【正文】 因素采取 相應(yīng)的控制措施。在施工過程中，由于焊接產(chǎn)生的焊接殘余應(yīng)力和殘余變形，嚴(yán)重影響著工程的質(zhì)量、結(jié)構(gòu)承載力 (即使用功能 )，因而， 必須 采用合理的方法 加 以控制。常見的焊接應(yīng)力有 ： 1)縱向應(yīng)力 ； 2)橫向應(yīng)力 ； 3)厚度方向應(yīng)力。針對這些不同種類的焊接變形和應(yīng)力分布，追溯根源，具體進(jìn)行控制。 焊縫截面積的影響 焊縫截面積是指熔合線范圍內(nèi)的金屬面積 ， 焊縫面積越大，冷卻時收縮引起的塑性變形量越大，焊縫面積對縱向、橫向及角變形的影響趨勢是一致的，而且是起主要的影響，因此，在板厚相同時，坡口尺寸越大，收縮變形越大。 焊接 方法的影響 多種焊接方法的熱輸入差別較大，在鋼結(jié)構(gòu)焊接常用的幾種焊接方法中，除電渣以外，埋弧焊熱輸入最大，在其他條件如焊縫斷面積等相同情況下，收縮變形最大，手工電弧焊居中， CO2氣體保護(hù)焊最小。常用的焊縫形式有堆焊、角焊、對接焊。 2)T形角接接 頭和搭接接頭時，其焊縫橫向收縮情況與堆焊相似，其橫向收縮值與角焊縫面積成正比，與板厚成反比。 雙面焊時情況有所不同，隨著坡口角度和間隙的減小，橫向收縮減小，同時角變形也減小。 2)縱向收 縮 ：多層焊接時，每層焊縫的熱輸入比一次完成的單層焊時的熱輸入小得 多，加熱范圍窄，冷卻快，產(chǎn)生的收縮變形小得多，而且前層焊縫焊成后都對下層焊縫形成約束，因此，多層焊時的縱向收縮變形比單層焊時小得多，而且焊的層數(shù)越多，縱向變形越 小。所以，了解焊接變形產(chǎn)生的原因和影響因素，則可以采取以下控制變形的措施 ： 1)減小焊縫截面積，在得到完整、無超標(biāo)缺陷焊縫的前提下，盡可能采用較小的坡口尺寸 (角度和間 隙 ) 2)對屈服強(qiáng)度 345MPA以下，淬硬性不強(qiáng)的鋼材采用較小的熱輸入，盡可能不預(yù)熱或適當(dāng)降低預(yù)熱、層間溫度 ；優(yōu)先采用熱輸入較小的焊接方法，如 CO2氣體保護(hù)焊。 4)在滿足設(shè)計要求情況下，縱向加強(qiáng)肋和橫向加強(qiáng)肋的焊接可采用間斷焊接法。 6)T形接頭板厚較大時采用開坡口角對接焊縫。 8)采用剛性夾具固定法控制焊后變形。 10)對于長構(gòu)件的扭曲，主要靠提高板材平整度和構(gòu)件組裝精度，使坡口角度和間隙準(zhǔn)確，電弧的指向或?qū)χ袦?zhǔn)確，以使焊縫角度變形和翼板及腹板縱向變形值與構(gòu)件長度方向一致。 12)設(shè)計上要盡量減少焊縫的數(shù)量和尺寸，合理布置焊縫，除了要避免焊縫密集以外，還應(yīng)使焊縫位置盡可能靠近構(gòu)件的中 性 軸，并使焊縫的布置與構(gòu)件中 性 軸相對稱。 焊接變形的矯正費時費工，構(gòu)件制 做 和安裝首先考慮的是控制變形，往往對控制殘余應(yīng)力較為忽視，常用一些卡具、支撐以增加剛性來控制變形，與此同時實際上增大了焊后 的殘余應(yīng)力。 因此，對于一些構(gòu)件截面厚大，焊接節(jié)點復(fù)雜，拘束度大，鋼材強(qiáng)度級別高，使用條件惡劣的重要結(jié)構(gòu)要注意焊接應(yīng)力的控制。 2)減小焊接拘束度 ：拘束度越大，焊接應(yīng)力越大，首先應(yīng)盡量使焊縫在較小拘束度下焊接，盡可能不用剛性固定的方法控制變形，以免增大焊接拘束度。 