CN106346106A - 一种桥梁用厚钢板的焊接方法 - Google Patents

一种桥梁用厚钢板的焊接方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种桥梁用厚钢板的焊接方法，包括：（1）钢板厚度为20～50mm，采用同厚度钢板对接的方式，在两块厚钢板的对应位置上分别设置至少6个垂直于对接面的分割槽；（2）预热：对对接面两侧进行预热；（3）预焊接：预热到位后，立即对对接面的中间及两端部分焊接，使分割槽相连；（4）焊接：采用交错焊接的方式，从对接面的一端焊接到另一端，然后再焊接到起始一端，控制焊接点的温度在240～280℃，交错焊接完成后对焊接点的背面部位进行清根，采用焊条电弧焊进行焊接，焊接完成后对焊件进行消氢处理；（5）检查。本发明通过分割对接面和间隙式交错焊接，可以将厚钢板的非热效应区的变形量缩减到最小，以确保焊接质量。

Description

一种桥梁用厚钢板的焊接方法
技术领域
本发明涉及机械技术领域，具体是一种桥梁用厚钢板的焊接方法。
背景技术
桥梁，一般指架设在江河湖海上，使车辆行人等能顺利通行的构筑物。为适应现代高速发展的交通行业，桥梁亦引申为跨越山涧、不良地质或满足其他交通需要而架设的使通行更加便捷的建筑物。桥梁一般由上部构造、下部结构、支座和附属构造物组成，上部结构又称桥跨结构，是跨越障碍的主要结构；下部结构包括桥台、桥墩和基础；支座为桥跨结构与桥墩或桥台的支承处所设置的传力装置；附属构造物则指桥头搭板、锥形护坡、护岸、导流工程等。
桥梁用厚钢板是制造桥梁结构件专用的厚钢板，使用专用钢种桥梁建筑用碳素钢和低合金钢制造，钢号末尾标有q（桥）字。桥梁建筑用碳素钢有用于铆接桥梁结构的A3q和用于焊接桥梁结构的16q；桥梁结构用低合金钢有12Mnq、12MnVq、15MnVNq、16Mnq等。桥梁钢板的厚度为4.5～50mm。
桥梁用厚钢板的焊接性较差，焊接坡口的选择以及焊接工艺是其焊接的关键步骤，焊接时如果坡口开制不合理、焊接参数选用不合适都将导致焊接过程中出现未熔合、冷裂纹和接头脆化等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高焊接质量的、适用于厚度为20～50mm的桥梁用厚钢板的焊接方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种桥梁用厚钢板的焊接方法，包括以下步骤：
（1）钢板厚度为20～50mm，采用同厚度钢板对接的方式，在两块对接的待焊接的厚钢板的对应位置上分别设置至少6个垂直于对接面的分割槽，使之对接构成相应数量的相互贯通的分割槽；
（2）预热：先对待焊接的两块厚钢板的对接面两侧120～140mm的预热范围进行预热，并对对接面四周120mm范围内的温度进行监控，当监控到预热范围内的温度位于140～160℃时，则预热到位；
（3）预焊接：预热到位后，立即对待焊接的两块厚钢板的对接面的中间及两端部分焊接，使两块厚钢板对应的分割槽相连；
（4）焊接：接着采用交错焊接的方式，从两块厚钢板的对接面的一端焊接到另一端，然后再从两块厚钢板的对接面的另一端焊接到起始一端，焊接过程中控制焊接点的温度在240～280℃，交错焊接完成后对焊接点的背面部位进行清根，采用焊条电弧焊进行焊接，焊接完成后对焊件进行消氢处理，处理温度为190℃，时间为2h；
（5）检查：焊接完成后，对焊缝进行无损检测，如检验结果不满足工艺规程的要求，立即进行补焊；补焊后对焊缝进行外观检查和超声波探伤，检测焊缝的外部缺陷和内部缺陷。
作为本发明进一步的方案：所述的分割槽的宽度为该厚钢板的热效应区的最大直线距离的1.1～1.2倍。
作为本发明进一步的方案：所述的分割槽均布在两块厚钢板的对接面上。
作为本发明进一步的方案：所述的分割槽的数目为8～12个。
作为本发明进一步的方案：所述的分割槽的数目为10个。
作为本发明进一步的方案：所述的步骤（4）中，交错焊接采用的焊丝直径为4.0mm，焊接电流强度为320～350A，焊接电压强度为30～32V，焊接速度为220～240mm/min，焊接温度为240～280℃。
作为本发明进一步的方案：所述的交错焊接的间隙为分割槽宽度的0.2～0.4倍。
