钢结构箱型桥梁焊接质量控制技术
王傲
身份证号码：37152219910305****
摘要：随着中国社会经济和科学技术的不断发展，中国的公路桥梁建设技术也有了很大的进步。钢结构是现代建筑中使用最广泛的结构类型之一。为了保证桥梁的最终施工质量，有必要保证钢结构的质量和焊接性能。建筑业在进行钢结构焊接工作时也从多方面考虑钢结构桥梁的施工，充分了解钢结构焊接工艺的要点，提高钢结构桥梁焊接施工的质量。
关键词：钢箱梁；焊接工艺；变形控制
引言
钢结构桥梁的箱型构件以其承载能力高、抗扭刚性大、稳定性好等优点，在公路桥梁中得到了广泛应用，如大跨径桥梁中的钢箱梁截面的主梁，肋拱桥中的钢箱截面拱肋，桁架拱桥和梁桥的箱型杆件等。随着桥梁跨径的增大，局部构造的复杂性增加，厚钢板及高强钢材的应用也日趋广泛，这些因素无疑都增加了桥梁构件制作的难度。钢结构及其构件的制作与施工质量控制倍受业界关注，从原材料钢板进厂到桥梁拼装节段出厂，制作过程工序多，程序复杂，质量精度要求高，过程中的质量控制显得尤为重要。在制作过程中应从工程质量总的方针和目标到具体的检测手段和方法都要制定出详细的的方案及指导文件，以保证钢结构桥梁构件或者节段的产品质量。通常工程质量目标要求达到制造尺寸、精度以及连接部位（焊接、栓接）的质量满足国家相应标准、技术规范及设计图纸技术要求，外观质量应平整光顺、焊缝成型感观良好。各生产工序的质量控制主要可以包括质量检验、试验系统的控制，质量控制要素，主要工序质量控制。
1概述
焊接连接在中国桥梁钢结构制造上的应用起始于20世纪60年代，通过五十多年的不懈努力和试验研究，攻克一个个难关，使中国钢桥焊接技术得到了快速发展，为我国钢桥制造由以往的铆接桥发展为今天的栓焊桥和全焊桥奠定了坚实的基础。近十年来，随着我国高速公路和高速铁路的迅猛发展和世界“一带一路”基础设施建设的大力投入，我国钢桥制造业得到巨大发展。借助港珠澳大桥、沪通长江大桥、平潭海峡大桥、虎门二桥、孟加拉帕德玛大桥及芜湖第二公铁两用大桥等世界瞩目桥梁工程的建设，桥梁钢结构焊接技术水平得到全面提高，实现了焊接装备的更新换代，从而使我国钢桥制造业摒弃了传统的以人工为主、生产效率低、质量稳定性差的生产模式，大大改善了劳动环境，提升了国际竞争力。
2钢结构箱型桥梁焊接质量控制技术
2.1焊接工艺参数
在钢箱梁焊接操作中，适当的焊接工艺参数直接决定焊接接头的质量。随着水下电弧焊和手工电极焊接技术的成熟和应用，该项目的重点是了解金属丝二氧化碳气体保护焊的工艺参数。焊接电流和电弧电压是二氧化碳气体保护焊的主要参数之一。如果焊接电流小，进给速度将变慢，熔深会变浅，这将影响焊接质量和工作效率。如果焊接电流大，则容易发生咬边和烧穿等问题。低电弧电压会增加飞溅，使焊缝变窄，并倾向于增加焊接强度。较高的电压会导致更长的电弧长度，更宽的焊缝，更浅的熔深和更易于产生气孔。因此，为了确保焊接接头的质量和效率，通过重复的过程测试和焊接工艺认证确定了合适的焊接电流和电弧电压。
2.2焊接变形和拱度线形的控制
由于板块的结构比较特殊质心在纵肋宽度方向上的位置一般不在焊缝中心焊接时会使板块产生弯曲变形同时角焊缝的焊接还会产生角变形再加上生产过程中其它因素的影响还会产生扭曲、旁弯等变形。如果不采取措施在焊接过程中对变形进行控制焊后进行机械或火焰矫正其难度是非常大的特别是扭曲变形。因此在焊接过程中对变形进行控制是十分必要而且非常重要的。
2.3钢结构箱型桥梁板单元制造
