CN109702300A - 一种钢箱梁薄板风嘴焊接变形控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢箱梁薄板风嘴焊接变形控制方法，包括如下步骤：（1）将风嘴钢板下料时预留收缩余量，长度方向收缩余量△L>25mm，为后续的纵向收缩进行补偿；（2）风嘴的顶板单元、斜底板单元及腹板单元，其加劲肋分别先与板单元进行点焊定位，定位完毕后等待组装；（3）采用刚性强的胎架，使之与风嘴底板之间采取刚性约束和弹性约束的方法，以风嘴横隔板为内胎，全面控制风嘴块体组焊中各种焊接变形及风嘴块体的平面度；（4）将风嘴顶板单元、斜底板单元、腹板单元以及横隔板组装成整体后焊接，防止焊接变形。本发明的优点在于：通过本发明钢箱梁薄板风嘴焊接变形控制方法，能够有效防止风嘴焊接变形。

Description

一种钢箱梁薄板风嘴焊接变形控制方法

技术领域

本发明属于桥梁焊接技术领域，特别涉及一种钢箱梁薄板风嘴焊接变形控制方法。

背景技术

钢箱梁，又叫钢板箱形梁，是大跨径桥梁常用的结构形式。一般的钢箱梁主要由主梁和风嘴组成，风嘴是钢箱梁减小风振的关键构件，在整个钢箱梁结构中对减小风振起着至关重要的作用。

桥梁风嘴是为了减少强风对桥面结构引起的谐振而采取的设计措施，是桥梁结构的组成部分，尤其是特大型桥梁，它是设计中不可忽视的辅助结构的重要组成部分。风对桥梁的作用是一个非常复杂的现象，风的自然特性，结构的动力性能和风与桥梁的相互作用这三方面都对它有制约，根据类型的不同，将风对桥梁的作用一般分为静力作用和动力作用两部分。

传统的钢箱梁风嘴都是整体式的结构，焊接难度大，装配的精度较差，增加总装时的焊接时间，延长了梁段的制造周期。针对该现象，本发明将风嘴设置为块体单独制作，既保证了焊缝质量又有利于控制装配精度，同时也减少了总拼时的焊接工作量。

此外，焊接过程中，一般易出现焊接变形，焊接变形的基本形式有纵向收缩、横向收缩、弯曲变形及旋转变形，在风嘴的实际拼装组焊过程中的焊接变形比较复杂，焊接变形形式是这几种形式的复合，影响焊接变形的因素主要如下：

①焊接方法：焊接方法输入的热量不同，引起焊接的残余变形量不同。

②接头形式：板厚、焊缝尺寸、坡口尺寸及其根部间隙、熔透半熔透不熔透等即构成焊缝断面面积及影响散热的各项因素。

③焊接条件：预热、回火及环境温度等对钢材冷却时温度的影响因素。

④焊接顺序及拘束条件：对于一个立体结构，先焊接的部位对后焊接的部位将产生不同的拘束，其焊接变形也不同。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够有效防止风嘴焊接变形的钢箱梁薄板风嘴焊接变形控制方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种钢箱梁薄板风嘴焊接变形控制方法，所述钢箱薄板风嘴包括顶板、斜底板和腹板，顶板和斜底板分别设置于上端和下端，在所述顶板和斜底板之间的一侧设置有腹板，顶板、斜底板和一侧的腹板形成半封闭箱型结构；

所述半封闭箱型结构内设置有若干块横隔板，横隔板的形状与半封闭箱型结构的截面相吻合，且横隔板上设有人孔；所述横隔板与顶板、斜底板和腹板相连接处均设置有若干个加劲肋；其创新点在于：所述焊接变形控制方法包括如下步骤：

步骤S1：将风嘴钢板下料时预留收缩余量，长度方向收缩余量△L>25mm，为后续的纵向收缩进行补偿；

步骤S2：风嘴的顶板单元、斜底板单元及腹板单元，其加劲肋分别先与板单元进行点焊定位，定位完毕后等待组装；横隔板处设有临时加强板，且该加强板待风嘴块体与钢箱梁总拼完成后再拆除；

步骤S3：通过采用刚性强的胎架进行风嘴的刚性约束；通过采用反变形的控制方法来进行风嘴的弹性约束，在胎架上铺设牙板实现风嘴的反变形设置，全面控制风嘴块体组焊中各种焊接变形及风嘴块体的平面度△：横向≤B/2400mm， B为板单元宽度，纵向≤5mm；

步骤S4：将风嘴顶板单元、斜底板单元、腹板单元以及横隔板组装成整体后焊接，防止焊接变形。

进一步地，所述步骤S2中，所述加强板为8x100x1500mm的板肋。

进一步地，所述步骤S2中，点焊定位的工艺参数：焊缝长度50～100mm， 焊缝间距300～500mm ，焊接电流I=240±30A， 电压U=30±3V ，焊速v=30±3 m/h。

