・３８・ 价值工程 钢箱梁高架桥焊接工艺试验方案设计 Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｗｅｌｄｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｔｅｓｔ ｏｆ Ｓｔｅｅｌ Ｂｏｘ Ｇｉｒｄｅｒ Ｖｉａｄｕｃｔ 蒋艳Ｊ ＮＧ Ｙａｎ （四Ｊｉｌ石油学校川庆钻探培训中心，成都６１００４１） （Ｃｈｕａｎｑｉｎｇ Ｄｒｉｌｌｉｎｇ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｓｉｃｈｕａｎ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｓｃｈｏｏｌ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００４１ Ｉ Ｃｈｉｎａ） 摘要：本丈介绍了大型城市钢箱梁高架桥焊接工艺试验方案，根据标准ＩＳ０１５６１４一ｌ规定的焊接工艺评定（ｗＰＱＲ）要求及认可条 件，做相应的焊接＿ｒ－艺评定试验，根据ＩＳＯ１５６０９—１相关标准最终制定出合理的焊接工ｇ＃￣－（ｗＰＳ）。 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｓｔｅｅｌ ｂｏｘ ｇｉｒｄｅｒ ｖｉａｄｕｃｔ ｗｅｌｄｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｔｅｓｔ ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｒｇｅ ｃｉｔｙ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｗｅｌｄｉｎｇ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｑｕａｌｉｉｆｃａｔｉｏｎ（ＷＰＱＲ１ ｆｒｏｍ ＩＳ０１５６１４－１。ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｍａｋｅｓ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｗｅｌｄｉｎｇ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｑｕａｌｉｉｆｃａｔｉｏｎ ｔｅｓｔ，ａｎｄ ｍａｋｅｓ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｗｅｌｄｉｎｇ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ（ＷＰＳ）ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ＩＳＯ１５６０９—１ ｓｔａｎｄａｒｄ． 关键词：钢箱梁；焊接工艺；试验 Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｔｅｅｌ ｂｏｘ ｇｉｒｄｅｒ ｖｉａｄｕｃｔ；ｗｅｌｄｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ；ｔｅｓｔ 中图分类号：ＴＧ４４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—４３１１（２０１４）０７—００３８—０２ Ｏ引言 表１接头统计 随着现代化城市的推进，为缓解中心城区的交通拥 序号 板材型号／板 接头 坡口形式 坡口 焊缝厚 备注 堵，成都市政府下达了“两快两射一环”的重要项目。根据 厚ｔ（ｍｍ１ 形式 角度 度（ｍｍ） 工程建设实施方案，建成后的二环快速路，将以“南二环锦 １ Ｑ３４５Ｃ／ 对接 告ｌ３５／１２ ６５。±５。 １６顶板、腹板 ａｒｍ 江桥一北二环府河桥”为界，分为东、西半环。东半环长 Ｔ１６Ｒ１６ 接头 拼接 １３．１ｋｍ，双向六车道，为“连续高架快速路＋地面城市主干 ２ Ｑ３４５Ｃ／Ｔ２０，ｔ２Ｏ 对接 接头 ／ １３５／ｌ２ ６５。