泰州长江公路大桥焊接工艺评定试验任务书.docx
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泰州长江公路大桥焊接工艺评定试验任务书
1.评定用钢材
2.焊接材料
3.焊接工艺评定项目
4.评定试板焊缝质量要求
5.接头力学性能试样的制取及试验
6.焊缝类型
7.焊接设备
8.焊接工艺评定报告内容
泰州大桥焊接工艺评定任务书以泰州长江公路大桥跨江大桥工程施工图设计第二册第一分册《钢箱梁》设计图纸、《铁路钢桥制造规范》（TB10212-98）、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）和《公路桥钢箱梁制造规范》（DB32/T947-2006）等为依据编制。
1.评定用钢材
1.1焊接工艺评定试验所采用的试板材质与设计图的要求一致,为Q345D和Q370qD钢，其化学成分、力学性能等指标符合现行国家标准《低合金高强度结构钢》GB/T1591-2008和《桥梁用结构钢》GB/T714-2000的规定。
1.2工艺评定试验试板的选取，在相同板厚的情况下选用碳、硫、磷成份偏标准上限、且冲击韧性偏标准下限的钢板。
2.焊接材料
2.
2.1根据本桥用钢板，选择与钢板相匹配的焊接材料：
手工焊焊条为E5015；CO2气体保护焊实芯焊丝为ER50-6（Φ1.2）；CO2气体保护焊药芯焊丝为E501T-1（Φ1.2）；埋弧焊焊丝H10Mn2（Φ5.0）、焊剂为SJ101q。
所有焊接材料的质量均符合表2.1的规定：
表2.1工艺评定用焊接材料
名称
型号
标准名称
标准编号
焊条
E5015Φ4.0
《碳钢焊条》
GB/T5117-1995
CO2气体保护焊实芯焊丝
ER50-6Φ1.2
《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》
GB/T8110-1995
CO2气体保护药芯焊丝
E501T-1Φ1.2
《碳钢药芯焊丝》
GB/T10045-2001
埋弧焊丝
H10Mn2Φ5.0
《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》
GB/T12470-2003
埋弧焊剂
SJ101q
《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》
GB/T12470-2003
2.2焊接材料的应用范围：
1）E5015手工焊条：
主要用于定位焊和焊缝缺陷的修补等。
2）CO2气体保护焊ER50-6（Φ1.2）实芯焊丝：
平对接单面焊双面成型的打底和填充；横隔板、直腹板劲板T型接头角焊缝；T型肋嵌补段焊缝等。
3）CO2气体保护焊E501T-1（Φ1.2）药芯焊丝：
横位的对接焊缝；立位对接焊缝；锚箱部位的有坡口角焊缝、支座部位的有坡口焊缝；闭口肋与顶板、底板部分熔透角焊缝等。
4）埋弧自动焊焊丝和焊剂H10Mn2（Φ5.0）+SJ101q：
单面焊双面成型焊缝的填充和盖面；接料焊缝等。
5）嵌补段对接、顶板单元、底板单元、腹板单元等的单面焊双面成型焊缝，衬垫型号为TG2.0Z。
6）大间隙单面焊双面成型焊缝的衬垫型号为TG2.02Z。
7）厚板立位焊缝对接衬垫型号为TG2.30S。
8）U肋嵌补段对接缝背面贴钢衬垫。
3.焊接工艺评定项目
泰州大桥的焊接工艺评定分两部分：
第一部分为抗裂性试验，第二部分为接头性能试验。
抗裂性试验选取桥梁关健受力部位锚箱耳板所用板厚55mm，材质Q370qD，焊接材料为手工电弧焊E5015（Φ4.0）、CO2气体保护焊药芯焊丝E501T-1（Φ1.2）进行试验，共进行4组抗裂性试验，试验温度为80℃和120℃。
见表3.1
泰州大桥的焊接工艺评定试验，是对A梁段和F梁段的各种焊接接头进行了分类和汇总，结合《公路桥涵施工技术规范》、《铁路钢桥制造规范》、《制造工艺方案》和可实施的焊接方法，最后确定能够覆盖全部焊接接头的接头型式共计28组评定项目，其中：
对接接头13组，T型接头对接与角接组合焊缝10组，T型接头角焊缝5组。
见表3.2～表3.5。
4.评定试板焊缝质量要求
3.
