一种q690qd桥梁钢箱型杆件棱角焊缝的焊接方法
技术领域
1.本发明属于桥梁制造技术领域，具体涉及一种q690qd桥梁钢箱型杆件棱角焊缝的焊接方法。
背景技术：2.钢桁梁桥是将实腹的钢板梁桥按照一定规则空腹化的结构形式，结构整体上为梁的受力方式，钢桁梁主桁由上弦杆、下弦杆和腹杆组成，大多为箱型杆件。主桁杆件的箱型设计盖板、腹板板厚通常在30mm～60mm范围，盖板与腹板间棱角焊缝多为单面部分熔透焊缝，棱角焊缝坡口钝边≥2mm。
3.近年来，随着桥梁建设的蓬勃发展，钢桁梁桥梁在追求重量更轻、跨度更大的同时也推动着桥梁高性能钢材的发展，屈服强度为690mpa级的钢材也在钢桁梁桥梁应用中崭露头角。但q690qd级别的钢材相对于其他低强度级别桥梁钢材的焊接性较差，对焊接环境和焊接工艺的要求较为苛刻，且由于q690qd钢材轧制工艺为tmcp+回火的特殊性，q690qd钢在焊接变形后进行热矫正的温度不能超过600℃，采用更高的温度进行热矫正将会对钢材的屈服强度、抗拉强度、延伸率等力学性能造成不同程度的降低。
4.对于q690qd钢焊接性和热矫正方面的特点，q690qd箱型杆件在工厂制造中需要控制棱角焊缝的焊接热输入、减小焊接填充量，并采用合适的焊接工艺方法来保证焊接质量和控制焊接变形。
技术实现要素：5.为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种q690qd桥梁钢箱型杆件棱角焊缝的焊接方法。
6.本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
7.一种q690qd桥梁钢箱型杆件棱角焊缝的焊接方法，所述q690qd桥梁钢箱型杆件由同材质的盖板和腹板构成，所述焊接方法包括下述步骤：
8.s1：在所述腹板的两条长边上对称加工坡口，其中，坡口形状为带钝边的单边双v形坡口，且单边双v形坡口的钝边厚度c为2～6mm；上部v形坡口的角度为10～15
°
；下部v形坡口的角度为45～55
°
；下部v形坡口的深度h为15～28mm；
9.s2：然后将所述盖板水平设置、所述腹板竖直设置组装成箱型杆件，并使所述坡口开口朝外，然后在所述坡口内进行定位焊接，将所述盖板、腹板连接在一起；
10.s3：将s2成型的箱型杆件向右翻转90
°
，然后对箱型杆件一侧的两条棱角焊缝进行焊接，焊接工艺进行采用气体保护焊打底焊接、埋弧自动焊进行填充和盖面焊接，且两条棱角焊缝的焊接方向一致；
11.s4：将s3成型的箱型杆件再向右翻转180
°
，然后对箱型杆件另一侧的两条棱角焊缝进行焊接，焊接工艺采用气体保护焊进行打底焊接、埋弧自动焊进行填充和盖面焊接，且两条棱角焊缝的焊接方向一致。
12.进一步地，所述s2中，定位焊接前对焊接区域进行预热，预热温度75～250℃，焊接后对焊缝进行加热，加热温度200～250℃，并保温120min以上，然后缓慢冷却至室温。
13.进一步地，所述s3、s4中，焊接前对焊接区域进行预热，预热温度75～250℃，且焊接过程中焊缝层道间温度保持在75～200℃，焊接后对焊缝进行加热，加热温度200～250℃，并保温120min以上，然后缓慢冷却至室温。
14.进一步地，所述打底焊接时采用混合气体保护，焊丝采用实芯焊丝，焊接电流为180～220v，焊接电压为22～26v，焊接速度为250～350mm/min，热输入为0.54～1.10kj/mm。
15.进一步地，所述填充和盖面焊接时焊接电流为600～680a，焊接电压为30～34v，焊接速度为360～460mm/min，热输入为2.35～3.85kj/mm。
16.本发明的有益效果：
17.1、本发明在焊接时采用混合气体保护焊和埋弧自动焊组合的焊接方法，可以有效的避免箱型棱角焊缝组装间隙为0-3mm时焊缝熔穿的问题，同时可以保证焊缝根部的熔合质量和焊缝外观质量；
18.2、本发明采用的这种焊接顺序可以有效的减小箱型杆件的焊接扭转变形，减少后续矫正的难度；
