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1、箱型梁隔板熔嘴电渣焊施工技术应用技术ChinaSenceandTeelmologyReview箱型梁隔板熔嘴电渣焊施工技术陈煦(中冶天工上海十三冶国际工程分公司201900)摘要本文以上海某人行天桥箱型截面梁内隔板电渣焊焊接技术为例,介绍箱型结构内隔板熔嘴电渣焊的结构装配,焊前准备,焊接工艺,焊后检验等工序;实践证明,采用如下技术和焊接规范,能够保证焊缝熔透,满足uT检查标准,各项性能完全能符合规范和设计要求.关键词箱型截面内隔板电渣焊熔透uT检验中图分类号:TG448文献标识码:A文章编号:1009-914X(20O9)8(b)一0159021.前言本天桥由两侧主箱梁及中间次箱梁组成框架形式
2、结构,下面由三线共6根钢柱支撑,桥面宽6.950m,12线跨距29m,23线跨距35m,1线桥面标高12.450m,2线桥面标高12.590m,3线桥面标高l2.410m,桥面纵向起拱5%,在桥梁横断面两边坡度为1.5%.桥体主箱梁截面为32”450”1850mm,内隔板为20,25mm,材质为Q345B;由于本工程梁的截面高宽比相差较大,内隔板和筋板较厚,较多(与次箱梁连接处均设有隔板),内部根本无法施焊,本工程采取先将两腹板与内部隔板组装并手工焊接,再用电渣焊焊接隔板与两盖板焊缝的工艺顺序,按照公路桥涵施工技术规范)(JTJ0412000)以及铁路钢桥制作规范)(TB1021298)标准,
3、能够有效控制变形,保证内隔板与箱梁盖,腹板全部为一级熔透焊缝.2.内隔板电渣焊原理箱梁均由两盖板和两腹板及内隔板组成,内隔板通过衬板与盖板顶紧形成焊缝密封通道,焊丝通过熔嘴在通道内产生高温电流,并使通道母材金属周边与焊丝和熔嘴一起熔化,形成熔池,随着焊丝不断送进并熔化,金属熔池和熔渣表面不断上升,底部液态金属熔池随后冷却而结晶,从而形成焊缝.箱型结构与隔板接头形式如图1所示.道3.电渣焊焊接技术的应用3.1焊接材料与焊接设备钢材:Q345B,板厚:6=20,25,32mm.焊丝:2.0,3.2,H10Mn2.熔嘴:中8mm,L=700mill.焊剂:HJ431.焊接设备:zH一125O电渣焊机
4、,直流反接.3.2焊前准备工作3.2.1内隔板及衬板下料加工和组装(见下图示2):内隔板下料时在电渣焊处两端各缩短2025ram,准备820*60mm衬板.(各种参数详见下表1o3.2.2内隔板单元组装:隔板与4块衬板组装成单元,为保证料板与盖板紧密接合,防止电渣焊时熔池金属外溢,用手工电焊隔板与衬板,并用机加工端铣衬板边缘,然后进行对角线及几何尺寸检查,确保两对角线L1一L2之差的绝对值0.5mm,长,宽B一1一Omm.表13.2.3箱体组装:先组装腹板与隔板并完成熔透焊接,修理平整后确定并钻引入和引出孔.孔中心位到盖板边缘距离L=(8+中,22)mm,8为腹板厚度,中为焊孔直径;孔径大小根
5、据隔板厚度而定,当板厚小于和等于25mm时取P=25mm,大于25ram时取:30mm(详见下图3).最后组装两盖板,形成箱型结构.图33.2.4引弧,熄弧器的加工和安装:生产中通常采用紫钢或耐火材料,加工示意图如下图4,引弧与引出关系到起,落焊缝质量,安装时必须保证与焊道紧密结合,焊接过程中可采用千斤顶固定.一引弧器熄弧器图43.3焊接操作3.3.1水平放置箱型构件,调整焊机送丝夹头,安装熄弧器和引弧器,将熔嘴插入待焊通道,调节熔嘴对正焊道中心并触击到引弧器底部,再将熔嘴提起2030mm,固定熔嘴夹头.3.3-2通过熔嘴送进焊丝,触击到引弧器底部后再提起10turn左右.3.3.3加入引弧剂