±５。 ２０ｒａｍ 底板拼接 路”的道路，高架桥面高１２米，桥下地面道路也为双向六 车道。西半环长１５．３ｋｉｎ，为“立交节点改造＋快速公交独立 ３ Ｑ３４５Ｃ／Ｔ１２，ｔ１２ 对接 接头 ／ ，ｓ／ｔ： ６５。±５。 １２ｍｍ 腹板拼接 高架＋主辅道”的道路，快速路为全封闭的双向６车道，快 ４ Ｑ３４５Ｃ／Ｔ１８，ｔ２２ 对接 接头 ／ ／１２ ６５。±５。 １８ｍｍ 底板拼接 速公交２车道将架设专用高架桥，其余４车道为辅道。 为了保证二环路高架桥的钢箱梁制造焊接质量，选择 ５ Ｑ３４５Ｃ／ Ｔ型 ， 一（１１３５ ４５。 １０ｍｍ 腹板与顶板 Ｔ２０，ｌｌ６ 接头 正确的焊接方法、焊接材料以及焊接工艺，根据标准 ６ Ｑ３Ｔ８，４５Ｃ／ｔ１６ Ｔ型 ＩＳＯ１５６１４—１规定的焊接工艺评定（ＷＰＱＲ）要求及认可条 接头 ／一七７一 ３ ４ｍｍ Ｕ型肋与 项板 件，做相应的焊接工艺评定试验，根据ｌＳ０１５６０９—１相关标 ７ Ｑ３４５Ｃ／ Ｔ型 厂 ３５ ７ｍ 底板加劲筋 与底板 准最终制定出合理的焊接工艺规程（ＷＰｓ）。 Ｔ１６／ｔ２０ 接头 １接头统计 ８ Ｔ１２，Ｑ３４５通过对钢箱梁图纸的分析，现将板厚、接头形式及坡 ｌｌ６ Ｃ／ Ｔ型 接头 厂 ３５ ８ｍｍ 强联板与腹 板 口形式统计如表１。 ９ Ｑ３４５Ｃｌ Ｔ型 ， ＞ ｌ３５ ４ｍｍ Ｔ型肋 Ｔ１２，ｔｌ２ 接头 ２评定相关的标准以及认可范围 ｔ１２ Ｔ型 接头 ， ｌ３５ ４焊接工艺通用规则参照ＥＮ ＩＳ０１５６０７执行： １０ Ｔ１０，Ｑ３４５ｃ／ ａｒｍ 人孔 ①对于焊接方法的评定仅对焊接工艺试验所用的焊 １１ Ｑ３４５Ｃ／ Ｔ型 ／— …＜１３５ ８ａｒｍ 支座垫板与 底板 接方法有效。 ｒ６ｏ，ｌ２Ｏ 接头 ②对于多种焊接方法的工艺而言，焊接工艺评定需针 角焊缝，角焊缝在焊接生产中占主导地位时要求评定角 对每种方法采用单独的焊接工艺评定试验： 焊缝： ③任一位置上的焊接试验适用于所用位置的焊接。焊 ２）Ｔ型接头对接焊缝仅适用于Ｔ型接头对接焊缝和 接位置及认可范围参照ＩＳＯ６９４７的标准： 角焊缝；Ｔ型接头可被用作全熔透的对接接头或角焊缝； ④为了减少焊接工艺评定试验的数量至最低，钢分类 ３）无衬垫的单面焊适用于双面焊和带衬垫的焊缝； 参照ＩＳＯ１５６０８的标准分类： ４）带衬垫的焊缝适用于双面焊： ⑤评定试验所使用的焊接接头认可范围参见相关条 ５）未清根的双面焊缝适用于带清根的双面焊缝： 款的限定，并且： ６）角焊缝仅适用于角焊缝： １）对接焊缝适用于全熔透及部分熔透的对接焊缝和 ７）保护气体的认可根据ＥＮ４３９执行。 作者简介：蒋艳（１９７２一），女，四川资中人，１９９５年毕业于西南交 表２钢类组及分类组的认可范围 通大学材料系焊接工艺及设备专业，工程师，从事教 塑 Ｉ里苎里———— 学工作。 １－１ ｆｌａ一１ Ｖａｌｕｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ・３９・ 表３对接焊缝的试件厚度和焊缝熔敷厚度的认可范围 （参照ＩＳＯ１５６１４的标准） ①无损检验。无损检验应按ＥＮ９７０（外观检验）、 ＥＮ１７１４（超声波探伤）进行： 试件厚度／焊缝熔敷厚 认可范围 ②破坏性检验。 度（ｍｍ） 单道焊 多层焊 １）对接接头横向拉伸试验的试样和试验应符合 ３＜ｔ≤１２ Ｏ．５（３ｍｉｎ）ｔ￣１．３ｔ ３￣２ｔ １２＜ｔ≤１００ ０．５ｔ～１．１ｔ ０．５ｔ￣２ｔ ＥＮ８９５（１ＳＯ／ＤＩＳ４１３６）的规定；试样的拉伸强度不低于母材 表４角焊缝试件厚度和焊缝有效厚度的认可范围 的下限值： ｆ参照ＩＳＯ１５６１４的标准） ２）对接接头弯曲试验的试样和试验应符合ＥＮ９１０ 试件厚度 认可范围 （ＩＳＯ５１７３）标准规定，当厚度大于或等于１２ｍｍ时，用四个 ｔ（侧弯代替两个正弯和两个背弯试验，试验过程中，试验不 ｍｎ 母材厚度 单道焊 焊缝有效厚度 ｌ多道焊 应在任何方向出现大于３ｒａｍ的缺陷，在试样边角出现的 ３＜ｔ＜３０ Ｏ．５ｔ（３ｍｉｎ）￣１．２ｔ ０．７５ａ～１．