桥梁钢结构现场焊接工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种桥梁钢结构现场焊接工艺，所述工艺包括选择一定的焊接参数以及控制现场焊接顺序的方法、防止焊接裂纹产生的方法、焊缝返修的方法和特厚钢板的施焊方法，其中所述特厚钢板的施焊方法包括，坡口型式选用不对称Ｕ型坡口，小坡口在外侧，坡口深度为板厚的１／３，严格控制组对间隙，在焊缝全长上及全厚度上均控制预热温度在１５０℃～１７０℃之间。采用本发明专利技术能够有效控制焊接变形，防止了桥梁钢结构裂纹性缺陷的产生，所述特厚钢板的施焊方法有效减少了焊接中填充金属的量，从而减少焊接应力，保证焊接质量。所述桥梁钢结构现场焊接工艺在上海市卢浦大桥施工中得以成功应用，各项检测显示焊接质量优良，保证了大桥整体工程的质量。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电弧焊接工艺，特别是涉及一种桥梁钢结构现场焊接工艺。
技术介绍
上海市卢浦大桥是空间提篮中承式拱梁组合体系的全焊钢拱桥，由134段箱型拱肋、49块桥面系梁、16根立柱、16根K撑斜撑、横梁组成，主桥钢结构总量达到35000多吨，现场焊口286个，焊缝总长度31380m，其中全熔透焊缝21382m，桥梁钢结构现场焊接工艺对卢浦大桥的整体工程质量至关重要。大桥钢结构现场焊接的难点在于，1.拱桥主要受力结构的钢拱肋是一个三维的空间结构，各个施焊节段都有差别，制定统一的现场焊接工艺难度高；2.大桥钢结构的现场焊接在黄浦江江面上操作，施焊位置高，不少部位操作空间小，受空气湿度、风、雨等自然条件限制多；3.施工周期短，如主跨拱肋每一节段计划吊装总周期仅7天，在7天的周期内必须完成拱上吊机移位、吊装、焊接、临时索等步骤，而单个焊接作业就包括定位焊、预热、内侧环缝焊、无损检测、加劲板焊接、检测等多道工序。同时，桥梁钢结构现场焊接工艺必须考虑现场焊接顺序及焊接变形问题、有效防止焊接裂纹的措施、要对焊接材料进行筛选、防止“氢致”裂纹的产生、可以控制预热温度、具有防风、防雨措施、对焊缝成型打磨做出相应规定，需要特别考虑拱梁接合部特厚钢板的焊接工艺。然而，现有的普通钢结构焊接工艺不够全面，对上述问题没有明确的技术措施，对桥梁钢结构现场焊接工艺的指导性较差。例如中国专利申请号94114847.5，公开号1103341，名称为“安装现场焊接大型圆盘式水轮发电机转子支架的工艺方法”公开了一种圆盘式水轮发电机转子支架焊接工艺方法，具体涉及大型圆盘式水轮发电机转子支架在安装现场的焊接工艺方法。在安装现场采用CO#-气体保护焊，制定了一套完整的焊接步骤、顺序、方式，并很好地把握了焊接各参数的关系，解决了直径10米以上，扇形外环件钢板厚度在30毫米以上的大型圆盘式水轮发电机转子支架在安装现场进行焊接的问题，上海市卢浦大桥钢结构现场焊接的一个难点问题是特厚钢板的焊接，但由于工地节段与连接件的焊缝及环向横向焊、全焊透焊缝不能采用CO2全体保护焊，该方法无法适用；中国专利申请号99126856.3，公开号1256987，名称为“燕尾坡口焊接工艺”，公开了一种燕尾坡口焊接工艺，主要采用切除氧化层→焊接→打扣加固→焊接→磨平等工序完成燕尾坡口的焊接，采用此技术修复后的产品(渣罐、渣包、渣盆)能超过新产品的使用寿命，即再有损坏，也不会从修复部位损坏，且修复费用只有原产品价值的20％，修复率达到98％以上，该方法主要用来修补钢结构缺陷，但不适应桥梁钢结构现场大规模焊接的需要；中国专利申请号97108823.3，公开号1188032，名称为“直长型连续焊条焊接管道I型坡口焊接工艺”公开了一种焊接工艺，采用直长型连续焊条，I型坡口焊接厚度7-12mm，直径Φ114-Φ1620mm的管道，采用连弧法单面焊双面成型，仅需在管道仰焊部位开制小角度坡口。