6、和焊剂I-I.I431,引弧剂一般采用粒径小于3O目的铁丸,布满引弧器底部即可.3.3.4调节好规范,启动引弧焊接,随着焊接熔池的形成,减小焊接电压3-5V,进人正常焊接状态,同时逐步加入少量焊剂.3.3_5熄弧收尾时要保证焊缝引出熄弧器,并逐渐减小电流,结束焊接.3.3.6焊缝冷却,uT检测,修磨平整.3.4电渣焊焊接过程中注意的几个问题3.4.1焊缝主要是依靠电弧热来完成,为了保证过程稳定,(接下页)隔板厚度接头形式焊丝直径熔嘴直径焊孔直径衬板缩进通道焊接电流焊接电压T(mm)中(rim)fmm)西(ram)B(mm)t(mm)G(mm)(I)(V)卜一L1|L120,L,Il12.082
7、0602O20270-3203035二二二J253.282560202530o一3503238160I科技博览ChinaScienceandTechnologyReview沥青路面水损害原因分析与防治措施房海照(河北润通公路养护有限公司河北石家庄050010)应用技术摘要本文对沥青路面水损害的形成原因进行了分析,指出沥青路面水损害是来源于沥青膜从集料表面的剥离,其条件是水分介入沥青与集料界面上,改变了沥青,集料与水分的关系.它的破坏机理是在水动力的作用下,沥青膜逐渐从集料表面剥离,导致集料之间粘结力丧失.针对水损害原因.提出防治措施.关键词早期水损害防剥离封水排水中图分类号:U416文献标识码
8、:A文章编号:1009-914X(2009J8Ib)一0160-01近年来,许多高速公路建成不久,沥青路面便出现早期破坏.其中水损害是路面早期破坏主要的表现形式,在不少地区的雨季或春融季节,路面出现唧浆,松散,坑槽等,严重影响了沥青路面的路用性能和行车的安全性,因此正确的分析并制订措施防治水损害,具有重要意义.一,原因分析所谓沥青路面水损害,是指沥青路面在有孔隙水的工作条件下,由于交通动荷载和温湿胀缩的反复作用,进入路面孔隙的水不断产生动水压力或真空负压抽吸的循环作用,致使水分逐渐侵入沥青与集料的界面,造成沥青膜从集料表面剥落,沥青混合料内部逐渐丧失粘结力,路面结构使用性能下降,并伴随麻面,松
9、散,掉粒,坑洞或唧浆,网裂,辙槽等病害发生,同时诱发其他路面病害的损坏现象.沥青路面水损害的机理和特征,可以从破坏的发展历程上看出:应该注意的是,水损害往往是从沥青面层的下面层开始的.由于水分进入沥青路面,滞留在基层,沥青面层的下面层又往往是空隙率较大的沥青碎石,空隙中充满着水分,给沥青路面水损害造成了潜在的威胁.所以在集料与沥青膜剥离,发生松散后,沥青混合料不再成一个整体,集料在荷载作用下对基层表面产生撞击,基层的粉质部分如水泥,石灰,粉煤灰以及土质部分便成为稀浆,通过路面的缝隙向上挤出,在沥青路面上可以看到白色的唧浆,面层可见裂缝,严重者出现龟裂,这是沥青路面水损害最明显的标志.当沥青路面
10、上出现一块块泛白色的网状裂缝区的时候,下面层已经成为沥青膜完全脱落的松散集料,坑槽已不可避免.二,防治措施从上述分析可以得出,沥青路面的水损害是来源于沥青膜从集料表面的剥离,其条件是水分介入到沥青与集料界面上,改变了沥青,集料与水分的关系所造成的.那么,预防水损害的关键就是要通过三个途径来解决:防止或减少水分进入沥青混合料内部,不致侵入到沥青与集料的界面中去;提高沥青与集料的粘附性,提高集料之间的粘结力;做好路面排水和封水.1.针对第一个途径,提高沥青混凝土压实度标准,增加现场空隙率指标国内外大量研究表明,7%的现场空隙率是沥青路面是否产生早期水损害的分水岭,美国SHRP研究成果也提出4%的设
