一种高强钢板钢管桩对接环焊缝焊接方法技术

本发明专利技术公开了一种高强钢板钢管桩对接环焊缝焊接方法，该方法包括在500MPa级特厚钢板钢管桩对接环焊缝处相对的端面设置X形坡口；所述X形坡口在所述钢管桩内外方向上形成非对称形式；所述X形坡口的坡口角度为35～40

【技术实现步骤摘要】
一种高强钢板钢管桩对接环焊缝焊接方法


[0001]本专利技术涉及桥梁钢结构制
，特别是涉及一种高强钢板钢管桩对接环焊缝焊接方法。

技术介绍

[0002]现代桥梁结构向大跨度、重载荷、长寿命等方向发展，我国在桥梁建设中也越来越多地使用500MPa级别的高强钢。例如沪通长江大桥首次采用Q500qE 高性能桥梁钢，板厚最大65毫米；芜湖长江二桥和常泰长江大桥也有使用 500MPa级别的高强钢，板厚最大64毫米。
[0003]国道109新线高速公路安家庄特大桥采用Q500MD(90毫米)+S13603(4 毫米)复合钢板钢管桩，直径3、4m，这是国内首次在钢桥制造领域采用Q500MPa 级高强度、特厚复合板(90+4毫米)钢管桩，鉴于该结构拘束度(径厚比达到规范允许下限)及钢板高强度,板厚大，管环口对接拘束应力很大，高强钢焊缝的塑性差，在强拘束度下厚板三向应力作用下，在焊缝中极易产生气孔、夹渣、未熔合、冷裂纹的焊接缺陷，对现场焊接施工提出了更高的要求，需要制定特殊的焊接工艺来保证焊接质量满足设计要求。
[0004]为了解决上述问题，如中国专利201410737156.8：一种不锈钢复合钢管环焊缝焊接工艺给出了一种化工用不锈钢复合钢管的坡口形式及预热要求，能保证焊缝的焊接质量和一次合格率。
[0005]然而，上述的焊接专利并不适用于500MPa级特厚复合钢板钢管桩对接环焊缝的焊接，同时，没有给出钢管环焊缝焊接制造的具体坡口尺寸、焊接预热、焊接顺序、焊接材料、焊缝锤击、焊缝热处理和焊接制造中需采取的技术措施，不能有效防止冷裂纹的产生。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种高强钢板钢管桩对接环焊缝焊接方法。
[0007]本专利技术提供了如下方案：
[0008]一种高强钢板钢管桩对接环焊缝焊接方法，包括：
[0009]在500MPa级特厚钢板钢管桩对接环焊缝处相对的端面设置X形坡口；位于所述钢管桩内侧的内侧坡口深度大于位于所述钢管桩外侧的外侧坡口深度，以使所述X形坡口在所述钢管桩内外方向上形成非对称形式；所述X形坡口的坡口角度为35～40
°
，根部间隙为0～3毫米；
[0010]焊接前对所述钢管桩进行预热，所述预热的温度为150～200℃；
[0011]采用内外分层交替焊接的方式将所述X形坡口填满；焊接过程所述高强钢板道间温度控制在150～200℃之间；
[0012]所述X形坡口填满后，采用盖石棉毯将所述钢管桩焊缝处加热到200℃～ 250℃，保温3.5～4小时后断电冷却至室温。
[0013]优选地：所述内侧坡口深度与所述外侧坡口深度比为11:7。
[0014]优选地：焊接前对坡口面及焊缝两侧20～30毫米进行打磨露出金属光泽。
[0015]优选地：焊接前采用电加热和火焰加热组合方式加热和保温对所述钢管桩进预热，预热范围为焊缝两侧200毫米范围内。
[0016]优选地：采用热电偶测温和红外测温仪组合方式测温；整个焊接过程中温度不低于预热最低温度要求。
[0017]优选地：所述采用内外分层交替焊接的方式将所述X形坡口填满；包括：
[0018]首先焊接所述内侧坡口，焊接至所述内侧坡口深度的一半；再从所述外侧坡口气刨清根，打磨干净后，焊接至所述外侧坡口深度的一半；然后将所述内侧坡口焊满，最后将所述外侧坡口焊满。
[0019]优选地：所述内侧坡口打底焊道采用牌号为HTW
‑
58、直径为Φ1.2毫米的实心焊丝焊接2道；所述内侧坡口填充焊道采用埋弧自动焊焊接2道，采用牌号为H08Mn2E、直径为Ф5.0毫米的焊丝，配SJ101q焊剂；所述内侧坡口其他焊道采用埋弧自动焊焊接，采用牌号为H60Q、直径为Ф4.0毫米的焊丝，配 SJ101q焊剂；
[0020]所述外侧坡口根部焊道采用牌号为HTW
‑
58、直径为Φ1.2毫米的实心焊丝焊接2道；所述外侧坡口填充焊道采用埋弧自动焊焊接2道，采用牌号为 H08Mn2E、直径为Ф5.0毫米的焊丝，配SJ101q焊剂；所述外侧坡口其他焊道采用埋弧自动焊焊接至距离复合层界面1～2毫米，牌号为H60Q、直径为Ф4.0 毫米的焊丝，配SJ101q焊剂。
