钢箱梁焊接

桥位钢箱梁段从桥中间向桥两端吊装到位，调整线形，然后进行梁段的环焊缝焊接。参与本工程的焊工必须持有与其施焊项目相对应、有效的焊工合格证书，并在上岗前接受技术交底。 5.12.1 钢箱梁焊接方式

钢箱梁采用的焊接方式有：埋弧自动焊，CO2气体保护焊，手工电弧焊。根据钢箱梁焊接施工质量要求，拟定的具体焊接方式见下表。

表5.12-1 钢箱梁焊接方式

焊接方式 埋弧自动焊 焊接材料 焊丝：H10Mn2，Φ5.0, 焊剂：SJ101 适用部位 钢板对接焊缝， 顶、底板单元对接缝 对接缝打底焊， 箱梁角焊缝， 定位焊、焊缝返修 定位焊、焊缝返修 焊丝：E501T-1,Φ1.2, CO2气体保护焊 ER50-6,Φ1.2 手工电弧焊 E5015 (J507),Φ3.2,Φ4.0 环缝焊接坡口形式如下：

面板对接焊缝 底板对接焊缝

斜腹板对接焊缝 U肋嵌补仰对接焊缝

5.12.2 焊材使用与保管

①焊条及焊剂必须按其产品说明书的要求进行烘焙。

②焊丝及钢衬垫应存放在干燥、通风的地方，锈蚀焊丝及钢衬垫须把铁锈清除干净后才能使用。

③焊条、焊剂的一次领用量应以4小时的工作所需用量为准,焊条使用时应

存放在保温筒内，随用随取。不得使用受潮的焊条、焊剂。

④陶质衬垫要求粘贴牢固，启封后没有使用完的衬垫要求退回焊条房烘焙后才能使用。

⑤钢衬垫要求与母材贴紧密。 5.12.3 焊前准备

①焊接前应认真清理焊缝两侧30mm内的水、锈、氧化皮、油污、油漆或其它杂物，打磨出显现金属光泽。

②封闭部位施焊时应采取良好的通风和排烟措施，以防中毒。

③焊接设备必须是完好设备，具有良好的调节功能，电流表、电压表均在检验有效期内。。

④切割不整齐的坡口要求打磨光顺，不得有大的凸起和凹陷。

⑤环境温度低于5℃或板厚大于30mm时，焊前要求预热，预热范围一般为每侧100mm以上。预热温度为80～120℃，距焊缝30～50mm范围内测量温度。

⑥工地施工时，若环境湿度高于80%（或雨天施工），焊前要求使用烘枪除湿。

⑦考虑到现场施工风大湿度大的环境条件，第一，严格做好防风放雨措施，按要求搭设风雨棚，对焊接区域进行有效防护，见图3.10.7-5。第二，焊接前对焊接接头区域母材进行除湿处理，去除钢板表面吸附的水汽；第三，在环缝焊接中最大程度地采用埋弧自动焊工艺，利用焊剂对焊缝进行有效保护，减轻环境对焊接过程的影响；第四，在恶劣环境下，将自保焊药芯焊丝焊工艺作为备选、应急方案，可大幅提高焊接过程抗风能力。 5.12.4 焊接要求

①焊工应根据焊缝的具体形式以及相对应的《官山大桥钢箱梁制造焊接作业指导书》来选择焊接规范参数。

②多层多道焊时,各层各道间的熔渣必须彻底清除干净。

③角焊缝的转角处包角应良好,焊缝的起落弧处应回焊10mm以上。 ④CO2气体保护焊在风速超过2米/秒时应采取良好的防风措施。 ⑤埋弧自动焊焊剂覆盖厚度不应小于20mm,且不大于60mm,焊接后应等焊缝稍冷却再敲去熔渣。如在焊接过程中出现断弧现象,必须将断弧处刨成1:5的坡