4)降低焊件剛度，創(chuàng)造自由收縮的條件。但根部焊道、坡口內(nèi)及蓋面層與母材坡口面相鄰的兩側(cè)焊道不宜錘擊，以免出現(xiàn)熔合線和近縫區(qū)的硬化或裂紋。 綜上所述，在施工過程中，一定要了解焊接工藝，采用合理的 焊接方法和控制措施，以便減少和消除焊后殘余應(yīng)力和殘余變形。 9 切割件的邊緣加工及坡口加工要求 鋼箱梁的外板 4 道角焊縫按強(qiáng)度要求設(shè)計成全焊透（ CP 型）坡口和局部焊透（ PP 型） 坡口兩種形式。 切割件的自由邊緣一般采用角向磨光機(jī)人工打磨，確保表面粗糙度要求，若切割邊需 作為熔合的焊接邊時宜采用機(jī)加工。 如果坡口加工精度要求高且設(shè)計要求機(jī)加工時，為滿足設(shè)計精度的要求，坡口加工首先采用刨邊機(jī)刨邊，然后采用機(jī)械倒邊機(jī)加工坡口。其中 1 根為裝配劃線鋼帶，用于箱內(nèi)隔板安裝和窄板鉆孔劃線，鋼帶樣板上要標(biāo)明上口和下口線、箱內(nèi)各道隔板位置線和厚度方向以及熔嘴焊的眼孔中心線等，這些線必須考慮機(jī)加工和切 割余量，以及各段尺寸中加放的焊接補償值，如圖 5 所示。樣板上要標(biāo)明兩端銑切線，連接板位置線以及其他部件的位置線，其中連接板鉆孔要以基準(zhǔn)眼孔的中心線作為定位點，不能以板的邊緣定位，使檢驗樣板的各段尺寸均為設(shè)計尺寸。 1）組裝鋼箱梁前，根據(jù)鋼箱梁的外形幾何尺寸制作組裝胎架，胎架上表面水平度誤差 允許偏差177。 2）將 1 塊寬板吊上胎架，利用劃線樣板劃出中心線，箱內(nèi)隔板位置線及上口和下口工藝性加強(qiáng)板的位置線，并標(biāo)明厚度方向以及窄板安裝位置線。 4）實施定位焊，焊前火焰局部預(yù)熱至 150℃。 5）吊裝 1 塊窄板，其上下端必須與寬板的上下端對齊。拼裝過程中，隨時采用螺旋千斤頂頂緊，確保內(nèi)表面與隔板貼緊， 局部間隙不大于 mm，經(jīng)常用塞尺檢查，間隙超標(biāo)的，重新頂緊后，再施定位焊。采用手工電弧焊焊接，并分層施焊，先打底后蓋面。隨時測量并及時矯正變形。 9）蓋面最后 1 塊寬板合攏成箱型梁，合攏前應(yīng)將箱內(nèi)隔板位置線引出劃在外板上，以備熔化嘴焊縫超聲波探傷檢測時能找準(zhǔn)位置。 10）焊接在專用胎架上進(jìn)行，焊前必須按焊接工藝評定卡要求進(jìn)行預(yù)熱，每條焊縫根據(jù)板厚和焊縫高度要求分層分多次施焊，一般是先打底焊，然后再施蓋面焊。焊接過程中隨時對變形情況進(jìn)行觀察和測量，包括彎曲、扭曲、角尺度變形，發(fā)現(xiàn)異常情況隨時矯正。 12）根據(jù)劃線樣板的確定位置，將熔化嘴焊孔鉆穿，進(jìn)行熔化嘴焊接。為了保證下窄板焊孔段的起弧質(zhì)量，必須在在下窄板焊孔外放置等徑的起弧銅套管。焊接后進(jìn)行超聲波探傷檢 查，檢查有無斷弧或未熔合質(zhì)量。 14）矯正鋼箱梁至符合標(biāo)準(zhǔn)后，將鋼梁放在平臺上，再利用劃線樣板劃線，劃線的內(nèi)容包括：四個面的中心線、兩端頭銑切加工的控制線、連接板和附件安裝的位置線，然后送下道工序銑端頭。 16）鋼箱梁跨度超過 24m 以上時，需分兩段或多段制作，半成品梁段制作完成后，在制作工廠進(jìn)行預(yù)拼裝，預(yù)拼裝完后組對編號，最后運輸至 現(xiàn)場進(jìn)行對接拼裝。 在測量鋼箱梁對接中心線時，對于超出中心線允許偏差范圍的，采用調(diào)節(jié)環(huán)縫間隙和 微調(diào)梁段端口方法進(jìn)行處理，修正消除其中心線超差部分。 