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【摘要】某大桥主桥钢箱梁用钢采用Q345qD，针对其钢箱梁的结构特点和钢材，进行了焊接工艺评定试验，制定了科学合理的焊接工艺，成功地指导了该大桥钢箱梁制造施工。
【关键词】钢箱梁；焊接工艺评定；质量；控制
焊接作为一种实用技术，具有节省金属材料、减轻结构重量、节省人力、提高效率、容易实现机械自动化等特点。在现代科学技术和生产中得到了广泛应用，已能在很大程度上保证了产品质量，但由于焊接接头为一性能不均匀体，应力分布复杂，制造过程中要获得绝对无缺陷的焊接接头，在技术上是相当困难的，也是不经济的。实践中常常根据焊件的使用场合及使用要求，将缺陷限制在一定的范围之内，把不符合标准要求的缺陷称为焊接缺陷。
焊接缺陷的存在将影响焊接接头的质量，而接头的质量又直接影响到焊接结构（件）的安全使用，因焊接质量缺陷而产生的工程事故不胜枚举，因此要减少焊接缺陷、提高焊接质量。焊接质量的优劣，主要由材质、焊接工艺和焊接检验等方面决定，影响焊接质量这些环节相互关联，无论哪一个因素有问题都会使焊接质量得不到保证。因此，应对影响焊接质量的这些环节做到“事前控制，过程监督，事后复查”。
钢箱梁焊接质量是钢箱梁施工质量控制的重要环节，焊接质量的优劣直接关系到钢箱梁的施工质量和成桥后的使用安全。
1. 工程概况
某大桥工程主桥长252m，跨径组合为71m+110m+71m三跨变截面叠合梁，箱梁跨中高度为2.6m，墩顶高5.2m，梁高按照二次抛物线变化，钢梁结构为变高度U形断面，采用双箱单室，单个钢箱宽度为4.25m，箱间净间距为4.24m，横向设2%的单向横坡，通过内外腹板高度来调整，箱梁底板在横桥向保持水平。钢梁顶板宽600mm.厚度为25mm；钢梁底板宽为4350mm，按照受力分析，分别采用35mm和40mm；腹板厚度为20mm，为保证钢梁横向刚度，在箱梁底板上纵向每4m设一实板式横隔板，两箱梁每隔10m～14 m设一道联结板，将两箱梁连成空间结构。整个钢箱梁分成64段进行制造，全桥共8种类型，长度为15.45～16.0 m。钢梁主体材料为Q345qD。全桥的剪力钉符合《冷镦钢技术条件》（GB6478-94）中ML15钢，其化学成分和力学性能应符合《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》（GB10433-2002）的规定。
2. 焊接工艺评定
2.4以上焊接工艺评定的试验报告结果表明，各类焊接接头的力学性能都满足该大桥设计要求，据此编制的焊接工艺能确保钢箱梁制造质量。为此我们将焊接工艺评定试验阶段性报告及最终报告，并报监理及业主审批同意。
3. 焊接工艺过程控制
3.1试验报告按规定程序批准后，根据焊接工艺评定试验报告编写各种接头的焊接工艺文件，焊接工艺文件经监理工程师批准后，作为在施工过程中指导生产的依据。
3.2焊接工艺因素中，对焊接质量影响较大的有焊前准备、焊接顺序和焊接工艺规范参数。焊前准备主要指坡口的制备、接头的装配及焊接区域的清理；焊接工艺参数主要包括焊接规范参数、预热温度、焊后热处理等。
（1）确定焊接顺序，根据焊缝位置布设引弧板。在选择焊接顺序时，应尽量使焊缝处于比较自由的收缩状态，原则上先焊收缩量大的焊缝，后焊收缩量小的焊缝，以保证焊缝在焊接时能有较大的收缩自由，产生较小的残余应力，可以防止裂纹的产生。另外，根据焊缝布置尽量采用对称法以防不均匀收缩。根据经验，焊缝的两端弊病都较多，对较厚的焊缝应在焊缝的两端设置引弧板。
（2）预热及层间温度控制。由于钢材焊接区的硬化和脆化、扩散氢及拘束应力的共同作用，在一定条件下会导致冷裂纹。冷裂纹是焊接结构中最危险的缺陷，必须设法加以消除，而焊前预热可减少焊缝金属和主体金属的温差，从而减少了残余应力、减轻了局部硬化，对防止冷裂纹、改善焊缝质量起了关键性的作用。层间温度不足或层间温度超过200℃都会影响冲击韧性值，当层间温度超过200℃时，很容易进入“兰脆区”，应设法控制。大桥的预热温度为80～100℃，层间温度按不超过200℃控制。