可提高焊接生产率，降低焊接成本，减轻工人劳动强度，该方法适用于管道工程的焊接，同样不适应桥梁钢结构现场大规模焊接对焊接强度和质量要求非常高的场合；中国专利申请号94110183.5，公开号1110206，名称为“一种减少金属热裂纹的焊接工艺”，公开了一种减少金属热裂纹的焊接工艺方法，在对金属焊接的同时，对溶池后部的热脆温度区的金属进行急速冷却，如在该区域使用热管导热，或向该区域吹液氮等，使得金属焊接热裂纹倾向降低。然而，桥梁钢结构现场焊接条件复杂受环境制约大，多数情况不具备相应的导热条件，因而需要在现场焊接工艺中另外寻找降低金属热裂纹的新方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有焊接工艺针对桥梁钢结构现场焊接存在的不足，提供一种选择适当的焊接顺序、施焊参数，焊接质量高、能够对特厚钢板进行焊接的桥梁钢结构现场焊接工艺。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案一种桥梁钢结构现场焊接工艺，包括选择一定的焊接参数、狭小空间的施焊方法以及控制现场焊接顺序的方法、防止焊接裂纹产生的方法、焊缝返修的方法和特厚钢板的施焊方法，其特征在于所述控制现场焊接顺序的方法包括在每个接口组对称于大桥轴线的上、下游安排相同的焊工人数，整个接口各条空间位置的焊缝对称于构件自身轴线从中心向两端逆向分段推进同时起焊、同步结束，并一律先焊内坡口后焊外坡口，先焊有较大收缩的接头，后焊有较小收缩的接头，先焊对接焊缝，再焊嵌补段焊缝和其他腹板或筋板坡口焊缝，最后焊所有贴角焊缝；所述防止焊接裂纹产生的方法包括采用Ni含量在0.5％～1.20％的焊条，控制焊缝熔敷金属扩散氢含量不大于2.5ml/100g，在大气湿度超过80％时停止施焊，对厚度超过30mm的钢板施焊之前进行预热；所述焊缝返修的方法包括通过无损检测方法确定焊缝内部超标缺陷缺陷位置、深度，用碳弧气刨清除缺陷，每次刨去3mm熔敷金属，单面刨槽深度不超过焊缝尺寸的65％，对于对于裂纹性质的缺陷，用酸蚀、PT、MT确定裂纹的范围，将裂纹本身和其两端各50mm的完好焊缝或母材一起清除，然后用砂轮打磨至露出金属光泽；所述特厚钢板的施焊方法包括，坡口型式选用不对称U型坡口，小坡口在外侧，坡口深度设定为板厚的1/3，严格控制组对间隙，在焊缝全长上及全厚度上均控制预热温度在150℃～170℃之间，焊接时先焊内侧大坡口侧，仰焊位置，焊到板厚的2/3时停焊，留下25mm～30mm厚度不焊，转到外侧碳刨清后，将外侧的小坡口侧焊满，然后转到内侧，焊完余下部分。所述控制现场焊接顺序的方法包括在板厚大于50mm时，内坡口不一次焊满，焊至1/2～3/5板厚时转到外坡口清根，打磨到露出金属光泽，始焊外坡口，最后把内坡口填满，更次轮焊，施焊过程的中断和再次焊接前母材保持一定的预热温度，并在每个焊接口设置联接板固定焊口。所述防止焊接裂纹产生的方法包括在拱肋、立柱焊口周围搭设活动的防风、防雨棚，在焊口上侧用角形铝条及发泡剂筑挡水墙。