25V气体保护焊 （仰位 ）12+2ST4E501T-1( 1.2) +CO 20参数 ： 200-220A 20-25V代表焊缝（接头表备注中序号 ）37)各类角焊缝 (3、11、2226 、30、 31 、32、 36 、37)各类角焊缝 (3、11、2226 、30、 31 、32、 36 、37).附表：苏州宝带桥全桥主要接头形式表焊接方法序号接头位置板厚组合图示接头类型备注焊接工位一、下弦

24、杆30+35节点板不1等厚对接顶、底、2 腹板上纵向加劲横隔板3角焊缝支墩位置4 隔板及加劲焊缝弦杆主棱5角焊缝20+3520+4530+55t=20/30t=12/16t=30/40/50t1=30/20t2=30/20埋弧自动焊气刨清根熔对接平焊透气体保护焊坡口角接平角焊气体保护焊T 型角接平/ 立角焊熔透 / 坡气体保护焊隔板三面焊口角接平/ 立角焊位置待定气体保护焊节点板以外熔透角接+ 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t1=30/206熔透角接t2=35/45/55腹杆腹板7连接板及t=20/30/40坡口角接加劲横梁连接8t=40/50熔透角接板焊缝二、上弦杆2

25、0+35节点板不920+45对接等厚对接50+55顶、底、10腹板上纵t=20坡口角接向加劲焊接方法焊接工位气体保护焊+ 埋弧自动焊平角焊气体保护焊平/ 立角焊气体保护焊平/ 立角焊埋弧自动焊平焊气体保护焊平角焊备注节点板部位仅 W5(E5) 节段.序号接头位置板厚组合图示接头类型横隔板11t=12/16/30T 型角接角焊缝腹杆腹板t=20/30/40/12连接板及坡口角接50加劲t1=20/50/3013熔透角接t2=20/50弦杆主棱角焊缝t1=20/5014熔透角接t2=35/45/55横梁连接15t=12/20/25熔透角接板焊缝三、腹杆翼缘板 、16t=20/30坡口角接腹板上加焊

26、接方法备注焊接工位气体保护焊平/ 立/ 仰角焊气体保护焊平/ 立角焊气体保护焊节点板以外+ 埋弧自动焊部位平角焊气体保护焊+ 埋弧自动焊节点板部位平角焊气体保护焊平/ 立角焊气体保护焊平角焊.焊接方法序号接头位置板厚组合图示接头类型备注焊接工位劲1718翼缘板与气体保护焊腹板间焊t=30/40/50坡口角接或埋弧自动焊缝平角焊19四、工厂桁片制造30+35腹杆翼缘35+40板与弦杆40+45气体保护焊20对接气刨清根节点板对40+55平+仰焊接30+5550+55腹杆腹板30+30与弦杆腹气体保护焊2140+40对接气刨清根杆接头板立焊50+50对接.序号接头位置板厚组合图示接头类型五、下层桥

27、面桥面板单22元纵肋焊t=8T 型角接缝23t=10T 型角接横梁主焊缝坡口/T 型24t=16角接25t=8T 型角接横梁加劲焊缝26t=16T 型角接顶、底、27腹板纵向t=20/30坡口角接加劲焊接方法备注焊接工位气体保护焊平角焊气体保护焊或埋弧自动焊平/ 仰角焊气体保护焊或埋弧自动焊平角焊气体保护焊平/ 立角焊气体保护焊平角焊W5(E5) 节段气体保护焊下弦杆中横平角焊梁.序号接头位置板厚组合图示接头类型横梁腹板28与顶、底t=40/50熔透角接板焊缝支座承压板、立柱29t=30/40熔透角接承压板焊缝六、上层桥面顶板一字30t=10/16T 型角接肋焊缝31t=12T 型角接挑梁焊缝32t=10T 型角接33U 肋焊缝t=8坡口角接焊接方法备注焊接工位气体保护焊+ 埋弧自动焊平角焊气体保护焊平/ 立角焊气体保护焊t=10,K=6平角焊t=16,K=8气体保护焊平角焊气体保护焊平/ 立角焊气体保护焊船型焊.焊接方法序号接头位置板厚组合图示接头类型备注焊接工位气体保护焊34t=12熔透角接或埋弧自动焊横梁主焊平/ 仰角焊缝