焊接工艺评定方案
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苏州宝带东路跨运河钢桁梁制造
焊接工艺评定方案（修订）
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批准： 中铁九桥工程有限公司 2013 年 09 月一、总则
苏州宝带东路跨运河钢桁梁主体结构采用 Q345qD 钢材制造。各结构中 存在多种不同规格的对接、 熔透或坡口角接及 T 型角接接头， 根据钢梁的设 计图纸及相关技术文件要求，结合全桥钢梁的结构形式，我们根据《公路桥 涵施工技术规范》(JTG/T
F50-2011 )附录F1的相关规定，从各种形式接 头所有的板厚规格中选择有代表性的板厚组合进行焊接工艺评定试验 (以下 简称试验)。
二、 接头选择 结合各部分结构形式，我们整理了结构中存在的各种不同板厚、不同焊
接方法和不同施焊工位的各类主要对接、熔透或坡口角接及 T 型角接接头 , 详见《附表：苏州宝带桥全桥主要接头形式表》 。并从所有的接头形式中选 择了 33 组有代表性和针对性的板厚和接头组合进行焊接工艺评定试验：其 中包括 14 组对接接头， 10
组熔透角接接头， 5 组坡口角接接头和 4 组 T 型 角接接头。
三、 试验材料和焊接设备
1 、母材
本次试验用钢板包括厚度为 8mm 、 1 2mm 、20mm、25mm 、30mm、 35mm、40mm、50mm、55mm 的 Q345qD 材质钢板。符合 GB/T714-2008 的技术要求。
试板规格：对接接头：150 X800 角接接头：150 >600
2、焊接材料
2.1 埋弧自动焊：
① 上下弦杆件节点板对接焊缝、箱型杆件棱角焊缝箱体外部采用
H08Mn2E (©5.0)焊丝，配合 SJ101q 焊剂。
② 上下层桥面板对接焊缝填充盖面层焊接采用 H08Mn2E (©5.0)焊丝,
配合 SJ101q 焊剂。 ③ 工型腹杆、桥面系T型横梁主焊缝采用H08MnA (©5.0)焊丝，配合
SJ101q 焊剂。
2.2 CO 2气体保护焊：
① 上下弦杆件腹杆接头板、横梁接头板焊缝采用药芯焊丝 E501T-1 (©
1.2 )焊接。
② 上层桥面 U 肋焊缝采用药芯焊丝 E501T-1 (©1.2)焊接，下层桥面 纵向板肋焊缝采用实芯焊丝 ER50-6 (©1.2)焊接；弦杆、腹杆纵向加劲肋 采用实芯焊丝 ER50-6
(©1.2)焊接。
③ 桁片制造腹杆与上下弦杆件之间的对接焊缝采用药芯焊丝 E501T-1
(©1.2)焊接。
④ 桥面板对接焊缝打底层焊接采用实芯焊丝 ER50-6 (©1.2);横梁腹板、 底板与上下弦杆工地连接焊缝采用药芯焊丝 E501T-1 (©1.2)焊接；上下弦 杆件之间工地对接焊缝采用药芯焊丝 E501T-1 (©1.2)焊接。
⑤ 各类连接角焊缝平位采用实芯焊丝 ER50-6 (©1.2)焊接，立、仰位 采用药芯焊丝 E501T-1 (©1.2)焊接。
2.3 焊条电弧焊：用于定位焊。采用焊条 E5015 (©3.2)。
以上选用焊材除 H08Mn2E 采用专用技术条件外，其余均符合以下国家 标准的规定：
焊材名称 标准名称 标准号
埋弧焊丝 《熔化焊用钢丝》 GB/T14957-94
埋弧焊剂 《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》 GB/T12470-200
3
CO2实芯焊丝 《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》 GB/T8110-2008 CO2药芯焊丝 《碳钢药芯焊丝》 GB/T10045-200
1
焊条 《碳钢焊条》 GB/T5117-1995
3、焊接设备
埋弧自动焊：ZD5 — 1000型自动埋弧焊机
气体保护焊：KR500型气体保护焊机
焊条电弧焊：SS630硅整流焊机
四、焊接检验及力学性能试验
1、 焊缝外观质量应符合JTG/T F50-2011中表19.6.1的规定。
2、 焊缝外观质量检查合格后进行无损检测。对接焊缝和全熔透角焊缝 应沿焊缝全长进行超声波探伤，质量等级为I级坡口角焊缝进行超声波探伤, 质量等级为H级；U肋焊缝进行磁粉探伤，质量等级为H级。
3、 焊缝接头力学性能的要求
3.1拉伸试验结果（屈服强度、抗拉强度、延伸率）不低于母材标准值 （见下表）时，判为合格；当试验结果低于母材标准值时，允许从同一试件 上再取一个试样重新试验，若重新试验的结果不低于母材标准值，则仍可判 为合格，否则判为不合格。
材质 板厚范围
（mm） ReL
(MPa) Rm
(MPa) A
(%)
Q345q 《0 绍45 绍90 玲0
D >50〜100 绍35 绍90