进一步地，所述步骤S4中，焊接采用二氧化碳气体保护焊，焊接电流I=240±30A ，电压U=30±3V ，二氧化碳气流量15～20L/min。

本发明的优点在于：

（1）本发明钢箱梁薄板风嘴焊接变形控制方法，先将加劲肋分别与板单元进行点焊定位，最后再进行组装进行整体焊接，同时，控制各焊接过程中的焊接条件，保证风嘴块体的平面度，进而可有效防止风嘴焊接变形；

（2）本发明钢箱梁薄板风嘴焊接变形控制方法，其中，加强板采用8x100x1500mm的板肋，能够有效控制焊接过程中风嘴横隔板的变形，防止杆件扭曲。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明钢箱梁薄板风嘴的结构示意图。

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例

本实施例钢箱梁薄板风嘴焊接变形控制方法，其中，钢箱薄板风嘴，如图1所示，包括顶板1、斜底板2和腹板3，顶板1和斜底板2分别设置于上端和下端，在顶板1和斜底板2之间的一侧设置有腹板3，顶板1、斜底板2和一侧的腹板3形成半封闭箱型结构；半封闭箱型结构内设置有若干块横隔板5，横隔板5的形状与半封闭箱型结构的截面相吻合，且横隔板5上设有人孔6；横隔板5与顶板1、斜底板2和腹板3相连接处均设置有若干个加劲肋4。

本实施例焊接变形控制方法包括如下步骤：

步骤S1：将风嘴钢板下料时预留收缩余量，长度方向收缩余量△L>25mm，为后续的纵向收缩进行补偿；

步骤S2：风嘴的顶板单元、斜底板单元及腹板单元，其加劲肋分别先与板单元进行点焊定位，点焊定位的工艺参数：焊缝长度50～100mm， 焊缝间距300～500mm ，焊接电流I=240±30A， 电压U=30±3V ，焊速v=30±3 m/h，定位完毕后等待组装；横隔板处设有临时8x100x1500mm的板肋，且该加强板待风嘴块体与钢箱梁总拼完成后再拆除；

步骤S3：通过采用刚性强的胎架进行风嘴的刚性约束；通过采用反变形的控制方法来进行风嘴的弹性约束，在胎架上铺设牙板实现风嘴的反变形设置，全面控制风嘴块体组焊中各种焊接变形及风嘴块体的平面度△：横向≤B/2400mm， B为板单元宽度，纵向≤5mm；

步骤S4：将风嘴顶板单元、斜底板单元、腹板单元以及横隔板组装成整体后焊接，焊接采用二氧化碳气体保护焊，焊接电流I=240±30A ，电压U=30±3V ，二氧化碳气流量15～20L/min，防止焊接变形。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种钢箱梁薄板风嘴焊接变形控制方法，所述钢箱薄板风嘴包括顶板、斜底板和腹板，顶板和斜底板分别设置于上端和下端，在所述顶板和斜底板之间的一侧设置有腹板，顶板、斜底板和一侧的腹板形成半封闭箱型结构；

所述半封闭箱型结构内设置有若干块横隔板，横隔板的形状与半封闭箱型结构的截面相吻合，且横隔板上设有人孔；所述横隔板与顶板、斜底板和腹板相连接处均设置有若干个加劲肋；其特征在于：所述焊接变形控制方法包括如下步骤：

步骤S1：将风嘴钢板下料时预留收缩余量，长度方向收缩余量△L>25mm，为后续的纵向收缩进行补偿；

步骤S2：风嘴的顶板单元、斜底板单元及腹板单元，其加劲肋分别先与板单元进行点焊定位，定位完毕后等待组装；横隔板处设有临时加强板，且该加强板待风嘴块体与钢箱梁总拼完成后再拆除；

步骤S3：通过采用刚性强的胎架进行风嘴的刚性约束；通过采用反变形的控制方法来进行风嘴的弹性约束，在胎架上铺设牙板实现风嘴的反变形设置，全面控制风嘴块体组焊中各种焊接变形及风嘴块体的平面度△：横向≤B/2400mm， B为板单元宽度，纵向≤5mm；

步骤S4：将风嘴顶板单元、斜底板单元、腹板单元以及横隔板组装成整体后焊接，防止焊接变形。

2.根据权利要求1所述的钢箱梁薄板风嘴焊接变形控制方法，其特征在于：所述步骤S2中，所述加强板为8x100x1500mm的板肋。

3. 根据权利要求1所述的钢箱梁薄板风嘴焊接变形控制方法，其特征 在于：所述步骤S2中，点焊定位的工艺参数：焊缝长度50～100mm， 焊缝间距300～500mm ，焊接电流I=240±30A， 电压U=30±3V ，焊速v=30±3 m/h。

4. 根据权利要求1所述的钢箱梁薄板风嘴焊接变形控制方法，其特征在于：所述步骤S4中，焊接采用二氧化碳气体保护焊，焊接电流I=240±30A ，电压U=30±3V ，二氧化碳气流量15～20L/min。