19.3、该焊接方法可操作性强，可以保证箱型棱角焊缝的焊接质量和控制焊接变形。
20.以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明
21.图1为箱型杆件的结构示意图；
22.图2为图1中e部分的放大结构示意图；
23.图3(a)为焊接位置一的示意图；
24.图3(b)为焊接位置二的示意图。
25.附图标记说明：
26.1-腹板；2-盖板。
具体实施方式
27.下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
28.实施例1
29.请同时参见图1～图3，本发明实施例提供了一种q690qd桥梁钢箱型棱角焊缝的焊接方法，该q690qd桥梁钢箱型杆件由两侧的腹板1和位于腹板1上下端面的盖板2构成，该腹板1和盖板2为同材质，腹板1和盖板2的厚度均为30～60mm，且盖板2与腹板1间的棱角焊缝为单面部分熔透焊缝，该焊接方法包括以下步骤：
30.s1：将q690qd桥梁钢箱型杆件腹板的两条长边采用机械设备对称机械加工出坡口，其中，坡口形状为带钝边的单边双v形坡口，其中，单边双v形坡口的钝边厚度c为2mm；上部v形坡口的β角度为10
°
，该角度的设置可以减少填充量；下部v形坡口的α角度为45
°
，下部v形坡口的深度h为15mm，该角度和深度的设置可以保证焊缝熔深，同时可以减少填充量，从而减少了热输入和焊接收缩变形，从而减少了后续热矫正的难度。
31.通过机械设备加工坡口，可以提高坡口的加工质量，避免坡口成型差对焊缝的组装间隙和焊接质量带来不利影响。
32.s2：然后将所述盖板水平设置、所述腹板竖直设置组装成箱型杆件，如图1所示，并使所述坡口开口朝外，然后在所述箱型棱角焊缝坡口内进行定位焊接，将所述盖板、腹板连接在一起。具体地，采用80％ar+20％co2混合气体保护焊进行定位焊接，其中，实心焊丝的型号为sm-110，焊丝直径为1.2mm。
33.定位焊接前，对焊接区域进行预热，预热温度为75℃，焊接后对焊缝进行加热，加热温度为200℃，并保温120min，然后再覆盖保温棉对焊缝进行缓冷至室温，防止焊缝冷却时，冷却速度过快，引起焊缝开裂。
34.s3：将s2成型的箱型杆件向右翻转90
°
，具体地，翻转后的位置如图3(a)所示，然后对箱型杆件一侧的两条棱角焊缝a和焊缝b进行焊接，焊接工艺进行采用气体保护焊打底焊接、埋弧自动焊进行填充和盖面焊接，且两条棱角焊缝的焊接方向一致。
35.具体地，对图3(a)中的焊缝a和焊缝b的打底焊道采用80％ar+20％co2混合气体保护焊的方法进行焊接，对焊缝a和焊缝b的填充和盖面焊道的焊接采用埋弧自动焊的焊接方法进行焊接，焊丝型号为xy-s80q，焊丝直径为4mm；焊剂型号为xy-af85qnh；焊缝a和焊缝b可同时焊接或不同时焊接，但是焊接方向必须一致，使得整个箱型杆件的变形均匀，减少了热矫正的难度。
36.此外，焊前需对焊接区域进行预热，预热温度为75℃，焊接过程中焊缝层道间温度保持在75℃，焊后对焊缝进行加热，加热温度为200℃，并保温120min，然后再覆盖保温棉对焊缝进行缓冷至室温，防止焊缝冷却时，冷却速度过快，引起焊缝开裂。
37.s4：焊缝a和焊缝b焊接完成后，将s3成型的箱型杆件再向右翻转180
°
，翻转到图3(b)的所示的位置，然后对箱型杆件另一侧的两条棱角焊缝c和焊缝d进行焊接，焊接工艺采用气体保护焊进行打底焊接、埋弧自动焊进行填充和盖面焊接，且两条棱角焊缝的焊接方向一致。
38.具体地，对图3(b)中的焊缝c和焊缝d的打底焊道采用80％ar+20％co2混合气体保护焊的方法进行焊接，对焊缝c和焊缝d的填充和盖面焊道的焊接采用埋弧自动焊的焊接方法，焊丝型号为xy-s80q，焊丝直径为4mm；焊剂型号为xy-af85qnh；焊缝c和焊缝d可同时焊接或不同时焊接，但是焊接方法必须与焊缝a和焊缝b保持一致。
