超厚钢板桁架现场焊接工艺及其防变形措施

材料的弹性模量、压缩塑性变形率等成正比。

此外，还应考虑焊件起始温度对纵向变形的影响。当焊件起始温度与焊件过程的焊缝层间温度达到一致时，其纵向收缩量最小。所以，适合提高焊前预热温度，加大焊前预热面积，以减少纵向变形，同时又可防止出现焊缝层状撕裂。

综上所述，对于超长焊缝的变形控制，不宜采用从下往上成形逐步退焊的方法施焊，而应采用间断焊的方法，可有效控制此焊缝变形。

三、焊接质量要求

1）焊缝质量等级为一级

2）侧向变形控制在3mm以内

3）横向变形控制在5mm以内

4）焊缝一次性检测合格率达到99%以上

四、防变形措施

安装巨型斜撑时，共对称布置8块水平向连接板、2组拉梁作为临时固定措施。测量校正完毕后，在斜撑内侧与钢柱间设置2根[16a槽钢]斜拉固定，防止第一段斜撑上口出现侧向变形。在斜撑内部的两侧各设置3块30mm厚的三角板，控制侧向变形及横向收缩量。

五、焊接工艺

1、参数

2、焊前准备

搭设脚手架操作平台和焊接防风防雨棚：清洗打磨焊缝坡口：贴紧母材加设衬垫板，按要求对引入，引出板进行组对，并做好焊前检查记录。

3、预热

为使焊道周围的热源分布均匀合理，防止出现母材层状撕裂和焊缝冷裂纹，进行焊前预热。预热区域在焊缝两侧，宽度为焊接厚度2倍以上，采用氧乙块焰加热至120-150摄氏度，在加热停止后用红外线测温仪进去测温。

4、焊接

采用半自动焊丝二痒化炭气体保护焊，两条立焊缝同时对称施焊，每条焊缝各由2名焊工上、下分片施焊。实行三班制，采取焊工轮换，焊机不停，连续作业方，直至整条焊缝焊接完成。

（1）、打底焊

打底层和第一填充层由焊工分布在斜撑上下和内外两侧采取同时分段逐步退焊的焊接工艺，打底焊过程中，及时清除夹渣、气孔等缺陷。

（2）、中间多层焊

中间层由焊工自下向上采取多层多道“之”字形递升法熔焊，层间问题保持在100-120摄氏度，重点防止边缘凹沟出现裂纹，逐道清理焊渣、焊瘤及飞溅物。

焊接过程中，在斜撑上端口吊线锤（如图），以地面固定点为参照依据，监测变形情况，及时调整焊接顺序，以控制焊接变形。

（3）、盖面焊

面层分5道由两边向中间盖面焊接，盖面焊接顺序见图，面层焊接要均匀平整，焊缝表面余高控制在1-3mm。

无裂缝纹发生：-20摄氏度低温冲击试验数值；焊缝中心为84.56.64J（冲击吸收能量平均值为68J），焊缝外距熔合线1mm处为208.129.167J（冲击吸收能量平均值168J）硬度试验（HV10）的结果是最高硬度出现在热影响区，其值为200.5，符合要求，综合以上2组试验数据，均符合TB10212-98的要求，证实了制度此工艺的和理性。

5、后热及保温

钢板现场焊接防变形措施得当，焊接工艺合理，达到预期控制目标。焊接完毕后稍作焊缝表面清理，由焊工分布在斜撑上、下和内外，立即同时用火焰自上而下进行后热。构件焊缝每侧加热宽度范围至少为钢板厚度的2倍，且不小于200mm。后热温度达到150摄氏度后用石棉布贴紧包裹温度，在防风防雨棚内慢慢冷却至常温。

六、结语

通过带线锤对焊件过程的变形进行监测并控制焊接顺序。4个斜撑上端口的侧向变形为正负3mm。其标高变化为0-3mm。测量焊前在焊缝两侧预先做好的洋冲标记，焊缝横向收缩4-5mm。

焊接完成后的桁架见图，焊缝外观均符合焊接规范及规程要求，超声波探伤自检及第三方检测一次性100%合格。这说明本工程高强度超厚。

参考文献：

[1] 中国机械工程学会.焊接手册；2卷【M】3版，北京；机械工业出版社2008

[2] TB10212-98 铁路钢桥制造规范【S】

[3] GB/t714-2000 桥梁用结构钢【S】

[4] JGJ81-2002 建筑钢结构焊接技术规范

[5] 英若菜.金属材料焊接【M】.北京：机械工业出版社.2000