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桥梁钢结构焊接,焊割人一定要了解

进入21世纪后,中国经济持续稳定发展,促进了公路、铁路和城市交通体系的建设和完备,带动了桥梁建设快速发展和进步。桥梁建设不仅满足于功能性,还向高速、大跨度、重载、环保和美观方向发展。我国先后建成了重庆朝天门长江大桥、武汉天兴洲长江大桥、南京大胜关长江大桥、铜陵长江大桥、苏通长江大桥、嘉绍大桥、杭州湾跨海大桥、青岛海湾大桥、厦漳跨海大桥、湖南矮寨特大桥等许多有特色的拱桥、斜拉桥和悬索桥,目前正在兴建港珠澳大桥、沪通长江大桥、虎门二桥等超级桥梁建设工程,我国桥梁建设无论在数量、建设速度还是建造的规模上,都是其他国家在同一时期无法比拟的。


虽然我国在钢桥设计、制造和架设等方面的技术水平有了大幅度提高,拉近了与发达国家之间的差距,但应清醒地看到,我们与发达国家的钢桥建造还有一定差距,我国钢桥建设的发展仍然极不平衡。截止到2012年底美国60万座桥梁中钢桥占33%,日本13万座桥中钢桥占41%,法国钢桥占了桥梁总量的85%,而我国桥梁总数超过59万座,但钢桥数量不足总量的1%,因此还有很大的发展空间。目前国内桥梁结构钢主要采用Q345、Q370、Q390和Q420级别钢板,在桥梁钢结构制造上常用的焊接方法为埋弧焊和气体保护焊,少量采用焊条电弧焊。


桥梁钢结构焊接材料的应用和发展

(1)研发高强度、高韧性焊材  

随着我国铁路建设向高速、重载方向发展,铁路钢桥向高速、重载、大跨度、结构美观新颖及全焊方向发展,所采用的桥梁结构钢已经不仅限于Q345、Q370和Q420钢,为了满足主跨1092m的世界第一跨度斜拉公铁两用大桥——沪通长江大桥设计需要,研发并应用了强度级别更高的Q500qE钢,该钢板也即将在芜湖长江公铁大桥上应用。由于Q500qE钢的性能指标高,为了满足焊接接头防裂、防断要求,对Q500qE钢板提出高标准接头力学性能要求(如表一),天高股份为沪通长江大桥Q500qE钢配套研制的5个产品各项性能符合要求(如表二),满足Q500qE钢技术指标要求,具有良好的工艺性能,为唯一合格可用产品。


(2)耐候桥梁钢焊材的需求  

随着我国一带一路经济发展,位于东南沿海和西部的交通建设规模逐渐扩大,为了降低桥梁钢结构建成后的维护成本,减少环境污染,将逐渐推广建设免涂装的耐候钢桥梁,各大钢厂正在研发耐海洋气候和内陆大气腐蚀的耐候钢。


▲耐候钢桥


为了满足耐候桥梁钢焊缝耐候性需要,在保证其焊接接头具有良好综合力学性能的同时,焊缝也需要向母材一样也具有耐候性能。参考美标ASTM G101对钢板的耐候性能评价标准,即钢材具有较好的耐大气腐蚀性能时,经计算得出的耐腐蚀性指数≥6.0,指数值越大的钢板耐腐蚀性能越好。


因为焊缝区域或多或少都会存在焊接残余应力,会降低焊缝的耐腐蚀性能,为了保证耐候钢焊接接头具有良好的耐腐蚀性能,要求耐候桥梁钢焊接材料熔敷金属的耐腐蚀性指数比钢板标准适当提高,耐候桥梁钢焊接材料熔敷金属的耐腐蚀性指数≥6.2,且熔敷金属扩散氢含量≤5mL/100g。


(3)机器人焊接用高效焊接材料的需求

▲ 机器人焊接生产线


目前,钢结构桥梁制造领域正在推广机械化和自动化焊接技术。为了适应机器人连续高效焊接,力学性能和工艺性稳定的桶装焊接材料受到制造厂的青睐,尤其随着Q500级桥梁钢的推广应用,工艺性能好、高强度、高韧性的机器人焊接用金属粉型气体保护焊药芯焊丝的用量将会逐渐增大。


(4)未来研发与优点

(1)在焊接材料生产过程中减少粉尘、污水、噪声,减少对环境的污染。

(2)提高焊材的工艺性,减少焊接过程中产生的烟尘,减少对环境的污染和焊工的危害。

(3)改进焊材配方,提高焊接熔敷效率,生产高效节能的焊接材料。

(4)随着焊接机器人和焊接专机在钢桥制造领域的推广应用,绿色焊接车间逐渐兴起,焊接机器人或焊接专机用桶装气体保护焊材的用量将在钢桥制造业不断增加。


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作者: ganggouren

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