５ａ ｌ 无限制 缺陷可以忽略： ３工艺方案 ３）低倍金相检验应包括未受到影响的母材，并每个工 通过以上的接头分析、相关标准（ＩＳＯ１５６１４）的认可范 艺试验至少做一次；试样应按ＥＮ１３２１规定制备，并在一 围及实际生产情况，考虑将采用以下工艺方案 侧腐蚀，以清晰地显示出熔合线、热影响区和各层焊道： 表５工艺方案 ４）对接接头冲击试样和试验应符合标准对取样部位、 序号 焊接方法 焊接材料 板材型号， 接头形式 焊接 试验温度的要求，尺寸和试验应满足ＥＮ８７５（ＩＳＯ９０１６）规 板厚ｔ（ｒａｍ） 位置 定；采用Ｖ型缺口试样，在母材表面２ｍｍ以下沿焊缝垂直 采用ＣＯ：气体 １）ｃｏｚ气体保护焊焊 ｌ 埋（保加弧护陶焊瓷填打垫充底）和盖 丝２Ｅ气）Ｒ埋体５弧０纯－焊６度（ｄ￣Ｈ９１Ｊ９．４２３７）；％１Ｃ－ Ｏ２ Ｑ取样；热影响区的情况应距离熔合线ｌｍｍ至２ｒａｍ，焊缝 金属缺口则开在焊缝中心线上。 ５合格等级 曲 Ｈ０８ＭｎＡ（中３．２） ３４５ＣＡＴ１２ 带 ＰＡ 如果试件内的缺陷符合ＩＳＯ５８１７标准规定的Ｂ级要 ２ 采用ＣＯ２气体 ＣＯ 气体保护焊焊丝 保护焊 体ＥＲ５０—纯６（￣度Ｐ１．９２９】；．７Ｃ％Ｏ ２气 Ｑ３４５Ｃ／Ｔ１２ 鏖 ＰＢ 求（但焊缝表面余高、根部凸起、角焊缝厚度等，这些缺欠 的限制为Ｃ级），则判定焊接工艺合格。 表７试板外观检验 判断依据 检验参照ＩＳＯ５８１７：９９２及ＩＳ０９９５６—３：１９９５ 采用ＣＯ：气体 ＣＯ 气体保护焊焊丝 检验项目 标准要求 检验 标准要求 检验项目 标准要求 ３ 保护焊 ＥＲ５０—６（中１．２）；ＣＯ２气 Ｑ３４５Ｃ／Ｔ１２ ＰＦ 项目 体纯度９９．７％ 表面气孔 长径：≤０．３ａ最 局部 允许偶然性的 裂纹 不允许 大不超过３ｒａｍ 凸起 局部凸起 夹杂 长径：≤Ｏ．３ａ最 错边 ≤Ｏ．Ｉｔ，最大不 未熔合 不允许 采用ＣＯ 气体 ＣＯ：气体保护焊焊丝 大不超过２ｍｍ 超过３ｍｍ ４ 保护焊 ＥＲ５０－６ １．２）ｉ ＣＯ２气 Ｑ３４５Ｃ／Ｔ１２ ＰＦ 角焊缝焊 ≤１．５＋０．１５ａ 未焊满 ≤０．０５ｔ。最大不 根部气孔 不允许 体纯度９９．７％ 角不对称 超过０．５ｍｍ 角焊缝组 ≤Ｏ．５＋０．１ａ．最大 根本 ≤０．５ 未焊透 不允许 装间隙 不超过２ｒａｍ 收缩 结论：①对接接头ｔ１２板厚可覆盖ｔ６ ｔ２４；②角焊缝采 焊缝凸度 ≤１＋０．１ｂ，最大 焊瘤 不允许 咬边 ≤０．５ｍｍ 用多层多道焊，对板厚无限制。 不超过３ｍｍ ４试验和检验 焊缝余高 ≤１＋０．１ｂ，最大 下塌 ≤１＋０．３ｂ．最大 飞溅 不允许 试验包括无损检验（ＮＤＥ）和破坏性试验。根据接头形 不超过５ｒａｍ 不超过３ｒａｍ 电弧擦伤 不允许 状、工件的材料和要求，无损检验应按ＥＮ９７０（外观检验）、 ＥＮ１７１４（超声波探伤）进行。 ６关于复试 表６试验包括无损检验和破坏性检验 如果试件不符合上述规定的外观检测或无损检验要 试件 试验种类 试验内容 备注 求，应再焊一块试件并进行同样的试验。如果这块试件仍 外观 １００％ ＥＮ９７０ 无法满足要求，则焊接工艺评定失败。 超声波 １００％ ＥＮ１７１４ ７结语 全熔透的对 表面裂纹检测 １００％ 接焊缝 横向拉伸 ２个试样 ＥＮ８９５（ＩＳＯ／ＤＩＳ４１３６１ 通过分析图纸，统计接头，依据相关标准制定了用于 横向弯曲 ４个试样 ＥＮ９１０（ＩＳＯ５１７３） 焊接工艺评定的试验方案，该方案经过实际运用完全满足 冲击 ２组 ＥＮ８７５（ＩＳＯ９０１ ６１ “两快一两射一两环”项目桥梁钢结构的焊接生产要求。 低倍金相 １个试样 ＥＮ１３２１ 参考文献： 外观 １００％ ＥＮ９７０ 【１】曾正明．机械工程材料手册：金属材料［Ｍ】．北京：机械工业 全熔透的Ｔ 表面裂纹检测 １００％ 型接头 超声波 １００％ ＥＮ１７１４ 出版社，２００３． 低倍金相 ２个试样 ＥＮ１３２１ ［２１￣Ｚ．焊接冶金学一材料焊接性【Ｍ】．北京：机械工业出版 外观 １００％ ＥＮ９７０ 社，２００６． 角焊缝 表面裂纹检测 １００％ 【３］ＧＢ／Ｔ ７１４—２０００，桥梁用钢结构【Ｓ】． 低倍金相 ２个试样。 ＥＮ１３２１ ［４ ｒＢ １０２１２—２００９，铁路钢桥制造规范［Ｓ】．