39.此外，焊前需对焊接区域进行预热，预热温度为75℃，焊接过程中焊缝层道间温度保持在75℃，焊后对焊缝进行加热，加热温度为200℃，并保温120min，然后再覆盖保温棉对焊缝进行缓冷至室温，防止焊缝冷却时，冷却速度过快，引起焊缝开裂。
40.具体地，对焊缝a、b、c、d的打底焊道进行焊接时，焊接电流为180a，焊接电压为22v，焊接速度为250mm/min，热输入为0.54kj/mm；对焊缝a、b、c、d的填充和盖面焊道进行焊接时，焊接电流为600a，焊接电压为30v，焊接速度为360mm/min，热输入为2.35kj/mm。
41.实施例2
42.请同时参见图1～图3，本发明实施例提供了一种q690qd桥梁钢箱型棱角焊缝的焊接方法，该q690qd桥梁钢箱型杆件由两侧的腹板1和位于腹板1上下端面的盖板2构成，该腹板1和盖板2为同材质，腹板1和盖板2的厚度均为30～60mm，且盖板2与腹板1间的棱角焊缝为单面部分熔透焊缝，该焊接方法包括以下步骤：
43.s1：将q690qd桥梁钢箱型杆件腹板的两条长边采用机械设备对称机械加工出坡口，其中，坡口形状为带钝边的单边双v形坡口，其中，单边双v形坡口的钝边厚度c为4mm；上部v形坡口的β角度为13
°
，该角度的设置可以减少填充量；下部v形坡口的α角度为50
°
，下部v形坡口的深度h为22mm，该角度和深度的设置可以保证焊缝熔深，同时可以减少填充量，从而减少了热输入和焊接收缩变形，从而减少了后续热矫正的难度。
44.通过机械设备加工坡口，可以提高坡口的加工质量，避免坡口成型差对焊缝的组装间隙和焊接质量带来不利影响。
45.s2：然后将所述盖板水平设置、所述腹板竖直设置组装成箱型杆件，如图1所示，并使所述坡口开口朝外，然后在所述箱型棱角焊缝坡口内进行定位焊接，将所述盖板、腹板连接在一起。具体地，采用80％ar+20％co2混合气体保护焊进行定位焊接，其中，实心焊丝的型号为sm-110，焊丝直径为1.2mm。
46.定位焊接前，对焊接区域进行预热，预热温度为163℃，焊接后对焊缝进行加热，加热温度为225℃，并保温150min，然后再覆盖保温棉对焊缝进行缓冷至室温，防止焊缝冷却时，冷却速度过快，引起焊缝开裂。
47.s3：将s2成型的箱型杆件向右翻转90
°
，具体地，翻转后的位置如图3(a)所示，然后对箱型杆件一侧的两条棱角焊缝a和焊缝b进行焊接，焊接工艺进行采用气体保护焊打底焊接、埋弧自动焊进行填充和盖面焊接，且两条棱角焊缝的焊接方向一致。
48.具体地，对图3(a)中的焊缝a和焊缝b的打底焊道采用80％ar+20％co2混合气体保护焊的方法进行焊接，对焊缝a和焊缝b的填充和盖面焊道的焊接采用埋弧自动焊的焊接方法进行焊接，焊丝型号为xy-s80q，焊丝直径为4mm；焊剂型号为xy-af85qnh；焊缝a和焊缝b可同时焊接或不同时焊接，但是焊接方向必须一致，使得整个箱型杆件的变形均匀，减少了热矫正的难度。
49.此外，焊前需对焊接区域进行预热，预热温度为163℃，焊接过程中焊缝层道间温度保持在138℃，焊后对焊缝进行加热，加热温度为225℃的加热，并保温150min，然后再覆盖保温棉对焊缝进行缓冷至室温，防止焊缝冷却时，冷却速度过快，引起焊缝开裂。
50.s4：焊缝a和焊缝b焊接完成后，将s3成型的箱型杆件再向右翻转180
°
，翻转到图3(b)的所示的位置，然后对箱型杆件另一侧的两条棱角焊缝c和焊缝d进行焊接，焊接工艺采用气体保护焊进行打底焊接、埋弧自动焊进行填充和盖面焊接，且两条棱角焊缝的焊接方向一致。
51.具体地，对图3(b)中的焊缝c和焊缝d的打底焊道采用80％ar+20％co2混合气体保护焊的方法进行焊接，对焊缝c和焊缝d的填充和盖面焊道的焊接采用埋弧自动焊的焊接方法，焊丝型号为xy-s80q，焊丝直径为4mm；焊剂型号为xy-af85qnh；焊缝c和焊缝d可同时焊接或不同时焊接，但是焊接方法必须与焊缝a和焊缝b保持一致。
