[發明專利]橋梁鋼結構的焊接方法

在審

• 申請號: 201711022180.3
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN107824996A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 劉革;陳云;汪五十四;拉海輝;羅玉森;潘金龍
• 申請（專利權）人: 新疆天山恒合能源裝備有限責任公司
• 主分類號: B23K31/02
• 分類號: B23K31/02;B23K35/30;B23K35/36;B23K35/365
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 楊立,尹偉

技術領域

本發明涉及焊接技術領域。更具體地說，本發明涉及一種橋梁鋼結構的焊接方法。

背景技術

焊接作為構建鋼結構的一種主要連接方法，隨著新技術、新材料、新設備、新工藝的不斷涌現，在我國建筑鋼結構建設中發揮更加重要的作用。據統計，約50％以上的鋼材在投入使用前需要經過焊接加工處理。因此，焊接水平的提高是實現鋼結構技術快速發展和確保建筑鋼結構施工質量的關鍵所在。焊接時通常單一使用手工電弧焊、CO2氣體保護自動和半自動焊及埋弧自動焊等焊接工藝方法，易出現焊接變形和焊接裂縫兩個方面的問題。由于鋼結構具有自重輕、施工快、強度高、周期短、成本低、占地小、可回收、施工時對周邊環境影響小等優點，被廣泛應用于房屋建造。近年來鋼結構在公路橋梁中的大面積應用，橋梁鋼結構耐久性、抗疲勞性能的研究越來越引起建設及養護管理單位的關注，橋梁鋼結構焊縫的焊接質量控制是橋梁鋼結構耐久性及抗疲勞性能的重要和關鍵?，F有的鋼結構焊接工藝存在工序安排不合理、工序繁多，工藝參數選擇不合理，各工藝參數搭配不合理，且對操作者經驗要求較高，使得生產成本偏高、產品質量偏低、成品率不高。

當前的橋梁工程所應用的鋼結構模式主要有鋼塔、鋼管拱、鋼混結合梁、鋼箱梁等，橋梁鋼結構一般采用栓焊結構或者全焊結構，不僅焊縫的長度較長，而且焊縫結構形式也較多，因此，焊縫質量成了影響鋼結構整體質量的關鍵。

發明內容

本發明的目的是提供一種可顯著提高焊縫力學性能的橋梁鋼結構的焊接方法。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種橋梁鋼結構的焊接方法，包括以下步驟：

步驟一、在待焊接工件上制作坡口，并在坡口處涂刷厚度為0.04-0.08mm的焊接劑，所述焊接劑由以下重量份的組分組成：3-8重量份的ZrO₂、10-14重量份的MgO、12-15重量份的TiO₂、20-28重量份的Fe₃O₄、3-5重量份的NaF、5-8重量份的CaF₂、6-9重量份的CrCl₃和10-16重量份的Al粉；

步驟二、將步驟一處理后的待焊接工件的坡口及兩端進行預熱；

步驟三、將步驟二預熱后的待焊接工件的坡口對接，進行焊接，其中焊接分為三次，第一次焊接的焊縫高度為待焊接工件的焊縫高度的1/2，第二次焊接和第三次焊接的焊縫高度均為待焊接工件的焊縫高度的1/4。

優選的是，所述的橋梁鋼結構的焊接方法中，步驟一中制作坡口后，還包括對坡口的預處理：

先使用稀鹽酸對坡口焊接部位的表面進行擦拭，然后使用400-600目的海綿砂紙對坡口焊接部位打磨1-2min，再使用800-1000目的干磨砂紙對坡口焊接部位打磨40-60s，最后再次使用稀鹽酸對坡口焊接部位的表面進行擦拭。

優選的是，所述的橋梁鋼結構的焊接方法中，步驟一中的坡口為W形，坡口角度為50-70°，兩個待焊接件的坡口之間的間隙為2-3mm。

優選的是，所述的橋梁鋼結構的焊接方法中，步驟二中對待焊接工件的坡口及兩端進行預熱時，先在80-100℃的溫度下預熱20-30min后，再在120-160℃的溫度下預熱。

優選的是，所述的橋梁鋼結構的焊接方法中，步驟三中焊接使用的焊條由焊芯和藥皮組成，藥皮通過粘合劑包裹在焊芯上。

優選的是，所述的橋梁鋼結構的焊接方法中，所述焊芯由以下質量百分比的組分組成：0-0.08％的C、8-12％的Ni、6-8％的Cr、14-18％的Mn、0.5-1.5％的Si、0.2-0.4％的Ti、0.01-0.02％的Mo、0.01-0.02％的V、0.005-0.01％的Zr、0.005-0.01％的Pd、0.005-0.01％的Ag和0.01-0.03％的N，余量為Fe。

優選的是，所述的橋梁鋼結構的焊接方法中，所述藥皮由以下重量份的組分組成：

40重量份的金紅石、2-4重量份的鈦白粉、2-4重量份的鉀微斜長石、2-4重量份的云母、5-15重量份的CaCO₃、4-8重量份的氮化鉻鐵、5-8重量份的鉬鐵、5-8重量份的釩鐵和2-4重量份的柯巴樹脂。

本發明焊接前對鋼板進行低溫預處理，能減少鋼板中的溶碳量，避免了晶間腐蝕，降低了焊接過程中的殘余應力，防止了熱裂紋產生，同時采用本發明所提供的焊條和焊接工藝，可以顯著提高焊縫的抗拉伸強度和屈服強度，并獲得更加的延伸性能和更優異的沖擊韌性。