度,搭接50mm施焊。

⑥不允许在焊缝以外的母材上随意打火引弧。起、收弧处必须填满弧坑。 ⑦施工人员如发现焊缝出现裂纹，应及时通知工艺员,查明原因后才能按工艺人员制订的方案施工。 5.12.5 环缝焊接顺序

顶板对接→底板对接→斜底板对接→斜腹板对接→U肋嵌补对接→加劲肋嵌补→U肋嵌补角接→加劲肋嵌补角接。

环缝焊顶、底板对接焊分别由六名焊工从中间向两边分段、对称、同时施焊；顶板对接的打底焊由六名焊工从中间向两边分段、对称、同时施焊；顶板的填充、盖面由一台埋弧自动焊机进行焊接；斜腹板的对接，每条焊缝选派一名焊工，两条焊缝同时进行向上立焊，严禁进行向下立焊。焊工位布置如下图。

5.12.6 钢箱梁焊接施工

钢箱梁焊接施工时间正好处于气温较低的2月，施工措施按照冬季施工进行。 1、对焊工的要求。焊工在正式焊接前，应带齐个人防护用品。低温焊接操作时，应设有专门监护人，对焊工的工作状态进行监控和判断，必要时应采取相应措施保证焊接工作的顺利进行和焊工人身安全，下雪后进行高空焊接作业时，通道应设专人清扫，扫除薄冰，以保证焊工的安全通行。

2、焊接设备要求。焊机进行防冻保护，使焊机处于正温状态下工作，CO2

气瓶上设置预热装置。

3、施工时，风速过大会影响CO2保护气体对焊接熔池的保护效果，易引起焊接缺陷。CO2气体保护焊，当风速≥2m/s时，须采取防风措施；在雨、雪环境下焊接，须搭设防雨、雪棚（如图5.12-1），使焊接部位不直接与雨、雪接触。

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图5.12-1 桥面防风、雨棚

4、焊前打磨。焊接前对坡口区进行打磨处理，使坡口面光滑、无锈蚀、无飞溅、无夹碳、露出金属本色。

5、焊前去潮。冬季气温较低或有雾天气时，钢板易吸收大气中的水份，将会影响焊接质量。在焊前1小时内，采用烘枪对待焊区进行去潮、除湿，烘焙区域为坡口及两侧50mm区域，直至不再出现可见水。

6、严格烘干焊剂，防止焊丝、焊剂受潮。焊丝和焊剂采取措施妥善保管，防止受潮。焊条、焊剂在使用前严格按要求烘干，通常加热到400℃左右，扩散氢已接近最低点，为了防止温度过高引起药粉变质，一般在350℃，烘干2小时，焊剂的保存温度为100～150℃。焊条、焊剂一次领用量应以4小时（当环境温度低于5℃时为2小时）工作所需用量为准，焊条使用时应存放在保温筒内，随用随取，不得使用受潮的焊条、焊剂。焊丝及钢衬垫应存放在干燥、通风的地方，严禁使用锈蚀焊丝。钢衬垫须把铁锈清除干净后才能使用。

7、采取预热措施。预热是防止冷裂纹的有效措施，预热的主要目的是为了增大热循环的低温参数t100，使之有利于氢的充分扩散逸出。板厚大于30mm或环境温度低于5℃时，须采取预热措施。30mm＜板厚≤40mm时，预热温度为80～120℃；板厚＞40mm时，预热温度为100～150℃。

（1）预热方法

焊前要求对焊缝采用陶质电加热片或烘枪进行（图5.12-2）预热，预热范围一般为每侧100mm以上。预热温度根据工艺评定试验而定，距焊缝30～50mm范围内测量温度。并在焊接的同时，在焊缝100～300mm区域采用火焰跟踪加热，控制焊缝层间温度在：预热温度～200℃。具体步骤如下：