4.
4.1焊缝外观检查
试板焊缝进行外观检查，表面不得有裂纹、未熔合、夹渣、焊瘤等缺陷，其外观质量符合下表的规定。
序号
项目
外观质量要求
1
气孔
不容许
2
咬边
≤0.5
3
角焊缝焊脚尺寸
4
对接焊缝焊波
任意25mm范围内高低差≤2.0
5
对接焊缝余高
焊缝宽b＜12时，余高≤3.0；
12＜焊缝宽b≤25时，余高≤4.0
焊缝宽b＞25时，余高≤4b/25
4.2焊缝无损检验
1）无损检验为超声波和射线检验，检验在试板焊接完成24h后进行。
2）全熔透对接焊缝和全熔透T型接头的对接与角接组合焊缝超声波检验质量符合GB11345-89Ⅰ级；T型接头部分熔透对接与角接组合焊缝、T型接头角焊缝超声波检验质量符合TB10212-98的Ⅰ级；
4.3焊缝力学性能的要求
1）焊缝强度：
焊缝金属ReL、Rm不低于母材标准ReL、极限强度Rm。
2）对接接头抗拉强度：
不低于母材标准值Rm。
3）焊缝金属伸长率：
不低于母材标准值A。
4）接头韧性：
对接接头焊缝金属、热影响区（线外1mm）-20℃的V型缺口冲击功不低于34J；
5）冷弯：
板厚小于等于16mm的对接接头，d=2a、弯曲180°不裂；板厚大于16mm的对接接头，d=3a、弯曲180°不裂。
6）接头硬度不大于HV350。
说明：
a）当拉伸试验结果（屈服强度、抗拉强度及拉棒的延伸率）不低于母材标准值时，则判为合格;当试验结果低于母材标准值，则允许从同一试件上再取一个试样重新试验，若试验结果不低于母材标准值，则仍可判为合格，否则，判为不合格。
b）接头侧弯试验结束后，若试样受拉面上的裂纹总长不大于试样宽度的15%，且单个裂纹长度不大于3mm，则判为合格；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。
c）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倍规定值），则仍可判为合格，否则判为不合格。
5.接头力学性能试样的制取及试验
5.
5.1接头力学性能试验项目及试样数量按TB10212-98的规定执行，即：
试板接头型式
试验项目
试样数量（个）
对接接头
接头拉伸（拉板）试验
1
焊缝金属拉伸试验
1
接头侧弯试验1）
1
低温冲击试验2）
6
接头硬度试验
1
T型接头
焊缝金属拉伸试验
1
接头硬度试验
1
注：
1）侧弯试验弯曲角度α=180o。
板厚δ≤16mm时，d=2a,板厚δ>16mm时，d=3a；当板厚＜10㎜，做一个面弯，一个背弯，d=2a（a为试样厚）。
2）低温冲击试验缺口开在焊缝中心、热影响区（熔合线外1mm）处各3个。
5.2焊接接头力学性能试样的制取和试验按照GB2649～2655执行
5.3每一组试板进行宏观断面酸蚀试验，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。
另外，通过断面检查，还应满足以下要求：
1）等厚或不等厚板对接焊缝，必须全熔透，其根部重叠部分应大于2mm。
2）坡口角焊缝的焊缝有效厚度满足设计要求。
3）U形肋坡口角焊缝熔透深度满足设计要求。
6.焊缝类型
6.
