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14.12.5工艺步骤及质量控制
一、施工准备
1.施工条件
(1)施工前对施工区域(如钢桥面板)堆积的材料、机械等进行清理。
对施工区域内存在的临时焊接件进行切割,并打磨、轻敲释放内应力。
若钢梁桥面板上原涂装基本被破坏或存在大面积的锈蚀、污染等情况,应进行清洗、抛丸除锈,并涂装底漆。
除锈、涂装应符合设计和GB8923的有关要求。
(2)构件表面焊接的部位,不允许有油漆、锈、水、油污及其它影响焊缝质量的污渍。
(3)焊接作业场地空气环境相对湿度不大于85%。
(4)焊接作业环境温度不得低于0℃,否则应采用火焰烘烤或其他必要措施将母材预热到50℃以上,预热范围应≥3倍板厚且不小于100mm直径的圆形区域。
2.技术准备
(1)按T10212规定进行焊接工艺评定,结果应符合设计要求和GB50205标准规定。
(2)根据工艺评定、设计图纸,编制施工作业指导书,做好施工技术交底。
3.材料准备
(1)根据设计要求,选用合格的焊钉。
(2)根据焊钉的安装位置按下述要求使用配套瓷环:
①在压型钢板(如钢桥面板)上安装焊钉,应使用穿透型(B2型)配套瓷环。
②在钢梁钢柱上安装焊钉,应使用普通型(B1型)配套瓷环。
4.机具准备
按表14.12.6-1准备好相关机具设备,检查并确认所使用的设备工作状态正常,仪表工具良好、齐全可靠,方可施焊。
二、划线定位
用钢尺和墨线(划针),按设计要求的位置和间距,在构件上划出焊钉的位置并在焊钉位置处打上样冲眼。
划线定位需符合设计要求,位置允许偏差±
1mm。
三、清理焊接区域
用角磨机将施焊部位的涂层打磨干净,并用钢丝刷清扫铁屑残渣。
清理范围为距焊接中心点半径不小于2d,清理表面要求达到Sa2.5级或设计要求,焊接钢构件
表面不允许有油漆、其它涂层、水、油脂及其它影响焊缝质量的污渍存在。
清理后的表面必须及时进行焊接,如焊接前有锈斑、污物等必须重新进行清理。
四、试焊
1.施工工艺试焊工作在试焊板上进行,试板材质必须与工件相同,厚度允许变动±
25%,焊接位置为平焊。
①植钉枪的操作:
植钉枪的操作如图14.12.5-1所示。
熔接长度按表14.12.3-2中WA栏取值。
焊接瓷环
焊钉
夹钉头
植钉枪
熔接长度
瓷环固定座
长短钉伸缩器
②焊钉熔焊焊接准备:
图14.12.5-1植钉枪操作图
将焊钉放在焊枪的夹持装置中,把相应直径的保护瓷环置于母材上,把焊钉插入瓷环内并与母材接触,如图14.12.5-2所示。
引弧:
按动电源开关,焊钉自动提升,激发电弧,如图14.12.5-3所示。
焊钉焊钉
保护瓷环
引弧结电弧
母材
焊接:
图14.12.5-2焊接准备图14.12.5-3引弧
焊接电流增大,使焊钉端部和母材局部表面熔化,此过程会产生高温气体。
如图14.12.5-4所示。
加压:
设定的电弧燃烧时间达到后,将焊钉自动压入母材,此过程会有一定的飞溅物产生。
如图
14.12.5-5所示。
焊接电弧
断电:
图14.12.5-4焊接图14.12.5-5加压
切断电源,熔化金属凝固,并使焊枪保持不动,如图14.12.5-6所示。
冷却:
焊缝冷却,焊钉端部形成均匀的环状焊缝余高,然后敲碎并清除瓷环,焊接完成,如图14.12.5-7
所示。
焊接金属部分
余高
图14.12.5-6断电、金属凝固图14.12.5-7冷却、焊接完成
2.工艺要求每日每台班开始正式施焊前或更换一种焊接条件时,必须按焊接工艺试焊两个焊钉,用套管将
焊钉压弯30°
(或使用小铁锤敲击),进行弯曲试验,检查是否满足质量要求;
若不能满足要求,则应修改施工工艺,调整工艺参数再试,直到满足要求为止。
使用套管进行试验时,套管下端距焊
肉上端的距离不得小于1d。
五、剪力钉焊接