①焊前预热，预热范围为距离焊缝100～150mm区域。每条焊缝采用两名焊

加热区焊缝中心加热区加热方向加热方向 图 5.12-2 焊前预热示意图

工同时从相反方向沿焊缝方向加热，见图5.12-2。

②测量温度，用红外线测温仪距离焊缝30～50mm范围内测量温度，要求温度达到预热温度，见图5.12-3。

测温区 测温区 图5.12-3 温度测试 100100焊缝中心③施焊的同时跟踪加热，要求在距离施焊位置200～300mm处，采用烘枪沿 施焊方向加热，控制此区间的温度在：预热温度～200℃，见图5.12-4。

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焊缝中心200～300跟踪加热位置跟踪加热位置施焊位置施焊方向加热方向

图5.12-4 跟踪加热

（2）焊后保温

由于气温较低（低于0℃），热量散发较快，为防止在热影响区快速冷却到产生冷裂纹的温度区间，需要采取保温措施。在焊后温度高于150℃时，采用石棉布覆盖焊缝区域1～2小时；在焊后温度低于150℃时，采用火焰紧急后热，使焊缝区域温度回复到150℃以上，再用石棉布覆盖焊缝区域1～2小时。对于多层多道焊，每层每道焊完后，需要采用石棉布保温，待下层下道施焊时，采用红外线测温仪或点温计测量温度。当层间温度在预热温度～200℃时，可直接进行下层下道焊；当层间温度低于预热温度时，需要用烘枪将焊接区域加热至预热温度～200℃，才能进行下层下道焊。石棉布以焊缝为中心，沿焊缝宽度方向各铺设1.5米，且距离施焊点为400～500mm，石棉布的铺设方法见图5.12-5。

石棉布 400～500 施焊位置150050100焊缝中心

1500 施焊方向10050图5.12-5 焊后保温

非施焊面预置保温工装，保温工装结构由石棉被、支撑架、钢板网、磁铁组成，结构简图如图5.12-6。此工装制作长度最长2米、以及不等的各种长度，以适应不同长度焊缝的保温要求，工装四角上安装有磁铁，以便其可随时安装、拆下移动，对于角焊缝也制作成90°或其他角度的保温工装，这样就可满足工地钢结构各种焊缝形式的焊后保温要求。

磁铁石棉被钢板网支架焊缝正面石棉被钢板焊缝磁铁衬垫石棉工装架焊缝背面预制石棉被

图5.12-6 保温工装示意图

5.12.7 焊缝返修

①焊波、余高超标、焊缝咬边小于等于规定值时，采用砂轮机修磨匀顺。 ②焊脚尺寸不足、焊缝咬边大于规定值时，可采用手工电弧焊进行补焊，然后用砂轮机修磨匀顺。

③焊缝内部缺陷的返修先用碳弧气刨或砂轮机清除后，再采用手工电弧焊或药芯、实芯焊丝CO2气体保护焊进行焊接，焊条使用E5015碱性焊条。

④焊接裂纹清除时应沿裂纹两端各外延50mm，焊接坡口要求光顺圆滑，打磨掉尖角缺口，防止裂纹扩展，焊前预热100～150℃。

⑤返修焊缝焊后均要求打磨光顺，其质量要求与原焊缝同，返修焊缝的最小长度大于50mm。 5.12.8 焊缝无损检测

①工地梁段环焊缝要求进行100%UT，BⅠ级合格，探伤围为焊缝全长，并进行100%RT抽检，BⅡ级合格，RT范围为：顶板焊缝十字交叉处100%拍片，底板（包括斜底板）焊缝十字交叉处30%拍片，在焊缝交叉处纵、横方向各布一张片；斜腹板在焊缝两端各布一张片。

②顶板U肋嵌补段对接焊缝要求进行100%UT，BⅠ级合格；顶板U肋嵌补段与顶板角焊缝要求熔透深度≥80%U肋板厚，进行100%UT，BⅡ级合格，底板U肋嵌补段对接焊缝以及与底板角焊缝要求进行100%MT，2X级合格，加劲扁钢嵌补段对接焊缝要求进行100%UT，B级检验，Ⅱ级合格。以上焊缝探伤范围为每条焊缝全长。