钢护筒焊接工艺作业指导书.pdf

马鞍山长江公路大桥MQ-02标 南边塔基础钢护筒焊接工艺 作业指导书 马鞍山长江公路大桥MQ-02标项目部 二零零九年一月 目 录 1.编制依据、规范 ...................................................................................... - 1 - 2.钢护筒材质 ................................................................................................ - 1 - 3.焊接材料及工艺参数 ............................................................................. - 2 - 4.钢护筒加工允许误差 ............................................................................. - 2 - 5.钢护筒焊接施工流程 ............................................................................. - 2 - 6.关键设备表 .............................................................................................. - 10 -  - 1 -钢护筒焊接工艺作业指导书 1.编制依据、规范 ⑴《马鞍山长江公路大桥左汊主桥边塔及跨堤引桥土建工程项目施工（ MQ-02）招标文件项目专用本》 ； ⑵《马鞍山长江公路大桥跨江主体工程 MQ-02 标段（南边塔 +跨堤引桥）招标图》 ； ⑶《马鞍山长江公路大桥左汊主桥边塔及跨堤引桥土建工程项目施工（ MQ-02）招标补遗书（第 1 号） 》 ； ⑷《低合金高强度结构钢》 （ GB/T 1591-94） ； ⑸《铁路钢桥制造规范》 ； ⑹《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》 （ GB/T 5293-1999） ； ⑺《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》 （ GB/T8110-1995） ； ⑻《公路桥涵施工技术规范》 （ JTJ041-2000） ； ⑼《公路工程质量检验评定标准》 （ JTG F80/1-2004） ； ⑽公路施工手册《桥涵》上、下册； ⑾已批准的《钢护筒加工方案》 。

2.钢护筒材质 钢护筒外径为 Φ2.80m，长 16.2m（永久结构部分） ，采用 22mm 厚 Q345C钢板卷制拼焊而成临时钢护筒采用厚 14mm 钢板卷制拼焊而成施工时护筒长度（包括临时护筒 9.3m 长）为 25.5m，由于护筒长度过大，不利于运输和振沉，将永久护筒分成 8m 和 8.2m 两节，首节永久护筒振沉完成后钻孔，然后焊接第二节钢护筒和临时钢护筒进行振沉首节钢护筒刃脚用 14mm 厚、 40cm 高钢板进行加强 临时护筒在振动锤夹具受力高度范围内亦焊接 14mm 厚钢板作为加强箍，高度为 40cm 永久钢护筒采用马鞍山钢铁股份有限公司生产的钢板卷制，材质为 Q345C；临时钢护筒采用马鞍山钢铁股份有限公司生产的钢板卷制，材质为 Q235B钢护筒材料质量满足《低合金高强度结构钢》 （ GB/T 1591-94）的规定 - 2 -3.焊接材料及工艺参数 永久钢护筒的定位采用 CO2保护焊，埋弧自动焊焊丝采用 H08A，焊剂采用HJ431CO2 气保焊采用常州长江焊材有限公司生产的 ER50-6 型焊丝，直径为1.2mm，满足《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》GB/T8110-1995 中的相关要求；埋弧自动焊采用常州长江焊材有限公司生产的 H08A 型焊丝，直径为4.0mm，焊剂采用池州市金马焊接熔剂厂生产的 HJ431 型焊剂，焊条和焊剂满足《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》GB/T 5293-1999 的相关要求。

通过焊接工艺试验确定钢护筒焊接的工艺参数如表 3-1 所示 表 3-1 焊接工艺参数 焊接方法 焊丝 熔敷厚度（ mm） 焊剂或保护气焊接电流（ A） 焊接电压（ V） 焊接速度（ cm/min） 填充金属尺寸 气保焊 ER50-6 3 Ar+CO2230 27 25 Φ1.2mm埋弧焊 H08MnA 19 HJ431 500~600 30~32 30 Φ4mm 注：埋弧焊分 6 层焊，反面用气刨清根后，气保焊分 2 层焊 4.钢护筒加工允许误差 钢护筒管节周长允许偏差 40mm；管端椭圆度允许偏差 10mm；管端平整度允许偏差 10mm；管端平面倾斜允许偏差 10mm；相邻管径允许偏差 5mm；管节对口拼接时，相邻管节对口板边允许偏差 3mm 5.钢护筒焊接施工流程 1）钢护筒加工流程图 - 3 -施工准备场地处理功能区域划分进料下料半成品加工成品加工钢护筒振沉工艺试验龙门吊轨道铺设、卷板机安放基坑处理场地硬化图 5-1 钢护筒加工流程图 2）下料 每节钢护筒（ 2m 高）所用钢板均为定尺，已与马鞍山钢铁股份有限公司签订订货合同，现场施工时无需切割下料。