11、计空隙率是最佳的选择.若仍按96%的压实度予以控制,其现场空隙率将达到8%,无法满足水稳定性的要求,应提高压实度标准;而且在提高压实度标准的同时,增设现场空隙率作为施工的控制指标.2.另一方面,随着高速公路的建设,沥青路面对集料的要求越来越高.在通常情况下,石灰岩等碱性石料与沥青的粘附性很好,但耐磨性能很差,不能适应沥青路面表面层抗滑又耐磨耗的需要.现行规范明确规定了对表层粗集料的磨光值,压碎值的要求;花岗岩,砂岩,石英岩等(接上页)质量以及收缩变形,通常采取两台焊机同时对称施焊,精确安装和设备调整,注意引弧造渣和焊接收尾等环节.3.4.2组装缝隙尺寸大小关系到电极正常工作和熔池的形成,间隙过
12、大,熔池易跑渣漏铁水,中断焊接,且焊丝,焊剂的消耗过大,效率降低,所以电渣焊的间隙制备及装配尺寸应严格按规范及工艺执行.3.4_3施焊中随时检查熔池熔化是否充分,渣量与深度是否合适,渣池太深,熔宽面减小,温度下降,会使母材边缘加热不足,易产生未熔合或夹渣等缺陷;渣池太浅,焊接不稳定,且焊丝易与熔池金属发生短路,飞溅加大,导致焊接中断,通常渣池深度控制在3040ram为宜.3.4.4电渣焊属一种电阻性负载,产生的热量主要取决于电流,如电流过大,深池沸腾严重,焊缝成形差,易造成熔合不良等缺陷,电流过小,酸性岩石,石质坚硬,致密,耐磨性强,能充分发挥集料之间的嵌挤作用.但它与沥青的粘附性能却不好,容
13、易在水分的作用下造成沥青膜的剥落,很快导致沥青路面的掉粒,松散,坑槽等水损害破坏.公路沥青路面施工技术规范(JTJo32)规定:”当用于高速公路,一级公路的石料为酸性石料时,宜使用针人度较小的沥青,并采用下列抗剥离措施,使沥青与矿料的粘附性符合本规范附录表c,8的要求”.这些抗剥离措施是:(1)用干燥的磨细消石灰粉或生石灰粉,水泥作为填料的一部分,其用量宜为矿料总量的1%一2%.(2)在沥青中掺加抗剥落剂.(3)将粗集料用石灰浆处理后使用.应注意的是,这里是将掺加消石灰粉,生石灰粉,水泥作为第一条措施推荐的.其理由是这个措施的效果很好,价格也比较便宜,施工简单,只用它代替一部分矿粉就可以了.3
14、.切实做好中央分隔带的排水,认真做好封层和路面防水层,同时设置路面结构内部排水系统设置良好的路面结构内部排水系统,迅速排除渗入路面结构内的水分,避免自由水在路面结构层中积滞的时间过长,从而改善路面的使用性能的措施能够从根本上解决沥青路面的水损害问题.4.除了以上各种水损坏原因外,还有一种在国外较少发生,在我国却常常发生的水损坏因素一沥青面层本身的压密造成的.有些公路施工时没有很充分地压实,过分追求平整度,在温度降低时碾压,造成压实度不足,导致面层空隙较大,水从空隙中下渗并滞留在空隙中,逐步造成沥青膜与集料的粘结力丧失,剥离,集料颗粒产生剥落,掉粒,最后导致松散,坑槽.这是由于施工不良造成路面透
15、水,这在道路竣工初期表现较多.由于采用了评优评分的质量评定制度,工程报告不存在压实度不合格的记录,致使事后检查发生困难,但不等于压实度都已经达到了.从这个角度出发,为减少渗水最重要的一点是施工过程中加强碾压,切忌片面追求平整度而放松压实.保证压实度,使空隙率控制在要求范围内,这是非常重要的.三,结束语水损害的防治应多方面人手,采用综合手段,以材料的精心选择,科学合理的措施以及严格的施工工艺来保证.参考文献:1公路沥青路面施工技术规范(GF402004)北京人民交通出版社20042高速公路沥青路面早期破坏现象及预防沙庆林人民交通出版社2001也易产生不熔合和夹渣.3.4.5正常焊接前一定经过试验,评定,合格后方可正式焊接.3.4.6设置电渣焊焊接专用供电线路,确保电流,电压稳定,通过采用此种方法保持电流与电压的稳定,保证了焊接质量.4.总结通过不断地工艺技术改革和创新,是人行天桥箱型梁电渣焊接质量得到了有效控制,焊缝全部达到了设计规范要求,对电渣焊接容易出现的问题有了更进一步的深入认识,焊接完毕,箱型梁整体观感良好,有效控制了焊接收缩变形,守到了监理和业主的高度评价.科技博览l161