摘要：在日益发展的现代化工程建设中，传统的焊接技术已不能满足结构愈来愈发展的工程建设需求，尤其是焊接技术在钢桁架中的应用。本文以Ф2.0细丝埋弧焊在新疆昌吉乌昌大道跨头屯河大桥新建工程项目施工中的应用为实例，通过实例分析了细丝埋弧焊的应用及其优势。
关键词：桥梁工程建设；双层钢桁架；Ф2.0细丝埋弧焊、焊接质量控制
1 引言
新疆昌吉乌昌头屯河大桥主桥为跨度586.42m，桥面宽39.33米的三联双层钢桁架桥，引桥为预应力混凝土连续梁桥。主桁为无竖杆的华伦桁式体系，钢桁架设计形状独特，具有跨度大、精度高、结构复杂等特点，施工难度较大，加上标准杆件，异性杆件、端弦杆，横梁节头多，钢件数量庞大，再加上大桥设计为桁架双层且箱内异形分散布置，板厚均在16mm-45mm之间，并且在现场进行桥段吊装。如何保证上、下弦杆及桥面板的焊缝外观及内部质量控制都是工程难点。
2 Ф2.0细丝埋弧焊接技术应用
2.1常规焊接方法在施工现场存的缺点
从焊接方法来看，至少存在两方面的缺点：一是采用CO2碳气体保护焊施焊填充层时，由于受到外界的环境因素或操作人员技能影响，焊缝内部极易出现气孔、夹渣、道间未熔合等缺陷，焊缝返修率高达25-30%。二是焊接的劳动强度大，打磨及清理程序多，焊接速度慢，对焊接操作人员的焊接技能水平要求较高。由于电弧在高温作用下，弧光、烟尘污染对人体伤害及环境污染等。
2.2埋弧焊的实际应用
本文将埋弧焊技术用于头屯河大桥施工实际中，根据乌鲁木齐三屯碑路西延工程三标段统计CO2气体保护焊进行桥面焊接时一次检验合格率为80%，本工程在接板工序采用细丝埋弧焊进行焊接内部检测合格率为98%且在检测中此类焊缝多为质量等级一级。
2.3 Ф2.0细丝埋弧焊的优点：
1、在施工中采用细丝埋弧焊焊接抗风能量强，构件变形较小等。
2、对于焊缝根部及填充层焊接时有利于脱渣，焊缝外观成型良好。
3、焊接效率高，焊缝内部质量比较稳定，焊接的返修率低。
图1 两种焊接技术相关数据对比
通过技术对比可知：采用相同板厚、相同坡口形式的试板分别用埋弧焊(Ф2.0)和药芯焊丝气体保护焊(Ф1.2)焊接，计算出埋弧焊焊接用时是药芯焊丝气保焊的60%。
质量问题对工期进度有很大影响。进行缺陷统计分析，气孔和夹渣缺陷占85%，此列为主要缺陷。返修直接影响下道工序进行，有时返修直接打乱工期节奏。
3 传统焊接失败原因分析：
3.1 传统焊接失败原因统计：
1、施工现场的风速，现场施工处于多风的季节，河道处风速较大，风向紊乱，围挡很难做到无死角。加上施工紧张以及交叉作业严重更增加了难度；
2、药芯焊丝气体保护焊质量通病，由于焊接工人的操作习惯，气体保护焊容易出现夹渣、气孔以及焊宽不匀。
3、焊材存放不到位，环境潮湿，焊材的存放不当以及环境的潮湿，造成焊接气孔形成的重要因素。
3.2 对焊接失败主要原因的验证
为了对主要原因进行验证，特进行以下几种验证：
1、验证施工现场风速对焊接的影响通过查阅历史天气的方法，根据二氧化碳气体保护焊标准判断，二氧化碳气体保护焊风速大于1m/s，要采取围挡措施。
图2基于风速大小的测试验证
通过上述验证可以得出结论：查去年同期天气可见，风速有12天处在三级风以上（>4.6m/s)，这种天气下施工防围挡的作用很有限，二保焊接时气体保护作用很有限，很容易造成失败。验证此情况为主要原因。
4、针对失败原因制定解决方案
4.1 提出采用细丝埋弧焊作为填充层进行焊接
焊工常见的通病并不是那么容易更正的，真正解决从工艺上改变，本工程在河道上方，施工期在风季且河道风更大，2.7万吨制作加安装，在西北是绝无仅有的项目，交叉作业在所难免，经过本施工小组采用头讨论，基于变形量小、效率高、劳动强度低，提使用细丝埋弧焊进行填充层焊接。
4.2 对细丝埋弧焊进行验证
根据以往同行业经验选取焊材，进行各参数（坡口形式，焊接速度，电压，电流以及焊接速度）进行计算和调整出具焊接工艺评定记录表。
首先对首次使用的焊材进行熔敷金属实验，合格后进行工艺评定实验，在工艺评定合格并拿到工艺评定报告，整理并出具工艺文件并对操作人员进行工艺交底。
图7 两种工艺用时对比
通过验证可得到：使用2.0埋弧焊方法，合格率明显高于通常工艺，所用时间较通用工艺省时1.3小时左右。
5 结束语
随着焊接技术的快速进展，当代桥梁钢结构已进展成规范的全焊构造。导致焊接缺陷的因素有很多，按照焊接工艺有关规范来实行选取一种或几种办法尽能够地发觉缺陷，埋弧焊的技术也会越来越成熟，相关技术支撑也会完善，可以有效减少焊接缺陷的产生，提高焊接质量。
参考文献：
[1] Q-CR9211-2015铁路钢桥制造规范.
[2] GB/T50661-2011 钢结构焊接规范
[3]GB/T10045-20112001 碳钢药芯焊丝
[4]GB/T5293-1999 埋弧焊用碳钢焊丝、焊剂
[5] 焊接缺陷分析与对策 化学工业出版社.
论文作者:傅新民
论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/12
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