溫度對鋼箱梁拼接精度影響不容忽視，由于拼接現(xiàn)場工地與工廠預(yù)拼裝時存在溫差，溫差使梁段產(chǎn)生熱脹冷縮現(xiàn)象，最終使箱梁的總長產(chǎn)生誤差，因此在拼接前，必須先測量拼接現(xiàn)場的實際溫度，再與工廠預(yù)接裝時溫度進(jìn)行溫差對比，利用經(jīng)驗公式計算出梁段長度變形量，在拼裝時用間隙調(diào)整方法消除偏差。拼裝中重點保 證焊接點的精度和質(zhì)量以減少焊接變形。 第二項精度控制是調(diào)準(zhǔn)梁段接口處的鋼板對接平整度。對錯邊量超過允許偏差的，要進(jìn)行調(diào)整處理。焊接參數(shù)嚴(yán)格按焊接工藝評定卡參數(shù)執(zhí)行。 11 鋼箱梁現(xiàn)場拼接施 工工藝 大跨度鋼箱梁采用分段制作，拼裝接頭連接為全焊透對接。首先按設(shè)定的間距裝配調(diào)準(zhǔn)相鄰兩梁段，保證兩梁段間的拼裝間隙，用大型定位馬板點焊定位。接著清理打磨焊縫坡口，有 CO2自動焊打底焊。進(jìn)行側(cè)面焊接時，為減少變形必須從側(cè)向兩邊對稱施焊。 12 鋼箱梁接裝總長的精度控 制 焊接收縮及溫差等因素對鋼箱梁的總長偏差產(chǎn)生很大的影響，因此鋼箱梁的總長控制要引起足夠重視。由于設(shè)計允許溫度與工廠制作溫度以及現(xiàn)場拼裝溫度不盡相同，且焊接收縮量千差萬別。 確定無余量下料的切割尺寸，宜采用倒推法。 在鋼箱梁工地拼接施焊前，進(jìn)行環(huán)縫間隙調(diào)整，它是對梁段對接總長進(jìn)行控制的最后一道工序。 在鋼箱梁拼接施焊前，還必須在焊縫兩側(cè)各 300mm 處用鋼劃針刻上距離標(biāo)記，此標(biāo)記分布于鋼箱梁底板、面板、側(cè)板兩邊，以此作為測量對接環(huán)焊縫間隙 的控制線。 13 結(jié)語 鋼構(gòu)件主要由切割下料、裝配、焊接、矯正、探傷等工序組成。鋼箱梁的制造精度是由工廠制作精度和現(xiàn)場拼接精度決定的，制作和現(xiàn)場拼裝過程中一定要嚴(yán)把各道工序的質(zhì)量關(guān)，在實踐中不斷探索各工序的控制余量，確保誤差控制在允許偏差范圍內(nèi)，并力爭把變形消除在過程中，只有這樣才能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。 焊 接 質(zhì) 量 檢 查 一般規(guī)定 1． 質(zhì)量檢查人員按本規(guī)程及施工圖紙和技術(shù)文件要求，對焊接質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督和檢查。 件規(guī)定的焊縫質(zhì)量等級要求編制檢查方案，由技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)并報監(jiān)理工程師備案。 7． 抽樣檢查時，應(yīng)符合下列要求： 1） 焊縫處數(shù)的計數(shù)方法：工廠制作焊縫長度小于等于 1000ｍｍ時，條焊縫為１處；長度大于 1000ｍｍ時，將其劃分為每 300ｍｍ為１處；現(xiàn)場安裝焊縫每條焊縫為１處； 2） 可按下列方法確定檢查批：按焊接部位或接頭形式分別組成批；工廠制作焊縫可以同一工區(qū)（車間）按一定的焊縫數(shù)量組成批； 3）抽樣檢查除設(shè)計指定 焊縫外應(yīng)采用隨機(jī)取樣方式取樣。