合肥南环线南淝河大桥主桁上弦杆制作工艺.doc

合肥南环线南淝河大桥主桁上弦杆制作工艺专业：焊接技术与工程班级：08焊接2班姓名：目 录前 言 11焊接材料的选择及钢板检验 21.1 焊接材料的选择 21.2 钢板检验 31.2.1 钢号核对 31.2.2 化学成分检验 31.2.3 力学性能检验 31.2.4 缺陷检验 32焊接材料的预处理 42.1 除锈 42.2 矫正 53划线、号料、下料 73.1 划线 73.2 号料 83.3 下料 93.3.1 切割 93.3.2 边缘加工 93.3.3 开坡口 114 组对 125 焊接 135.1 焊接方法及设备 135.2 焊接工艺参数 135.3 焊前准备 135.4 焊接过程 146 焊后处理 146.1 焊后变形处理 146.1.1 机械矫正法 146.1.2 火焰矫正法 66.2 消除残余应力 187 成形质检 207.1 外观检验 207.2 无损探伤 23参考文献 26前 言随着大规模铁路建设和公路桥的规划实施,桥梁结构用钢的应用越来越泛。

桥梁结构用钢主要用于大跨度桥梁的主体,承受较大的静、动载荷,长期暴露于露天环境,工作条件恶劣,服役时间长,因此不仅要求优良的强度、韧性、可焊性,同时要求低的屈强比,以保证大载荷下的抗断裂能力同时在桥梁设计与施工上必须满足的具体要求有两点：1桥梁设计必须积极采用新结构、新材料、新设备、新工艺和反映新的设计思想整个桥梁结构及其各个部分构件，在制造、运输、安装和使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性2桥梁施工时，桥梁结构应便于制造和安装，尽量采用先进的工艺技术和施工机械，以利于加快施工速度，保证工程质量和施工安全基于以上内容，本文介绍了大桥主桁上弦杆的原材料的选择、检验依据和预处理方法，及产品的整个焊接工艺流程，包括从划线、号料直到成品检验的全过程其中重点阐述了坡口的加工和焊后变形的矫正及成品检验的方法和依据本产品的制造、试验和验收均按GB/T 714-2000《桥梁用结构钢》技术条件规定严格执行1焊接材料的选择及钢板检验1.1焊接材料的选择主桁上弦杆A4使用的材料为Q235和Q370系列钢具体为：Q235B、Q370qE Q370qD，其中以Q370qE Q370qD为主要材料Q235为低碳钢；Q370牌号隶属热轧钢范畴，其屈服强度为295～390MPa的低合金钢大多属于热轧钢，是靠合金元素锰的固溶强化获得高强度。

热轧钢通常为铝镇静的细晶粒铁素体+珠光体组织的钢，一般在热轧状态下使用当Q370钢作为低温压力容器用钢或厚板结构时，为改善低温韧性，也可在正火处理后使用Q370钢的化学成分见表1、力学性能见表2表1 Q370钢化学成分钢种C（%）Mn（%）Si（%）S（%）P（%）Q3700.12～0.180.80～1.200.20～0.60≤0.045≤0.050表2 Q370钢力学性能钢号交货状态钢板厚度/mm拉伸试验冲击试验冷弯试验抗拉强度Rm/Mpa屈服点Rel/Mpa伸长率/%温度℃V形冲击功Akv（横向，1/4板厚）/Jb＝2a180º不小于不小于16MnR正火10～16510～640345212047d＝2a>16～36>490～620325>36～60>470～600305-2031d＝3aQ370钢一般在正火状态下使用对于中厚板材，为了改善钢的综合力学性能，特别是冲击性能，可进行900～920℃正火处理正火后钢的强度略有降低，但塑性、韧性、低温冲击韧性显著提高，并降低脆性转变温度1.2钢板检验钢板检验是为了检验所用的钢材是否符合国家标准，相关的技术要求，质量标准和等级标准，主要检验以下几个方面：钢号、化学成分、力学性能、表面和内部缺陷等。

1.2.1钢号核对钢材入厂时，检验员应该按厂内的钢材进货要求检查所入钢材是否为本厂要求的同批号钢材，且数量是否足够1.2.2化学成分检验在钢板上取样之后，对其进行化学成分的校对检验检验的主要元素是碳，锰，硫，磷化学分析试验的操作应符合GB223的规定，化学成分参见表11.2.3力学性能检验通过做静载荷试验，来检验钢材的屈服强度，抗拉强度，伸长率，断面伸缩率，硬度，通过动负荷试验来检验钢材的常温冲击，力学性能参见表2试样形状、尺寸及试验方法参见GB2649-81、GB2651-81、GB2653-81的规定1.2.4缺陷检验钢材的缺陷主要有表面缺陷和内部缺陷两种1）检验成品钢材的表面缺陷是指检验其是否在运输中受损，出现严重损伤划痕、沙眼、裂纹等，一般为可见的缺陷2）检查所入钢材的内部缺陷是指检查内部是否存在沙眼、气孔、夹渣、裂纹、麻点、疏松等缺陷一般用超声探伤2 焊接材料的预处理2.1除锈对于表面有划痕的板材，在保证其最低厚度的前提下将划痕打磨掉，打磨的标准如图1所示：图1 规定的打磨标准由于钢材表面的油污、锈蚀和氧化皮等都会影响产品的质量因此，在进行材料划线、下料之前必须先进行表面预处理。