钢板边缘加工的切削量不小于 2mm为保证防腐用涂层的附着力，永久钢护筒壁外侧通过钢刷作拉毛处理，槽深控制在 1mm 以上 钢板进场后，进行焊接工艺试验，并将母材和焊接样板送南京晨光检验，母材进行了拉伸、弯曲、冲击和化学元素等指标的检测，焊接样板进行了拉伸、弯曲、冲击、硬度、宏观金相等指标的检测，试验结果评定为合格，已报报监理工程师 3）开坡口 开坡口前将钢板放平垫稳，采用氧气－丙烷半自动切割机进行切割，氧气压强调至 0.6~0.8Mpa，丙烷压强调至 0.05~0.07Mpa切割速度控制在 15cm/min 图 5-2 坡口示意图 - 4 -半自动切割机开坡口时，保证割线平直，割线面平稳，边缘缺棱不能大于1mm，垂直度不能大于 2mm 4）卷板 卷板前，技术员及现场施工人员先熟悉图纸、工艺、精度、材料性能等技术要求 钢护筒卷制前，由技术员及作业队班组长检查钢板的外形尺寸、坡口的形式与尺度、装配及焊接收缩余量和样板的正确性，以及检查划制的板料中心线、检验线的正确性等 将四面开好坡口的板料置于卷板机上卷制时，将板料对中，使板料的纵向中心线与轴轮线保持严格的平行，并用挡板挡紧，以免歪扭。

板料位置对中后，采用多次进给法滚弯调节上轮（在三轮卷板机上） ，使板料初步弯曲，然后来回滚动而弯曲当板料移至边缘时，确保所划检验线的位置正确，然后逐步压下上滚轮并来回滚动，使板料的曲率半径逐渐减小，直到达到设计的要求 在卷板时，由于钢板的回弹，卷圆时要施加一定的过卷量，在达到所需的过卷量后，再来回多卷几次卷弯进程中，用样板检验弯板两端的半径 卷板完成后，由监理工程师验收合格后方可进行下一步工序 5）焊接 ①焊接施工步骤综述 先用气保焊打底，再用埋弧焊盖面，然后反面气刨清根，再用埋弧焊（或者气保焊）焊接 ②焊接注意事项 A、在施焊前焊条经 250℃烘焙 2 小时，清除焊丝和焊接处的铁锈、油污、水分等杂质 B、持有合格证的焊工方可施焊，合格证中注明焊工的技术水平及所能担任的焊接工作，如停焊时间超过半年以上应重新考核 C、气保焊后、埋弧焊施焊前，由焊工复查焊件接头质量和焊区的处理情况，打磨坡口，保证焊缝坡口的油污、铁锈、氧化皮等去除干净，如不符合要求，清理合格后方可施焊施焊完成后清除熔渣及金属飞溅物 - 5 -D、严禁在焊缝区以外的母材上打火引弧 E、焊缝出现裂纹时，焊工不得擅自处理，应查清原因，定出修补工艺后方可处理。

