钢桥U肋焊接新工艺——金属芯药芯焊丝CO2气体保护焊

验、 金相组织分析等手段 ， 了金属芯药芯焊丝 Ｃ 研究 Ｏ 气体保护焊工艺在 Ｕ肋焊接 中的适应性 ， 分析了各种工艺条 件对 Ｕ肋焊缝熔透率 及焊缝成形的影响 ， 优化 了焊接坡 口尺寸和工艺参数 。研究结果表明 ： 对于钢桥板厚 为 ８ｍｍ
的 Ｕ肋 角 焊 缝 ， 用 金 属 芯 药 芯 焊 丝 Ｃ 体 保 护 焊 ， 丝 直 径 为 １ ６ｍ 可 一 道 焊 接 成 形 ， 缝 熔 透 率 大 于 采 Ｏ 气 焊 ． ｍ， 焊
１ Ｕ肋 角焊缝设 计要 求及工 艺特点
１ １ 设 计要 求 ． 钢桥 中的 Ｕ肋板厚 多 为 ８ｍ ， ｍ 少数 为 ６ｍｍ或 ｌ ０ ｍ 图 １为 Ｕ肋加 劲结 构截 面示意 图。 ｍ，
Ａ 放 大
目前 ， 钢桥 Ｕ 肋焊 接 均 采 用 熔 渣 型药 芯 焊丝 Ｃ ， Ｏ 气体保 护焊或 实心焊 丝 Ｃ ： Ｏ 气体 保 护 焊 ， 鉴 于 ｕ肋 但
不断建 成 。钢 桥 为设 计 使 用 寿 命 百 年 以 上 的公 共 建
筑， 且属 典型 的受动载 载荷 结构 ， 焊 接接 头 质量 的要 对 求非常严 格 ¨ 。ｕ肋焊 接是 整 个 钢桥 生产 制 造 中 的重 Ｊ
要组成部 分 ， ｕ肋与 面 、 底板 问 角焊 缝要 求 有较 高 的抗
８％ ， ０ 外观成形 和内部质量 良好 ， 可大幅提高焊接工效 ， 降低生产成本 ， 从焊接新工艺途径 上得 到了突破 。
关 键 词 ： 钢 桥 Ｕ 肋 金 属 芯 药 芯 焊 丝 工 艺 参数 中 图 分 类号 ： Ｔ ４ ４ Ｇ ４ 焊缝熔透率 焊 缝 成 形
பைடு நூலகம்
０ 前
言
在较 低 的水 平 ， 焊缝抗 裂性 能 得 到提 高 ， 时可减 少 使 同 焊接气 孔倾 向 。将 金属芯 药芯焊 丝用 于 Ｕ肋 焊缝 的
图 １ Ｕ肋 加 劲 结 构 截 面 示 意 图
共性技 术问题 。
金 属芯药 芯 焊 丝是 近 年 来 国际 上 发 展 的 新 趋 势 ， 相对于 熔渣型 药芯焊 丝 ， 的药 芯大 部分 是 金属 粉 ， 它 只
Ｕ肋 焊 缝 设计 要 求 主要 有 ： 焊 缝 外 观应 满 足 规 ① 定要 求 ， 得有 裂纹 、 熔 合 、 焊满 、 不 未 未 咬边 等 缺 陷 ； ② 焊缝 熔深不 小 于 ｕ肋 厚度 的 ８ ％ ； ｕ肋焊 缝 背 面不 ０ ③
生产应用 俘 掳
钢 桥 Ｕ 肋 焊 接 新 工 艺 — — 金 属 芯 药 芯 焊 丝 Ｃ ２ 体 保 护 焊 Ｏ气
武船 重型工 程有 限公 司（ 武汉 市 ４ ０ １ ） ３４５
摘要
张
华
舒先庆
李 立明
武
峰
叶君 龙
针对 目前钢桥 Ｕ肋焊接 中存在 的共性技术 问题进行 了研究 。采用 宏观断 面分析 、 冷裂敏 感性对 比试
中国的焊 接钢桥正 在 蓬勃 发 展 ， 江 河 、 海 大 桥 跨 跨