作为本发明进一步的方案：所述的步骤（4）中，焊条电弧焊采用的焊条直径为4.0mm时，焊接电流强度为150～170A，焊接电压强度为23～25V，电源直流反接，焊接速度≥160mm/min；焊条电弧焊采用的焊条直径为5.0mm时，焊接电流强度为190～210A，焊接电压强度为23～25V，电源直流反接，焊接速度≥180mm/min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过在两块对接的待焊接的厚钢板的对应位置上分别设置至少6个垂直于对接面的分割槽，使之对接构成相应数量的相互贯通的分割槽，即将两块厚钢板的待焊接面分割成至少7段，再通过间隙式交错焊接，可以将厚钢板的非热效应区的变形量缩减到最小；本发明减少了厚钢板焊接易产生冷裂纹、未熔合及接头脆化等焊接缺陷产生几率，保证了焊接质量，确保焊接接头各区域力学性能合格。本发明方法适用于厚度为20～50mm的厚钢板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，一种桥梁用厚钢板的焊接方法，包括以下步骤：
（1）钢板厚度为20～50mm，采用同厚度钢板对接的方式，在两块对接的待焊接的厚钢板的对应位置上分别设置6个垂直于对接面的分割槽，使之对接构成相应数量的相互贯通的分割槽；该分割槽均布在两块厚钢板的对接面上，其宽度为该厚钢板的热效应区的最大直线距离的1.2倍；
（2）预热：先对待焊接的两块厚钢板的对接面两侧120mm的预热范围进行预热，并对对接面四周120mm范围内的温度进行监控，当监控到预热范围内的温度位于160℃时，则预热到位；
（3）预焊接：预热到位后，立即对待焊接的两块厚钢板的对接面的中间及两端部分焊接，使两块厚钢板对应的分割槽相连；
（4）焊接：接着采用交错焊接的方式，从两块厚钢板的对接面的一端焊接到另一端，然后再从两块厚钢板的对接面的另一端焊接到起始一端，交错焊接采用的焊丝直径为4.0mm，焊接电流强度为320A，焊接电压强度为32V，焊接速度为220mm/min，焊接温度为280℃；交错焊接的间隙为分割槽宽度的0.2倍；交错焊接完成后对焊接点的背面部位进行清根，采用焊条电弧焊进行焊接，焊接完成后对焊件进行消氢处理，处理温度为190℃，时间为2h；焊条电弧焊采用的焊条直径为4.0mm，焊接电流强度为150A，焊接电压强度为25V，电源直流反接，焊接速度≥160mm/min；
（5）检查：焊接完成后，对焊缝进行无损检测，如检验结果不满足工艺规程的要求，立即进行补焊；补焊后对焊缝进行外观检查和超声波探伤，检测焊缝的外部缺陷和内部缺陷。
实施例2
本发明实施例中，一种桥梁用厚钢板的焊接方法，包括以下步骤：
（1）钢板厚度为20～50mm，采用同厚度钢板对接的方式，在两块对接的待焊接的厚钢板的对应位置上分别设置12个垂直于对接面的分割槽，使之对接构成相应数量的相互贯通的分割槽；该分割槽均布在两块厚钢板的对接面上，其宽度为该厚钢板的热效应区的最大直线距离的1.1倍；
（2）预热：先对待焊接的两块厚钢板的对接面两侧140mm的预热范围进行预热，并对对接面四周120mm范围内的温度进行监控，当监控到预热范围内的温度位于140℃时，则预热到位；
（3）预焊接：预热到位后，立即对待焊接的两块厚钢板的对接面的中间及两端部分焊接，使两块厚钢板对应的分割槽相连；
（4）焊接：接着采用交错焊接的方式，从两块厚钢板的对接面的一端焊接到另一端，然后再从两块厚钢板的对接面的另一端焊接到起始一端，交错焊接采用的焊丝直径为4.0mm，焊接电流强度为350A，焊接电压强度为30V，焊接速度为240mm/min，焊接温度为240℃；交错焊接的间隙为分割槽宽度的0.4倍；交错焊接完成后对焊接点的背面部位进行清根，采用焊条电弧焊进行焊接，焊接完成后对焊件进行消氢处理，处理温度为190℃，时间为2h；焊条电弧焊采用的焊条直径为5.0mm，焊接电流强度为210A，焊接电压强度为23V，电源直流反接，焊接速度≥180mm/min；
（5）检查：焊接完成后，对焊缝进行无损检测，如检验结果不满足工艺规程的要求，立即进行补焊；补焊后对焊缝进行外观检查和超声波探伤，检测焊缝的外部缺陷和内部缺陷。
实施例3
本发明实施例中，一种桥梁用厚钢板的焊接方法，包括以下步骤：
（1）钢板厚度为20～50mm，采用同厚度钢板对接的方式，在两块对接的待焊接的厚钢板的对应位置上分别设置10个垂直于对接面的分割槽，使之对接构成相应数量的相互贯通的分割槽；该分割槽均布在两块厚钢板的对接面上，其宽度为该厚钢板的热效应区的最大直线距离的1.15倍；