工业生产中常用的机械除锈法包括：风动或电动砂轮、钢丝刷、喷丸、喷沙等其中喷丸是目前工厂应用较多的大面积净化方法之一针对桥梁使用的Q235B低碳钢和Q370qD、Q370qE普通低合金钢，根据GB8923-2005，选择Sa3的除锈等级除锈后应达到图2中的标准图2 Sa3除锈标准本次设计选用的喷丸设备是GYX-2M型钢材预处理装置技术参数见表3，它既可以用于钢板的表面处理，也可用于结构部件的表面处理该装置进行钢材预处理的工艺过程为：电磁吊上料→辊道输送→预热→喷丸→清理丸料→喷漆→烘干→轨道输送出料表3 GYX-2M 型钢材预处理装置技术参数技术特性参数性GYX-2M预处理钢材规格（mm）钢板宽1000～3000 厚6～600 长2400～12000焊件输送速度v/m.minV=2～3处理质量除锈等级SIS05 5900Sn2（A，B）涂膜等级15～25外形尺寸（长/mm×宽/mm×高/mm）62000×25000×7230设备总重/t1002.2矫正钢材在轧制、运输、装卸和堆放过程中，由于自重、支撑不当，或装卸条件不良及其它原因，可能会产生弯曲、扭曲、波浪及表面不平等变形当这些变形超过一定程度时，会给尺寸的度量、划线、剪裁及其他加工带来困难，而且会影响到成型零件的尺寸和几何形状的精度，从而影响到装配、焊接和整个产品的质量。

所以，划线、下料前应予以矫正因此，矫正有关标准规定了钢板的允许偏差,如表4所示矫正方法分为：手工矫正、机械矫正、火焰矫正因为手工，火焰矫正不适合钢板的整体矫正，所以本次设计采用机械矫正法当钢板有凹凸不平及弯曲变形，不符合标准要求时，则需进行矫正多辊矫平机是金属板材、带材矫平的通用矫平设备一般校平辊数目越多，矫平质量越好本次设计选用的钢板厚度为12厚，钢板为Q370qD，所以我选用九辊矫辊机它的工作原理如图3所示，参数见表5表4 钢板的允许偏差偏差名称图例允许值角钢、槽钢、工字钢、管子的直线图f≤L/1000＞5角钢两肢的垂直度Δ≤b/100工字钢、槽钢翼缘的倾斜度Δ≤b/80图3 九辊式矫平机工作原理图表5 矫正机参数表辊数辊距（mm）辊径（mm）钢板最小厚≤40kg/mm²（mm）最大矫正度（m/s）主电机最大功率（kw）936032050.3180矫辊机的矫正原理是使板料通过矫平机的上下两列辊子之间，在辊子压力的作用下，受到多次反复弯曲，整个钢板得到均匀地伸长，使多种原始曲率逐步趋向一致变为单一，并不断减小，最终得到矫平矫平的次数与矫平机上下两列辊子之间调整的净空距离有关，一般是略小于被矫钢板的厚度。

为了提高矫平效果，可使辊间距离前后不等，前边辊间距离较小，使钢板产生较大的变形，以使弯曲均匀，而后面的辊间距离较大，使钢板的变形逐渐减小和平直这样通过一次就能达到矫平的目的矫平机的辊子直径、辊间距离和滚筒数也是影响矫平效果的主要因素辊间距相当于两支点间距，辊间距越大，辊子使钢板弯曲变形所需要的压力越小，但在相同的下压量时矫平效果差反之，辊间距越小，钢板弯曲变形所需压力越大，矫平效果越好矫正后，经测量，钢板的变形需在规定范围内方可进行下一步加工3钢板的划线、号料、下料 3.1 划线按构件设计图样的图形与尺寸1:1划在待下料的钢材上，以便按划线图形进行下料加工的工序为划线生产中经常采用的划线方法有样板和草图划线两种，划线时应注意以下事项：1.熟悉结构件的图样和制造工艺，根据图样检验样板、样杆，核对选用的钢号，规格应符合规定的要求；2.检查钢板是否有表面麻点、裂纹、夹层及厚度不均匀等缺陷；3.划线前应将材料垫平、放稳，划线时要尽可能使线条细且清晰，笔尖与样板边缘间不要内倾和外倾；4.划线时应标注各种下道工序用线，例如，展开构件的素线位置、弯曲件的弯曲范围或折弯线、中心线、比较重要的装配位置线等，并加以适当标记以免混淆；5.弯曲零件号料时，应考虑材料轧制的纤维方向；6.钢板两边不垂直时一定要去边。

划尺寸较大的矩形时，一定要检查对角线；7.划线的毛坯，应注明产品的图号、件号和钢号，以免混淆；8.注意合理排料提高材料的利用率3.2 号料号料就是根据样板在钢材上画出构件的实样，并打上各种加工记号，为钢材的切割下料作准备号料的步骤：1.根据料单检查清点样板和样杆，点清号料数量号料应使用经过检查合格的样板与样杆，不得直接使用钢尺2.准备号料的工具，包括石笔、样冲、圆规、划针、凿子等3.检查号料的钢材规格和质量4.不同规格、不同钢号的零件应分别号料，并依据先大后小的原则依次号料对于需要拼接的同一构件，必须同时号料，以便拼接5.号料时，同时划出检查线、中心线、弯曲线，并注明接头处的字母、焊缝代号6.孔应使用与孔径相等的圆规规孔，并打上样冲标记，便于钻孔后检查孔位是否正确7.弯曲构件号料时，应标出检查线，用于检查构件在加工、装焊后的曲率是否正确8.在号料过程中，应随时在样板、样杆上记录下已号料的数量，号料完毕，则应在样板、样杆上注明并记下实际数量号料时，要求把所有结构零件的真实形状、加工要求、装配用线、孔洞等均标记在钢板上面，并用文字和符号注写清楚号料的质量直接影响下道工序的质量，必须十分认真。

对于一次号料无法完成的情况下，还需要二次号料，需要二次号料的情况有3种：(1)有变形加工的零件，在变形加工之前不能确定其下料尺寸，如封头的制作在成型后，要去。