（3）线能量控制。焊接过程中，严格控制好线能量，过大的焊接电流、过高的电弧电压以及过快的焊接速度均会产生不同程度的焊接缺陷。
（4）做好后热和消氢处理以及焊后热处理。后热主要用于预热还不足以防止冷裂纹形成的场合；消氢处理是以消氢为目的，在实际生产中，只在焊接对氢致裂纹特别敏感的厚壁焊缝中应用；焊后热处理能进一步地消除应力，降低接头中的内应力，同时还可提高接头的高温持久强度、提高焊缝的抗裂性和韧性等作用。
（5）由于在影响焊接质量的各因素中，人的因素是最确定的。为此，在该大桥钢箱梁的制造过程中，首先对所有施工人员进行了岗前培训，尤其是所有焊工在上岗前进行了考试，在考核合格后方可施焊。并且在每工班前，首先进行试焊。
4. 焊接质量检验
（1）焊接质量检验是控制焊接质量的手段，在焊接过程中有效地利用能全面约束及准确反映焊接质量。为此，大桥除加强制作现场的自检、互检、专检的“三检制”以及焊前准备、焊接顺序和焊接工艺规范参数等外。还充分发挥无损检测的技术优越性，加大抽检的范围和频率，尽可能及时发现焊接的内在缺陷。
（2）无损检测技术是控制钢箱梁焊接质量的重要手段，能在不损伤焊缝和构件表面的情况下检测焊缝存在的裂纹、夹渣、气孔、未熔透等多种质量缺陷，促进焊接工艺的改进，控制焊接过程中产生的焊接质量缺陷。通过综合应用超声波探伤、磁粉探伤和射线探伤等无损检测手段，有效地保证了钢箱梁的焊接质量。无损检测覆盖工厂加工阶段及现场拼装阶段所有焊缝，按照25%的检测频率对钢箱梁焊接质量进行有效复检。
（3）为防止焊工在生产过程中执行焊接工艺不严格而产生质量问题，在钢箱梁制造过程中，通过对焊缝的无损检测，可以及时发现生产中出现的有关质量问题，及时进行整改，完善和改进焊接工艺，确保钢箱梁施工质量。
5. 结束语
（1）经检验，该大桥的所有生产试板均设计和规范的要求，钢箱梁的制作质量符合大桥制作规则的要求。
（2）某大桥主桥钢箱梁用钢采用Q345qD，针对该大桥钢箱梁的结构特点和钢材，进行了焊接工艺评定试验，制定了科学合理的焊接工艺，加强了大桥钢箱梁制造的过程控制，成功地指导了大桥钢箱梁制造施工。
【关键词】钢箱梁；焊接工艺评定；质量；控制
焊接作为一种实用技术，具有节省金属材料、减轻结构重量、节省人力、提高效率、容易实现机械自动化等特点。在现代科学技术和生产中得到了广泛应用，已能在很大程度上保证了产品质量，但由于焊接接头为一性能不均匀体，应力分布复杂，制造过程中要获得绝对无缺陷的焊接接头，在技术上是相当困难的，也是不经济的。实践中常常根据焊件的使用场合及使用要求，将缺陷限制在一定的范围之内，把不符合标准要求的缺陷称为焊接缺陷。
焊接缺陷的存在将影响焊接接头的质量，而接头的质量又直接影响到焊接结构（件）的安全使用，因焊接质量缺陷而产生的工程事故不胜枚举，因此要减少焊接缺陷、提高焊接质量。焊接质量的优劣，主要由材质、焊接工艺和焊接检验等方面决定，影响焊接质量这些环节相互关联，无论哪一个因素有问题都会使焊接质量得不到保证。因此，应对影响焊接质量的这些环节做到“事前控制，过程监督，事后复查”。
钢箱梁焊接质量是钢箱梁施工质量控制的重要环节，焊接质量的优劣直接关系到钢箱梁的施工质量和成桥后的使用安全。
1. 工程概况
某大桥工程主桥长252m，跨径组合为71m+110m+71m三跨变截面叠合梁，箱梁跨中高度为2.6m，墩顶高5.2m，梁高按照二次抛物线变化，钢梁结构为变高度U形断面，采用双箱单室，单个钢箱宽度为4.25m，箱间净间距为4.24m，横向设2%的单向横坡，通过内外腹板高度来调整，箱梁底板在横桥向保持水平。钢梁顶板宽600mm.厚度为25mm；钢梁底板宽为4350mm，按照受力分析，分别采用35mm和40mm；腹板厚度为20mm，为保证钢梁横向刚度，在箱梁底板上纵向每4m设一实板式横隔板，两箱梁每隔10m～14 m设一道联结板，将两箱梁连成空间结构。整个钢箱梁分成64段进行制造，全桥共8种类型，长度为15.45～16.0 m。钢梁主体材料为Q345qD。全桥的剪力钉符合《冷镦钢技术条件》（GB6478-94）中ML15钢，其化学成分和力学性能应符合《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》（GB10433-2002）的规定。