（1）下料及加工。在准备钢结构箱型桥梁材料阶段，要严格按照设计图纸进行操作，并遵循工艺流程，使桥梁的板单元材料能够准确的放样和下料，通过焊接过程控制板的收缩情况。另外为得到设计要求的平整表面，要对材料进行提前预处理，能够有效降低材料轧制、运输过程中产生的内应力及残余变形。同时要确保每个尺寸都能在合理的误差范围内，保证加工的零件符合设计要求，需要使用数控切割机下料或机加工的办法准备材料之前，就要对进场材料进行外观化学成分及力学性能试验检查，合格后方可进行，以提高桥梁加工质量的合格率。（2）钢板接料。按照设计要求，许多较长零件的尺寸在拼接的过程中，会出现不同的收缩误差。这就对焊接加工技术提出很高的要求，需要严格按照焊接工艺、流程等执行，确保焊接后的变形符合使用要求，同时达到质量和外观的标准要求。（3）零件矫正。根据设计要求制作的板单元，出现的误差都要保持在合理范围内，所以在进行拼接前，要对材料进行校正。若板单元通过冷作弯曲技术制造的，内侧弯曲半径不宜小于板厚的15倍，不满足时可以采取热弯处理，这样操作材料的尺寸和性能可能发生变化，应该严格控制温度，以此达到预期想要的效果。可以有效的减少结构表面裂缝数量。当材料使用热矫正技术时，要确保其温度在600℃-800℃之间，或按设计要求处理。经过这种技术处理后，要减缓零件冷却速度，并且不能对结构进行打击或浇水处理，防止材料出现裂缝或发生扭曲情况。（4）板单元的组装。完成了材料的下料和校正之后，在准备进行组装工作前，施工人员要熟悉安装流程，对所有将要进行组装的零件，对其外观质量和编号进行严格的检查，特别对其直线度、平整度外观尺寸做详细的检查。在组装的过程中，如果出现锈迹等情况，需要及时的处理。根据设计标准，要求所有部件的焊接能够精准到位。在对接焊缝、纵向接缝和板肋角接相会时的处理，出现的距离要大于100mm。根据组装流程，施工人员对组装位置，尺寸和质量，都要进行检验，在完成组装后，在结构显著位置将生产序列号、结构零件号都要详细的标注。
2.4生产设备、工艺装备及材料控制
生产设备和工艺装备控制要求制造过程中对工程所使用的设备进行日常维护和保养，使设备始终处于完好状态。同时钢结构制造整体胎架每使用一轮后，要进行复查，合格后才进行下一轮的使用。
2.5采取技术措施
（1）确保焊接收缩量。对于板状元件平面中的垂直和水平收缩变形，长度方向保留用于制造过程中的二次切削余量，以使梁段的长度满足焊接和收缩后的结构要求。在焊接钢箱梁截面之后，再进行焊接。冲切电路板单元时，请使用正公差，对接焊接电路板单元时，请在焊接间隙上施加一定的焊接收缩量，以确保焊接后的整体尺寸。（2）设置变形防止。防止变形的方法通常用于板单元的焊接引起的面外横向弯曲变形。板单元焊接到抗变形框架。在板件的拼接焊接过程中，保留了变形防止功能，以减少焊接后的变形量。在整个组装过程中，框架保留用于侧向桥梁焊接，以固定钢箱梁。横向平直度符合要求。
结语
钢结构箱型梁板块加劲肋的焊接要根据桥梁的设计要求、闭口肋的型式、闭口肋的板厚和焊缝的结构型式等因素来确定焊接方法焊接位置等CO2气体保护焊一般在闭口肋加劲的板块单道焊小焊脚的情况下采用这种焊接方法可以减小焊接变形和反变形的预设量；除此之外为了保证焊缝的质量一般不采用CO2气体保护焊而是采用埋弧自动焊必要时在船形位置下加大焊接线能量可单道焊接完成不但焊缝成型美观而且可以提高焊缝的一次焊接合格率。对于焊接变形问题应该采取控制为主矫正为辅的原则制作焊接变形控制胎架不但可以有效控制焊接变形而且可以在此过程中对拱度和线形进行控制大大降低焊接变形的矫正难度加快生产进度。
参考文献
[1]汤超.浅谈钢箱拱桥冬季焊接施工质量控制措施[J].建筑工程技术与设计，2019，（16）：2983-2983.
[2]姚杰华.浅谈钢结构桥梁焊接冬季施工质量控制要点[J].建筑工程技术与设计，2019，（6）：1216-1216.