焊接 ， 利用其 良好 的工艺 性 能和 更 高 的熔敷 速 度优 势 ，
旨在 解决 目前行业 中钢桥 ｕ肋焊 接存 在 的共性 技 术 问 题 ， 别是对 于板厚 为 ８ｍｍ 的 Ｕ肋 角 焊缝 ， 一道 焊 特 可 接成形 。因而 改善 了焊 缝 外 观成 形 和 内部 质 量 ， 幅 大
焊缝 的接 头形式 和技术 要 求 的特 殊性 ， 焊接 质 量 、 在 工
效与成 本上 未能 达 到 较好 的综 合 效 益 ； 其 对 于 板 厚 尤 为 ８ｍ 的 Ｕ肋 ， ｍ 采用熔 渣 型药 芯焊 丝焊 接 ， 若单 道 焊 接， 焊缝 金属 填 充量 不 足 ， 缝 外 观 成形 不 良， 两 道 焊 若 焊接 ， 则焊接 生 产 效 率过 低 。 中铁 山桥 公 司 对 钢 桥 Ｕ肋加 劲焊 接 技术 进 行 了总 结 ， 仅 基 于 现 有 技 术 介 但 绍 了 Ｕ肋 焊接 的工艺 要求 ， 没 有 突破 Ｕ肋 焊接 中的 并
用 已显著 降低 。而 实 践 表 明 ， 保 证 焊 缝 强 度 要 求 所 为
选用 的焊接 材 料 ， 缝 的 实 际强 度 往 往 会 大 大 超 过 设 焊 计要 求 ， 为 “ 强 匹 配 ” 。对 于 钢桥 Ｕ肋 角 焊 缝 ， 成 超 焊缝 金属冷 却速度 较快 ， 化作 用 比较 明显 ， 硬 焊缝 的塑 性和韧性常 常逊 于母材 ， 因此焊缝 金 属产 生裂 纹 的几率 增大 ， 特别是 ｕ肋焊缝 中的横 向冷裂纹 问题不 可忽视 。 由于 ｕ肋 焊缝 为背 面 无 衬 垫单 面焊 接 成 形 ， 缝 焊 熔深 允许 范围很 窄 ， ｕ肋 坡 口精 度 、 配 间 隙 、 件 受 装 工 倾角 、 送丝 位置 和 角 度 、 接 参 数 等 因 素 的 影 响 ， 焊 同时
疲劳性 能 ， 是钢 桥焊接 中的重 点 与难 点 。近年 来 ， 国内 有多座 钢桥在 运 营期 间 受 车 轮 载荷 作 用 ， Ｕ肋 与 面 板 问角焊缝 出现 了开 裂 问题 ， 给钢 桥 的设 计 与 制 造 者 带
来 了警示 和思 考 。
提高 焊接工 效 ， 生产 成本 。 降低
允许 有焊 漏 。
１ ２ 工艺 特点 ．
有少量 的 稳 弧 剂 和 造 渣 剂 ， 备 高 熔 敷 速 度 、 飞 溅 具 低
率 、 接 工艺性 好 的特点 ， 焊 而且 氢含 量 可 以较 易 地 限制
收 稿 日期 ： ００— ３—１ ２１ ０ ７
目前 ， 由于应 用 了微合 金强 化作 用 原 理 ， 中碳 含 钢
２１ ０ ０年 第 １ ０期 ５ｌ
俘 掳 生产应用
量 和碳 当量 及 夹 杂 物 的 降低 ， 接 热 影 响 区 的脆 化 作 焊
保证 良好的焊缝外观成形和设计熔深要求 ， 又要避免
焊缝 焊漏 ， 工艺 要求 非常严 格 ， 钢桥 焊接 中的难 点 。 是
２ 试验 条件 及方 法