6.1对接焊缝
6.1.1板单元制造中对接接料焊缝
1）横隔板不等厚对接缝；
2）横隔板、腹板人孔加强圈（管线孔）对接缝；
3）F段底板不等厚对接缝；
4）下斜底板不等厚对接缝等；
6.1.2节段整体焊接中的对接焊缝
1）顶、底板板单元纵向对接焊缝；
2）横隔板立位对接焊缝；
3）横隔板横位对接焊缝；
4）横隔板肋板嵌补段对接焊缝；
5）上斜板与顶板间对接焊缝等；
6）横隔板嵌补板立对接缝;
6.1.3梁段间对接焊缝
1）节段间顶、底板横向对接焊缝；
2）直腹板对接焊缝；
3）直腹板肋板嵌补段、U肋嵌补段对接焊缝等；
6.2熔透角焊缝
6.2.1板单元（块体）制造中熔透角焊缝
1）锚箱耳板与锚箱承力板间熔透角焊缝；
2）锚箱承力板与直腹板间熔透角焊缝；
3）风嘴块体组装时锚箱耳板与顶板间熔透角焊缝；
4）锚箱处风嘴隔板与顶板坡口角焊缝等；
6.2.2节段整体焊接中熔透角焊缝
1）锚箱处横隔板与直腹板间熔透角焊缝等；
6.3坡口角焊缝
6.3.1板单元（块体）制造中坡口角焊缝
1）U肋坡口角焊缝；
2）锚箱承力板与顶、底板坡口角焊缝；
3）锚箱部位加劲板与吊耳耳板坡口角焊缝；
4）锚箱部分顶板加劲与承力板坡口角焊缝；
5）直腹板与顶、底板板坡口角焊缝；
6）HG7、HG8、HG9与顶底板坡口角焊缝；
7）吊耳板与底板坡口角焊缝等;
6.3.2节段整体焊接中坡口角焊缝
1）F段支座纵腹板与横隔板间坡口角焊缝；
2）F段支座纵腹板与面板坡口角焊缝；
3）F段支座纵腹板加劲与底板坡口角焊缝；
4）HG7、HG8、HG9与顶底板、腹板坡口角焊缝等；
6.3.3梁段间焊接坡口角焊缝
U肋嵌补段坡口角焊缝等。
6.4T型角焊缝
6.4.1板单元制造中T型角焊缝
1）顶板、直腹板加劲肋角焊缝；
2）顶板与横隔板接板角焊缝；
3）风嘴加劲肋角焊缝；
4）隔板上加强肋角焊缝等；
6.4.2梁段整体焊接和梁段间焊接T型角焊缝
1）横隔板与底板、直腹板、U肋间角焊缝；
2）板肋嵌补与顶、底板、腹板间角焊缝；
7.焊接设备
1）对接埋弧自动焊采用林肯DC-1000电源配LT-7焊车等。
2）CO2气体保护焊采用KR500、KR350焊机。
3）手工电弧焊采用ZX7-500、ZX7-400焊机。
4）以上焊接电源均为直流反极性接法。
8.焊接工艺评定报告内容
焊接工艺评定报告的内容包括：
1）母材和焊接材料的牌号、化学成分和力学性能（质保书和复验报告）。
2）接头详图。
3）施焊条件和工艺参数。
4）焊缝检验结果。
5）接头力学性能试验结果。
6）宏观断面酸蚀试验结果。
7）评定结论。
表3.1抗裂性试验
序
号
试板编号
板厚
（mm）
材质
试板数量
（个）
预热温度
（℃）
焊接材料
电流
（A）
电压
（V）
焊接速度
（mm/min）
1.
TZ-TY-01
55
Q370qE
1
80
E5015（4.0）
170
24
150
2.
TZ-TY-02
55
Q370qE
1
120
E5015（4.0）
170
24
150
3.
TZ-TY-03
55
Q370qE
1
80
E501T-1（1.2）
260
28
300
4.
TZ-TY-04
55
Q370qE
1
120
E501T-1（1.2）
260
28
300
表3.2对接接头
序号
试件编号
板厚
组合
（mm）
钢板
材质
接头型式及坡口
焊接材料
焊接
方法
焊接
位置
代表焊缝
代表板厚
（mm）
备注
1.
TZ/BI-1010-1S
10+10
Q345D
H10Mn2（ø5）
SJ101q
SAW
平位
（1G）
风嘴底板与斜底板对接
隔板不等厚对接
F段支座加强板与底板对接
8+
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