（2）预热：先对待焊接的两块厚钢板的对接面两侧130mm的预热范围进行预热，并对对接面四周120mm范围内的温度进行监控，当监控到预热范围内的温度位于150℃时，则预热到位；
（3）预焊接：预热到位后，立即对待焊接的两块厚钢板的对接面的中间及两端部分焊接，使两块厚钢板对应的分割槽相连；
（4）焊接：接着采用交错焊接的方式，从两块厚钢板的对接面的一端焊接到另一端，然后再从两块厚钢板的对接面的另一端焊接到起始一端，交错焊接采用的焊丝直径为4.0mm，焊接电流强度为340A，焊接电压强度为32V，焊接速度为230mm/min，焊接温度为260℃；交错焊接的间隙为分割槽宽度的0.3倍；交错焊接完成后对焊接点的背面部位进行清根，采用焊条电弧焊进行焊接，焊接完成后对焊件进行消氢处理，处理温度为190℃，时间为2h；焊条电弧焊采用的焊条直径为4.0mm，焊接电流强度为160A，焊接电压强度为24V，电源直流反接，焊接速度≥160mm/min；
（5）检查：焊接完成后，对焊缝进行无损检测，如检验结果不满足工艺规程的要求，立即进行补焊；补焊后对焊缝进行外观检查和超声波探伤，检测焊缝的外部缺陷和内部缺陷。
本发明通过在两块对接的待焊接的厚钢板的对应位置上分别设置至少6个垂直于对接面的分割槽，使之对接构成相应数量的相互贯通的分割槽，即将两块厚钢板的待焊接面分割成至少7段，再通过间隙式交错焊接，可以将厚钢板的非热效应区的变形量缩减到最小；本发明减少了厚钢板焊接易产生冷裂纹、未熔合及接头脆化等焊接缺陷产生几率，保证了焊接质量，确保焊接接头各区域力学性能合格。本发明方法适用于厚度为20～50mm的厚钢板。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种桥梁用厚钢板的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）钢板厚度为20～50mm，采用同厚度钢板对接的方式，在两块对接的待焊接的厚钢板的对应位置上分别设置至少6个垂直于对接面的分割槽，使之对接构成相应数量的相互贯通的分割槽；
（2）预热：先对待焊接的两块厚钢板的对接面两侧120～140mm的预热范围进行预热，并对对接面四周120mm范围内的温度进行监控，当监控到预热范围内的温度位于140～160℃时，则预热到位；
（3）预焊接：预热到位后，立即对待焊接的两块厚钢板的对接面的中间及两端部分焊接，使两块厚钢板对应的分割槽相连；
（4）焊接：接着采用交错焊接的方式，从两块厚钢板的对接面的一端焊接到另一端，然后再从两块厚钢板的对接面的另一端焊接到起始一端，焊接过程中控制焊接点的温度在240～280℃，交错焊接完成后对焊接点的背面部位进行清根，采用焊条电弧焊进行焊接，焊接完成后对焊件进行消氢处理，处理温度为190℃，时间为2h；
（5）检查：焊接完成后，对焊缝进行无损检测，如检验结果不满足工艺规程的要求，立即进行补焊；补焊后对焊缝进行外观检查和超声波探伤，检测焊缝的外部缺陷和内部缺陷。
2.根据权利要求1所述的桥梁用厚钢板的焊接方法，其特征在于，所述的分割槽的宽度为该厚钢板的热效应区的最大直线距离的1.1～1.2倍。
3.根据权利要求2所述的桥梁用厚钢板的焊接方法，其特征在于，所述的分割槽均布在两块厚钢板的对接面上。
4.根据权利要求3所述的桥梁用厚钢板的焊接方法，其特征在于，所述的分割槽的数目为8～12个。
5.根据权利要求4所述的桥梁用厚钢板的焊接方法，其特征在于，所述的分割槽的数目为10个。
6.根据权利要求1所述的桥梁用厚钢板的焊接方法，其特征在于，所述的步骤（4）中，交错焊接采用的焊丝直径为4.0mm，焊接电流强度为320～350A，焊接电压强度为30～32V，焊接速度为220～240mm/min，焊接温度为240～280℃。
7.根据权利要求6所述的桥梁用厚钢板的焊接方法，其特征在于，所述的交错焊接的间隙为分割槽宽度的0.2～0.4倍。
8.根据权利要求1所述的桥梁用厚钢板的焊接方法，其特征在于，所述的步骤（4）中，焊条电弧焊采用的焊条直径为4.0mm时，焊接电流强度为150～170A，焊接电压强度为23～25V，电源直流反接，焊接速度≥160mm/min；焊条电弧焊采用的焊条直径为5.0mm时，焊接电流强度为190～210A，焊接电压强度为23～25V，电源直流反接，焊接速度≥180mm/min。
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