焊缝同一部位的返修次数，不宜超过两次当超过两次时，按返修工艺进行 F、钢护筒制作现场设防风措施 G、纵向对接焊缝在焊件的两端临时配置引弧板和熄弧板，其材质、板厚及坡口型式与焊件相同，施焊完成后用气割切除并修磨平整，不得用锤击落 H、若钢板运输、吊卸和焊接的过程中，因碰撞、焊接等引起的局部变形，则使用锤击、千斤顶等机械方法进行矫正；若钢板变形过大，则做废弃处理，严禁使用矫正后的钢材表面，不得有明显的凹面或损伤划线痕深度不得大于0.5mm I、定位焊所用焊条的型号与正式焊接所用的型号相同，焊接高度不超过设计焊接高度的 2/3，长度以 40mm 为宜，间隔不大于 400mm，并由具有焊接合格证的工人操作 J、半成品钢护筒完成后，监理工程师验收合格后方可进行下一步工序；成品钢护筒完成后，由武汉三联检测公司进行无损检测，并将试验结果报监理工程师，监理工程师验收合格后方可进行下一步工序 K、加工厂钢护筒对接时，相邻节段钢护筒的纵向焊缝错位不能少于 1/8 圆周；打设钢护筒的过程中，钢护筒对接时，口朝上的钢护筒不坡口，口朝下的钢护筒在钢护筒外侧剖 45°的口，以便于接高时的焊接 ③钢护筒纵缝焊接 A、当板料的曲率半径达到设计要求后，将纵缝对接好，用 CO2气保焊打底固定，为满足钢护筒在卷圆过程中焊缝的受力要求，确定打底厚度为 12mm，分两次进行，每次 6mm。

如图 5-3 所示每次焊接完成后，要检验焊缝是否有砂眼、气孔等，如果有，则先用角磨机打磨掉砂眼和气孔处的焊缝，再用 CO2气保焊补焊，补焊后再检查，满足要求后才能进行下一次作业 - 6 -图 5-3 气保焊打底示意图 B、将已卷圆的板料吊装至焊接胎架上固定，如图 5-4 所示，用角磨机磨除气保焊打底的表面、钢板的氧化层及坡口附近锈蚀区，如图 5-5 所示 图 5-4 2m 长钢护筒胎架结构形式 图 5-5 气刨打磨示意图 C、用自动埋弧焊焊接钢板，每次焊接厚度为 3mm，共焊接 6 次，焊接厚度为 19mm 左右如图 5-6 所示 - 7 -图 5-6 气刨打磨示意图 D、反面气刨清根，清根深度为 8mm如图 5-7 所示 图 5-6 反面气刨清根示意图 E、用 CO2气保焊焊接清根处，焊接厚度为 10mm，分 2 次焊接，每次焊接高度为 5mm，形成 2m 长的钢护筒半成品如图 5-8 所示每次焊接完成后，要检验焊缝是否有砂眼、气孔等，如果有，则先用角磨机打磨掉砂眼和气孔处的焊缝，再用 CO2气保焊补焊，补焊后再检查，满足要求后才能进行下一次作业 图 5-8 气泡焊接示意图 ④钢护筒环缝焊接 钢护筒环缝的焊接和纵缝的焊接工艺类似，只是埋弧焊焊外侧，气保焊焊内侧。

将已卷成型的钢护筒吊放在特制的环缝焊接胎架上，如图 5-9 所示 - 8 -图 5-9 钢护筒环缝焊接胎架示意图 环缝焊接胎架由马达、同步减速齿轮箱及滚轮等组成，保证钢护筒旋转的速度相等于电焊的速度焊接 V 型坡口外部焊缝时，先用 CO2气保焊打底，然后将自动焊机放在焊接平台上，使焊丝对准钢护筒的中心线，焊机不动，旋转钢护筒，完成 V 型坡口外部的焊接焊接 V 型坡口内部焊缝时，先气刨清根出白，然后旋转钢护筒，采用 CO2气保焊完成内环缝的焊接 ⑤钢护筒的接高焊接 首节永久护筒打设到位后，钻孔 25m 深以减小后续打设护筒的摩阻力护筒接长工序如下： ⑴ 移开钻机，安装导向架； ⑵ 在已打设的钢护筒上焊接 4 块契形定位导向钢板，以便钢护筒能快速就位； ⑶ 旋转钢护筒，使钢护筒接口平齐； ⑷ 焊连钢护筒 - 9 -第N节钢护筒第N+1节钢护筒图 5-10 钢护筒接长定位示意图 接高采用单边 V 形坡口，上节钢护筒的坡口角度为 45 度，下节钢护筒不开坡口如图 5-10 所示 图 5-11 接高单边 V 形坡口示。