當(dāng)批量驗收不合格時，應(yīng)對該批余下焊縫的全數(shù)進(jìn)行檢查。 5） 所有查出的不合格焊接部位應(yīng)按規(guī)定予以補修至檢查合格。 2） 外觀檢查一般用目測，裂紋的檢查應(yīng)輔以５倍放大鏡并在合適的光照條件下進(jìn)行，必要時可采用磁粉探傷或滲透探傷，尺寸的測量應(yīng)用量具、卡規(guī)。 1）無損檢測應(yīng)在外觀檢查合格后進(jìn)行。 3）設(shè)計要求全焊透的焊縫，其內(nèi)部缺陷的檢驗應(yīng)符合下列要求： 一級焊縫應(yīng)進(jìn)行 100％的檢驗，其合格等級應(yīng)為現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼焊縫手工超聲波探傷方法及質(zhì)量分級法》（ＧＢ １１３４５）Ｂ級檢驗的 Ⅱ 級及 Ⅱ 級上； 二級焊縫應(yīng)進(jìn)行抽檢，抽檢比例應(yīng)不小于 20％，其合格等級應(yīng)為現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼焊縫手工超聲波探傷方法及質(zhì)量分級法》（ＧＢ１１３４５）Ｂ級檢驗 Ⅲ 級及 Ⅲ 級以上； 4）設(shè)計文件指定進(jìn)行射線探傷或超聲波探傷不能對缺陷性質(zhì)作出判斷時，可采用射線探傷進(jìn)行檢測、驗證。一級焊縫評定合格等級應(yīng)為《鋼熔化焊對接接頭射線照相和質(zhì)量分級》（ＧＢ３３２３）的 Ⅱ 級及 Ⅱ 級以 上，二級焊縫評定合格等級應(yīng)為《鋼熔化焊對接接頭射線照相和質(zhì)量分級》（ＧＢ３３２３）的 Ⅲ 級及 Ⅲ 級以上。 3） 設(shè)計圖紙規(guī)定進(jìn)行表面探傷時； 4） 檢查員認(rèn)為有必要時 焊 接 工 藝 一般規(guī)定 １ 、 清除待焊處表面的水、氧化皮、銹、油污； ２ 、 焊接坡口邊緣上鋼材的夾層缺陷長度超過２５ｍｍ時，應(yīng)采用無損探傷檢測其深度，如深度不大于６ｍｍ，應(yīng)用機(jī)械方法清除 ；如深度大于６ｍｍ，應(yīng)用機(jī)械方法清除后焊接填滿；若缺陷深度大于２５ｍｍ時，應(yīng)采用超聲波探傷測定其尺寸，當(dāng)單個缺陷面積（ａ ｄ）或聚集缺陷的總面積不超過被切割鋼材總面積（Ｂ Ｌ）的４％時為合格，否則該板不宜使用； 鋼材內(nèi)部的夾層缺陷，其尺寸不超過第２款的規(guī)定且位置離母材坡口表面距離（ｂ）大于或等于２５ｍｍ時不需要修理；如該距離小于２５ｍｍ則應(yīng)進(jìn)行修補，其修補方法應(yīng)符合規(guī)定； 夾層缺陷是裂紋時，如裂紋長度和深度（ｄ）均不大于５０ｍｍ，其修補方法應(yīng)符合第６．６節(jié)的規(guī)定；如裂紋深度超過５０ｍｍ或累計長度超過 板寬的２０％時，該鋼板不宜使用。 3） 低氫型焊條烘干溫度應(yīng)為３５０～３８０ ℃ ，保溫時間應(yīng)為１．５～２ｈ，烘干后應(yīng)緩冷放置于１１０～１２０ ℃ 的保溫箱中存放、待用；使用時應(yīng)置于保溫筒中；烘干后的低氫型焊條在大氣中放置時間超過４ｈ應(yīng)重新烘干；焊條重焊條不應(yīng)使用； 4） 實芯焊絲及熔嘴導(dǎo)管應(yīng)無油污、銹蝕，鍍銅層應(yīng)完好無損； 5） 焊條、焊劑烘干裝置及保溫裝置的加熱、測溫、控溫性能應(yīng)符合使用 6） 焊接不同類別鋼材時，