52.此外，焊前需对焊接区域进行预热，预热温度为163℃，焊接过程中焊缝层道间温度保持在138℃，焊后对焊缝进行加热，加热温度为225℃，并保温150min，然后再覆盖保温棉对焊缝进行缓冷至室温，防止焊缝冷却时，冷却速度过快，引起焊缝开裂。
53.具体地，对焊缝a、b、c、d的打底焊道进行焊接时，焊接电流为200a，焊接电压为24v，焊接速度为300mm/min，热输入为0.82kj/mm；对焊缝a、b、c、d的填充和盖面焊道进行焊接时，焊接电流为640a，焊接电压为32v，焊接速度为410mm/min，热输入为3.10kj/mm。
54.实施例3
55.请同时参见图1～图3，本发明实施例提供了一种q690qd桥梁钢箱型棱角焊缝的焊接方法，该q690qd桥梁钢箱型杆件由两侧的腹板1和位于腹板1上面端面的盖板2构成，该腹板1和盖板2为同材质，腹板1和盖板2的厚度均为30～60mm，且盖板2与腹板1间的棱角焊缝为单面部分熔透焊缝，该焊接方法包括以下步骤：
56.s1：将q690qd桥梁钢箱型杆件腹板的两条长边采用机械设备对称机械加工出坡口，其中，坡口形状为带钝边的单边双v形坡口，其中，单边双v形坡口的钝边厚度c为6mm；上部v形坡口的β角度为15
°
，该角度的设置可以减少填充量；下部v形坡口的α角度为55
°
，下部v形坡口的深度h为28mm，该角度和深度的设置可以保证焊缝熔深，同时可以减少填充量，从而减少了热输入和焊接收缩变形，从而减少了后续热矫正的难度。
57.通过机械设备加工坡口，可以提高坡口的加工质量，避免坡口成型差对焊缝的组装间隙和焊接质量带来不利影响。
58.s2：然后将所述盖板水平设置、所述腹板竖直设置组装成箱型杆件，如图1所示，并使所述坡口开口朝外，然后在所述箱型棱角焊缝坡口内进行定位焊接，将所述盖板、腹板连接在一起。具体地，采用80％ar+20％co2混合气体保护焊进行定位焊接，其中，实心焊丝的型号为sm-110，焊丝直径为1.2mm。
59.定位焊接前，对焊接区域进行预热，预热温度为250℃，焊接后对焊缝进行加热，加热温度为250℃，并保温180min，然后再覆盖保温棉对焊缝进行缓冷至室温，防止焊缝冷却时，冷却速度过快，引起焊缝开裂。
60.s3：将s2成型的箱型杆件向右翻转90
°
，具体地，翻转后的位置如图3(a)所示，然后对箱型杆件一侧的两条棱角焊缝a和焊缝b进行焊接，焊接工艺进行采用气体保护焊打底焊接、埋弧自动焊进行填充和盖面焊接，且两条棱角焊缝的焊接方向一致。
61.具体地，对图3(a)中的焊缝a和焊缝b的打底焊道采用80％ar+20％co2混合气体保护焊的方法进行焊接，对焊缝a和焊缝b的填充和盖面焊道的焊接采用埋弧自动焊的焊接方法进行焊接，焊丝型号为xy-s80q，焊丝直径为4mm；焊剂型号为xy-af85qnh；焊缝a和焊缝b可同时焊接或不同时焊接，但是焊接方向必须一致，使得整个箱型杆件的变形均匀，减少了热矫正的难度。
62.此外，焊前需对焊接区域进行预热，预热温度为250℃，焊接过程中焊缝层道间温度保持在200℃，焊后对焊缝进行加热，加热温度为250℃，并保温180min，然后再覆盖保温棉对焊缝进行缓冷至室温，防止焊缝冷却时，冷却速度过快，引起焊缝开裂。
63.s4：焊缝a和焊缝b焊接完成后，将s3成型的箱型杆件再向右翻转180
°
，翻转到图3(b)的所示的位置，然后对箱型杆件另一侧的两条棱角焊缝c和焊缝d进行焊接，焊接工艺采用气体保护焊进行打底焊接、埋弧自动焊进行填充和盖面焊接，且两条棱角焊缝的焊接方向一致。
64.具体地，对图3(b)中的焊缝c和焊缝d的打底焊道采用80％ar+20％co2混合气体保护焊的方法进行焊接，对焊缝c和焊缝d的填充和盖面焊道的焊接采用埋弧自动焊的焊接方法，焊丝型号为xy-s80q，焊丝直径为4mm；焊剂型号为xy-af85qnh；焊缝c和焊缝d可同时焊接或不同时焊接，但是焊接方法必须与焊缝a和焊缝b保持一致。