1.施工工艺划线定位后,即将瓷环摆放至焊钉焊接位置,焊钉置于瓷环旁,等待焊接施工。
正式焊接的施工工艺与试焊工艺相同。
2.工艺要求
①焊钉焊接工作,必须由经过焊钉焊接培训考试合格的焊工担任。
②焊钉施焊时,焊钉与钢板应保持垂直,焊枪保持稳定不动直至焊接金属完全固化,焊缝冷却过程中不得受到冲击或振动。
③焊接过程中,对没有获得完整360°
周边焊脚的焊钉,应进行补焊(可采用φ4mm或φ3.2mm
的E5015焊条进行补焊,补焊长度应向缺陷两端外延10mm,补焊焊脚尺寸6mm)。
经过修补的焊钉,每个焊钉均应作弯曲15°
试验,小锤敲击方向应从焊缝不饱满的一侧进行。
弯曲15°
试验合格后的焊钉仍需参与弯曲30°
试验的抽查。
六、检验
焊接应严格按照检验标准进行检验,经检验后的焊钉处理方式如下:
1.对不合格焊钉应从母材上拆除,将移去焊钉的位置整平磨光,如遇到底面金属有损伤的,应用焊条补焊磨平,然后焊上替代焊钉,并应严格检查替代焊钉的焊接质量。
2.试验样品的处理经弯曲试验的焊钉,如果合格可保留弯曲状态;
如果不合格应按1处理。
七、参考焊接工艺参数
南京大胜关长江大桥焊钉焊接方法为直流正接套瓷环,焊接电压、电流、及时间(焊钉枪提起和插下)等参数见表14.12.5-1。
表14.12.5-1焊钉焊接参数
焊钉直径(mm)
电压(V)
电流(A)
时间(s)
备注
19
380
1450
1.2
焊钉由安徽芜湖铸造厂生产
此项参数受设备和焊钉的影响较大,具体施工时应根据所使用的焊钉机使用说明和焊接工艺评
定来确定。
八、质量记录
施工过程中应做好以下记录:
图纸会审、设计变更;
原材料出厂合格证书及进场检(试)验报
告;
施工试验报告及见证检测报告;
工程日志;
质量验收记录;
分项工程质量验收记录等。
14.12.6施工机械及工艺装备
以南京大胜关长江大桥2×
84m连续钢桁梁桥面焊钉施工为例,焊钉数量为25415个,施工机械及工艺装备见表14.12.6-1
表14.12.6-1施工机械及工艺装备表
名称
规格
数量
作用及工艺要求
电弧螺柱焊机
RSN-3000
1台
熔焊焊钉,该设备必须是焊接工艺评定
试件制作的设备,且工艺评定结果合格
角向磨光机
用于去除焊钉焊接区域的油漆
电弧焊机
用于焊钉补焊
烘箱
必要时用于焊钉和瓷环的烘烤除湿
钢卷尺
50m
1把
定位、划线
墨盒、墨线
1套
钢管
φ25mm,L=2m
1根
焊钉焊接质量检验
小铁锤
1Kg
敲碎瓷环
石笔
若干
标记定位点
14.12.7作业组织
剪力钉施工人员每班4人,其中技术员1人,工人3人。
剪力钉焊接作业人员分配见图14.12.7-1。
焊接区域打磨1人
桥面板清理、划线定位3人
摆放瓷环和剪力钉1人
清除瓷环、补焊柱脚1人
14.12.8材料消耗
焊接剪力钉1人
图14.12.7-1焊钉焊接作业人员分配图
南京大胜关长江大桥2×
84m连续钢桁梁桥面剪力钉施工的材料消耗量见表14.12.8-1。
表14.12.8-1材料消耗表
材料
φ19×
100mm
25495个
瓷环
GB/T1043319B2
25735个
砂轮片
15个
焊条
40根
14.12.9生产效率
2×
84m连续钢桁梁桥面焊钉施工工期为16天,平均每天每台焊机施工1600个焊钉。
14.12.10安全生产及环境保护
1.现场作业人员必须经过安全培训和岗前教育,加强安全技术交底工作。
2.焊接操作工人应佩戴防护眼罩,穿防护服。
3.单独进行施工电源布设。
4.熔焊栓钉机和焊钉枪要接地可靠。
5.焊接时防止飞溅的熔渣引起火灾。
6.设有专职卫生员,清扫工地,垃圾集中处理,不污染环境和水源,不在施工现场焚烧油毡、油漆以及其他会产生有毒有害烟尘和恶臭气体的物质。
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