3.2焊缝V型缺口低温（-20 C）冲击功不低于47J。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倍的规定值）， 则可仍判为合格，否则，判为不合格。
3.3对接接头弯曲180。，试样受拉面没有裂纹，或仅在棱角处有撕裂且 裂纹长度不大于3mm时，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。
3.4接头硬度不大于HV350。
4、力学性能试验项目及试样数量（个）
① 对接接头力学性能试验项目、试样数量见表 1。
② 全熔透角焊缝、坡口角焊缝、T形接头角焊缝力学性能试验项目及试 样数量见表2。
表1 对接接头力学性能试验内容、试样数量表
试件型式 试验项目 试验
数量 试验方法
对接焊缝 接头拉伸试验 1 按《焊接接头机械 性能试验方法》
GB2649 〜2654 ;
侧弯时板厚SW
16mm 时，d=2a, 板厚S>16mm时，
d=3a。 焊缝金属拉伸试验 1
接头侧弯试验(a =180 °=2a,3a ) 1
焊缝金属和热影响区V型缺口低温冲
击试验 各3
接头硬度试验 1
表2 角接接头力学性能试验项目、试样数量表
试件型式 试验项目 试验数量 试验方法
全熔透角焊缝 焊缝金属拉伸试验 1
《焊接接头机械性能试
验方法》GB2649〜2654
的规疋进行 焊缝金属和热影响区V型缺
口低温冲击试验 各3
接头硬度试验 1
坡口角焊缝、T
形接头角焊缝 焊缝金属拉伸试验 1
接头硬度试验 1
5、每一组试板进行一次宏观断面酸蚀试验，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 五、剪力钉焊接工艺评定
1、试验用材料
剪力钉：ML15 13 >60
钢材：Q345qD 12 >400 >400
2、剪力钉布置如右图所示：
3、剪力钉焊接：采用专用 RSN-3000型剪力钉焊机，指导性参数如下 表：
伸出长度
(mm) 提升咼度
(mm) 焊接时间
(s) 焊接电流
(A)
5 2.5 1.0 1000
4、焊缝要求及试验项目：焊缝挤出焊脚均匀饱满，外观质量合格。
4.1拉力试验(3根)：当拉力载荷达到55.86KN时，不得断裂；继续 增大载荷直至拉断，断裂不发生在焊缝和热影响区内。
4.2弯曲试验(3根)：用手锤打击焊钉试件头部，使其弯曲 30。，在试 件的焊缝和热影响区不应产生肉眼可见的裂缝。
六、焊接工艺评定报告的内容
1、 母材和焊接材料的型(牌)号、规格、化学成分和力学性能等。
2、 试板图。
3、 试件的焊接条件及施焊工艺参数。
4、 焊缝外观及探伤检验结果。
5、 力学性能试验及宏观断面酸蚀试验结果。
6、结论 苏州宝带桥焊接工艺评定试验项目
（一）对接焊缝
编
号 板厚
组合 坡口形式 焊接方法（工位）
焊接材料 焊接工艺参数 代表焊缝
（接头表
中序号） 备注
埋弧自动焊（平位） 上下弦节 反面气
SD 20+
H08Mn2E(①5.0)+SJ101q 点板对接 刨清根
1 35
参数：650-700A 28-30V 24m/h (1、9) 熔透
埋弧自动焊（平位） 上下弦节 反面气
SD 50+
H08Mn2E(①5.0)+SJ101q 点板对接 刨清根
2 55
参数：650-700A 28-30V 24m/h (9) 熔透
气体保护焊打底，埋弧自动焊
填充盖面
（平位）
反面贴
气体保护焊丝：ER50-6（① 上下层桥 陶质衬
SD 12+
1.2)+CO 2 面板对接 垫单面
3 12
参数：230-250A 23-25V (39) 焊双面
埋弧焊材：H08Mn2E（①
成型
5.0)+SJ101q
参数：650-700A 28-30V 24m/h
编
号 板厚
组合 坡口形式 焊接方法（工位）
焊接材料 焊接工艺参数 代表焊缝
（接头表
中序号） 备注
气体保护焊打底，埋弧自动焊
填充盖面
（平位）
反面贴
气体保护焊丝：ER50-6（① 桥面板大 陶质衬
SD 12+
1.2)+C0 2 间隙对接 垫单面
4 12
参数：230-250A 23-25V (39) 焊双面
埋弧焊材：H08Mn2E（①
成型
5.0)+SJ101q
参数：650-700A 28-30V 24m/h
仰位焊
气体保护焊（平+仰位）
接后在
SD 40+ E501T-1(①1.2) + CO 2 桁片对接
平位气
5 55 平位：250-280A 28-30V (20)
刨清根
仰位：200-220A 20-25V
熔透
桁片对
气体保护焊（立位） 接、横梁 反面气
SD 40+
E501T-1(① 1.2) +CO 2 腹板对接 刨清根
6 40
参数：200-220A 20-25V (21、 熔透
44)