65.此外，焊前需对焊接区域进行预热，预热温度为250℃，焊接过程中焊缝层道间温
度保持在200℃，焊后对焊缝进行加热，加热温度为250℃，并保温180min，然后再覆盖保温棉对焊缝进行缓冷至室温，防止焊缝冷却时，冷却速度过快，引起焊缝开裂。
66.具体地，对焊缝a、b、c、d的打底焊道进行焊接时，焊接电流为220a，焊接电压为26v，焊接速度为350mm/min，热输入为1.10kj/mm；对焊缝a、b、c、d的填充和盖面焊道进行焊接时，焊接电流为680a，焊接电压为34v，焊接速度为460mm/min，热输入为3.85kj/mm。
67.实践证明，本发明的这种焊接方法，在钢桁梁上弦杆、下弦杆以及腹杆组成的箱型杆件的焊接制作过程中，通过设置合理的坡口型式、焊接顺序、焊接工艺等措施，解决了箱型杆件组装、焊接等方面的制造难题，保证了焊接质量，控制了焊接变形，完全可满足项目焊接质量要求，同时具有极高的实用和推广价值，在后续类似的钢桁梁制造中可以起到很好的借鉴作用。
68.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
技术特征：1.一种q690qd桥梁钢箱型杆件棱角焊缝的焊接方法，所述q690qd桥梁钢箱型杆件由同材质的盖板和腹板构成，其特征在于，所述焊接方法包括下述步骤：s1：在所述腹板的两条长边上对称加工坡口，其中，坡口形状为带钝边的单边双v形坡口，且单边双v形坡口的钝边厚度c为2～6mm；上部v形坡口的角度β为10～15
°
；下部v形坡口的角度α为45～55
°
；下部v形坡口的深度h为15～28mm；s2：然后将所述盖板水平设置、所述腹板竖直设置组装成箱型杆件，并使所述坡口开口朝外，然后在所述坡口内进行定位焊接，将所述盖板、腹板连接在一起；s3：将s2成型的箱型杆件向右翻转90
°
，然后对箱型杆件一侧的两条棱角焊缝进行焊接，焊接工艺进行采用气体保护焊打底焊接、埋弧自动焊进行填充和盖面焊接，且两条棱角焊缝的焊接方向一致；s4：将s3成型的箱型杆件再向右翻转180
°
，然后对箱型杆件另一侧的两条棱角焊缝进行焊接，焊接工艺采用气体保护焊进行打底焊接、埋弧自动焊进行填充和盖面焊接，且两条棱角焊缝的焊接方向一致。2.根据权利要求1所述的q690qd桥梁钢箱型杆件棱角焊缝的焊接方法，其特征在于，所述s2中，定位焊接前对焊接区域进行预热，预热温度75～250℃，焊接后对焊缝进行加热，加热温度200～250℃，并保温120min以上，然后缓慢冷却至室温。3.根据权利要求1所述的q690qd桥梁钢箱型杆件棱角焊缝的焊接方法，其特征在于，所述s3、s4中，焊接前对焊接区域进行预热，预热温度75～250℃，且焊接过程中焊缝层道间温度保持在75～200℃，焊接后对焊缝进行加热，加热温度200～250℃，并保温120min以上，然后缓慢冷却至室温。4.根据权利要求3所述的q690qd桥梁钢箱型杆件棱角焊缝的焊接方法，其特征在于，所述打底焊接时采用混合气体保护，焊丝采用实芯焊丝，焊接电流为180～220v，焊接电压为22～26v，焊接速度为250～350mm/min，热输入为0.54～1.10kj/mm。5.根据权利要求3所述的q690qd桥梁钢箱型杆件棱角焊缝的焊接方法，其特征在于，所述填充和盖面焊接时焊接电流为600～680a，焊接电压为30～34v，焊接速度为360～460mm/min，热输入为2.35～3.85kj/mm。
技术总结本发明公开了一种Q690qD桥梁钢箱型杆件棱角焊缝的焊接方法，包括：在腹板的两条长边上对称加工坡口，坡口形状为带钝边的单边双V形坡口，且单边双V形坡口的钝边厚度为2～6mm；上部V形坡口的角度为10～15
技术研发人员：张海涛 孙蕾蕾 张泉 赵强 尹志强
受保护的技术使用者：中铁宝桥集团有限公司
技术研发日：2022.05.05
技术公布日：2022/7/5