所述狭小空间的施焊方法包括在施焊位设置排烟装置，采用大口径软管通到施焊面上用抽风机将烟气抽出拱肋，再用大型鼓风机将新鲜空气直接输送到焊工焊接面罩上。所述焊接参数符合焊条电弧焊SMAW规范，桥面系梁顶板盖面焊缝焊接参数符合埋弧自动焊SAW规范。本专利技术的有益效果在于，所述桥梁钢结构现场焊接工艺采取的施焊顺序有效控制了焊接变形，保证了大桥的三维精度，最终保证了大桥的精准合龙，所述防止焊接裂纹产生的方法有效防止了桥梁钢结构裂纹性缺陷的产生，所述焊缝返修方法对于射线检测需要返修的部位均一次返修成功，所述特厚钢板的施焊方法可以减少焊接中1/3的填充金属量，有效减少了焊接应力，保证了焊接质量。所述桥梁钢结构现场焊接工艺在上海市卢浦大桥施工中得以成功应用，各项检测结果显示焊接质量优良，保证了大桥整体工程的质量。附图说明图1是100mm特厚钢板坡口形式及焊接顺序示意图；图2是O#段焊接坡口形式示意图；图3是焊工分布图。具体实施例方式下面结合附图，对本专利技术进一步详细描述一种桥梁钢结构现场焊接工艺，包括选择一定的焊接工艺参数以及控制现场焊接顺序的方法、防止焊接裂纹产生的方法、焊缝返修的方法和特厚钢板的施焊方法，所述控制现场焊接顺序的方法包括在每个接口组对称于大桥轴线的上游3、下游4安排相同的焊工人数，如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种桥梁钢结构现场焊接工艺，包括选择一定的焊接参数、狭小空间的施焊方法以及控制现场焊接顺序的方法、防止焊接裂纹产生的方法、焊缝返修的方法和特厚钢板的施焊方法，其特征在于：　　　　所述控制现场焊接顺序的方法包括在每个接口组对称于大桥轴线的上游（３）、下游（４）安排相同的焊工人数，整个接口各条空间位置的焊缝对称于构件自身轴线从中心向两端逆向分段推进同时起焊、同步结束，并一律先焊内坡口后焊外坡口，先焊有较大收缩的接头，后焊有较小收缩的接头，先焊对接焊缝，再焊嵌补段焊缝和其他腹板或筋板坡口焊缝，最后焊所有贴角焊缝；　　　　所述防止焊接裂纹产生的方法包括采用Ｎｉ含量在０．５％～１．２０％的焊条，控制焊缝熔敷金属扩散氢含量不大于２．５ｍｌ／１００ｇ，在大气湿度超过８０％时停止施焊，对厚度超过３０ｍｍ的钢板施焊之前进行预热；　　　　所述焊缝返修的方法包括通过无损检测方法确定焊缝内部超标缺陷缺陷位置、深度，用碳弧气刨清除缺陷，每次刨去３ｍｍ熔敷金属，单面刨槽深度不超过焊缝尺寸的６５％，对于对于裂纹性质的缺陷，用酸蚀、ＰＴ、ＭＴ确定裂纹的范围，将裂纹本身和其两端各５０ｍｍ的完好焊缝或母材一起清除，然后用砂轮打磨至露出金属光泽；　　　　所述特厚钢板的施焊方法包括，坡口型式选用不对称Ｕ型坡口，小坡口在外侧，坡口深度设定为板厚的１／３，严格控制组对间隙，在焊缝全长上及全厚度上均控制预热温度在１５０℃～１７０℃之间，焊接时先焊内侧大坡口侧，仰焊位置，焊到板厚的２／３时停焊，留下２５ｍｍ～３０ｍｍ厚度不焊，转到外侧碳刨清后，将外侧的小坡口侧焊满，然后转到内侧，焊完余下部分。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：王毅敏，刘德良，吴成，周杜鑫，王晓鸿，
申请(专利权)人：上海市安装工程有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]