2. 焊接工艺评定
2.4以上焊接工艺评定的试验报告结果表明，各类焊接接头的力学性能都满足该大桥设计要求，据此编制的焊接工艺能确保钢箱梁制造质量。为此我们将焊接工艺评定试验阶段性报告及最终报告，并报监理及业主审批同意。
3. 焊接工艺过程控制
3.1试验报告按规定程序批准后，根据焊接工艺评定试验报告编写各种接头的焊接工艺文件，焊接工艺文件经监理工程师批准后，作为在施工过程中指导生产的依据。
3.2焊接工艺因素中，对焊接质量影响较大的有焊前准备、焊接顺序和焊接工艺规范参数。焊前准备主要指坡口的制备、接头的装配及焊接区域的清理；焊接工艺参数主要包括焊接规范参数、预热温度、焊后热处理等。
（1）确定焊接顺序，根据焊缝位置布设引弧板。在选择焊接顺序时，应尽量使焊缝处于比较自由的收缩状态，原则上先焊收缩量大的焊缝，后焊收缩量小的焊缝，以保证焊缝在焊接时能有较大的收缩自由，产生较小的残余应力，可以防止裂纹的产生。另外，根据焊缝布置尽量采用对称法以防不均匀收缩。根据经验，焊缝的两端弊病都较多，对较厚的焊缝应在焊缝的两端设置引弧板。
（2）预热及层间温度控制。由于钢材焊接区的硬化和脆化、扩散氢及拘束应力的共同作用，在一定条件下会导致冷裂纹。冷裂纹是焊接结构中最危险的缺陷，必须设法加以消除，而焊前预热可减少焊缝金属和主体金属的温差，从而减少了残余应力、减轻了局部硬化，对防止冷裂纹、改善焊缝质量起了关键性的作用。层间温度不足或层间温度超过200℃都会影响冲击韧性值，当层间温度超过200℃时，很容易进入“兰脆区”，应设法控制。大桥的预热温度为80～100℃，层间温度按不超过200℃控制。
（3）线能量控制。焊接过程中，严格控制好线能量，过大的焊接电流、过高的电弧电压以及过快的焊接速度均会产生不同程度的焊接缺陷。
（4）做好后热和消氢处理以及焊后热处理。后热主要用于预热还不足以防止冷裂纹形成的场合；消氢处理是以消氢为目的，在实际生产中，只在焊接对氢致裂纹特别敏感的厚壁焊缝中应用；焊后热处理能进一步地消除应力，降低接头中的内应力，同时还可提高接头的高温持久强度、提高焊缝的抗裂性和韧性等作用。
（5）由于在影响焊接质量的各因素中，人的因素是最确定的。为此，在该大桥钢箱梁的制造过程中，首先对所有施工人员进行了岗前培训，尤其是所有焊工在上岗前进行了考试，在考核合格后方可施焊。并且在每工班前，首先进行试焊。
4. 焊接质量检验
（1）焊接质量检验是控制焊接质量的手段，在焊接过程中有效地利用能全面约束及准确反映焊接质量。为此，大桥除加强制作现场的自检、互检、专检的“三检制”以及焊前准备、焊接顺序和焊接工艺规范参数等外。还充分发挥无损检测的技术优越性，加大抽检的范围和频率，尽可能及时发现焊接的内在缺陷。
（2）无损检测技术是控制钢箱梁焊接质量的重要手段，能在不损伤焊缝和构件表面的情况下检测焊缝存在的裂纹、夹渣、气孔、未熔透等多种质量缺陷，促进焊接工艺的改进，控制焊接过程中产生的焊接质量缺陷。通过综合应用超声波探伤、磁粉探伤和射线探伤等无损检测手段，有效地保证了钢箱梁的焊接质量。无损检测覆盖工厂加工阶段及现场拼装阶段所有焊缝，按照25%的检测频率对钢箱梁焊接质量进行有效复检。
（3）为防止焊工在生产过程中执行焊接工艺不严格而产生质量问题，在钢箱梁制造过程中，通过对焊缝的无损检测，可以及时发现生产中出现的有关质量问题，及时进行整改，完善和改进焊接工艺，确保钢箱梁施工质量。
5. 结束语
（1）经检验，该大桥的所有生产试板均设计和规范的要求，钢箱梁的制作质量符合大桥制作规则的要求。
（2）某大桥主桥钢箱梁用钢采用Q345qD，针对该大桥钢箱梁的结构特点和钢材，进行了焊接工艺评定试验，制定了科学合理的焊接工艺，加强了大桥钢箱梁制造的过程控制，成功地指导了大桥钢箱梁制造施工。