[0021]优选地：所述钢管桩外侧设置有不锈钢层，所述不锈钢层的坡口的坡面与所述外侧坡口面共面延伸；焊接前对所述不锈钢层进行预热，所述预热的温度为80～150℃；焊接过渡层采用牌号为GFS
‑
309L、直径为Φ1.2毫米的药芯焊丝焊接；管外侧焊接盖面层采用牌号为GFS
‑
316L、直径为Φ1.2毫米的药芯焊丝焊接。
[0022]优选地：所述埋弧自动焊热输入不超过35kJ/cm，采取多层多道焊方式焊接，每焊接一道后，反方向焊接另一道；除了所述内侧坡口以及所述外侧坡口的根部2道、不锈钢焊道、盖面焊道外，其余焊道焊后对焊道表面进行均匀锤击。
[0023]优选地：焊缝焊完后立即采用盖石棉毯采用电加热或火焰加热方式将所述钢管桩焊缝处加热到200℃～250℃，加热过程中保证焊缝两侧200毫米范围内温度均匀；保温3.5～4小时后断电冷却至室温，72小时后对焊缝进行探伤。
[0024]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0025]通过本专利技术，可以实现一种高强钢板钢管桩对接环焊缝焊接方法，在一种实现方式下，该方法可以包括在500MPa级特厚钢板钢管桩对接环焊缝处相对的端面设置X形坡口；位于所述钢管桩内侧的内侧坡口深度大于位于所述钢管桩外侧的外侧坡口深度，以使所述X形坡口在所述钢管桩内外方向上形成非对称形式；所述X形坡口的坡口角度为35～40
°
，根部间隙为0～3毫米；焊接前对所述钢管桩进行预热，所述预热的温度为150～200℃；采用内外分层交替焊接的方式将所述X形坡口填满；焊接过程所述高强钢板道间温度控制在 150～200℃之间；所述X形坡口填满后，采用盖石棉毯将所述钢管桩焊缝处加热到200℃～250℃，保温3.5～4小时后断电冷却至室温。该方法采用合理的坡口形式、多种焊接方法、多种焊接材料、合理的焊接顺序、锤击消除应力和焊缝热处理去氢方法的组合，确保焊缝区力学性能和不锈钢侧焊缝耐腐蚀性与母材相匹配，可以避免出现焊接冷裂纹等缺陷，提高探伤合格率，保证了焊缝质量。
[0026]当然,实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1是本专利技术实施例提供的一种高强钢板钢管桩对接环焊缝焊接方法的流程图；
[0029]图2是本专利技术实施例提供的钢管桩对接环焊缝坡口尺寸示意图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强钢板钢管桩对接环焊缝焊接方法，其特征在于，包括：在500MPa级特厚钢板钢管桩对接环焊缝处相对的端面设置X形坡口；位于所述钢管桩内侧的内侧坡口深度大于位于所述钢管桩外侧的外侧坡口深度，以使所述X形坡口在所述钢管桩内外方向上形成非对称形式；所述X形坡口的坡口角度为35～40
°
，根部间隙为0～3毫米；焊接前对所述钢管桩进行预热，所述预热的温度为150～200℃；采用内外分层交替焊接的方式将所述X形坡口填满；焊接过程所述高强钢板道间温度控制在150～200℃之间；所述X形坡口填满后，采用盖石棉毯将所述钢管桩焊缝处加热到200℃～250℃，保温3.5～4小时后断电冷却至室温。2.根据权利要求1所述的高强钢板钢管桩对接环焊缝焊接方法，其特征在于，所述内侧坡口深度与所述外侧坡口深度比为11:7。3.根据权利要求1所述的高强钢板钢管桩对接环焊缝焊接方法，其特征在于，焊接前对坡口面及焊缝两侧20～30毫米进行打磨露出金属光泽。4.根据权利要求1所述的高强钢板钢管桩对接环焊缝焊接方法，其特征在于，焊接前采用电加热和火焰加热组合方式加热和保温对所述钢管桩进预热；预热范围为焊缝两侧200毫米范围内。5.根据权利要求4所述的高强钢板钢管桩对接环焊缝焊接方法，其特征在于，采用热电偶测温和红外测温仪组合方式测温；整个焊接过程中温度不低于预热最低温度要求。6.根据权利要求1所述的高强钢板钢管桩对接环焊缝焊接方法，其特征在于，所述采用内外分层交替焊接的方式将所述X形坡口填满；包括：首先焊接所述内侧坡口，焊接至所述内侧坡口深度的一半；再从所述外侧坡口气刨清根，打磨干净后，焊接至所述外侧坡口深度的一半；然后将所述内侧坡口焊满，最后将所述外侧坡口焊满。7.根据权利要求6所述的高强钢板钢管桩对接环焊缝焊接方法，其特征在于，所述内侧坡口打底焊道采用牌号为HTW
‑
58...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐向军，高建忠，张续彬，马立朋，胡广瑞，顾晓勇，乔新旺，刘申，赵飞，蔡纪伟，刘洪武，范军旗，王杰，刘斌，孙楠，
申请(专利权)人：中铁山桥集团有限公司，
类型：发明
国别省市：