橋梁鋼結(jié)構(gòu)焊接需要用哪些焊接材料

1.橋梁鋼構(gòu)造生產(chǎn)制造用焊接材料

目前我國(guó)公路橋梁合金結(jié)構(gòu)鋼關(guān)鍵采用Q345、Q370、Q390和Q420等級(jí)厚鋼板，合乎《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T 1591）或《橋梁用結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T 714）規(guī)范。在橋梁鋼構(gòu)造生產(chǎn)制造上常見(jiàn)的焊接工藝為電弧焊和氣體保護(hù)焊，少許采用電弧焊接。

依據(jù)剛橋架常用結(jié)構(gòu)類型不一樣，所采用的焊接技術(shù)和焊接材料比例也不盡相同，針對(duì)道路箱梁橋，氣體保護(hù)焊用量大，約為85%，電弧焊用量偏少，約為15%，電弧焊接只占約2%；針對(duì)桁架橋，電弧焊用量比較大，約為58%，氣體保護(hù)焊用量約為40%，電弧焊接約為2%。不一樣抗壓強(qiáng)度等級(jí)厚鋼板所采用的焊接材料如表1所顯示。

2.橋梁鋼構(gòu)造焊接材料的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)

（1）產(chǎn)品研發(fā)高韌性、高耐磨焊接材料 近年來(lái)隨著高鐵建設(shè)向快速、輕載方面發(fā)展，鐵路線剛橋架向快速、輕載、大跨度結(jié)構(gòu)、構(gòu)造美觀大方新奇及全焊方面發(fā)展，所采用的橋梁合金結(jié)構(gòu)鋼早已不僅僅局限于Q345q、Q370q和Q420q鋼，為了實(shí)現(xiàn)跨徑1 092m世界第一跨距斜撐公鐵兩用大橋——滬通長(zhǎng)江大橋設(shè)計(jì)方案必須，產(chǎn)品研發(fā)并運(yùn)用了抗壓強(qiáng)度等級(jí)更高Q500qE鋼，該厚鋼板很快就要在蕪湖長(zhǎng)江公鐵大橋上運(yùn)用。因?yàn)镼500qE鋼的性能指標(biāo)值高（抗拉強(qiáng)度≥500MPa，抗壓強(qiáng)度≥630MPa，-40℃低溫沖擊吸取能量≥120J），為了實(shí)現(xiàn)對(duì)接焊縫抗裂、防斷規(guī)定，對(duì)Q500qE厚鋼板明確提出標(biāo)準(zhǔn)化連接頭物理性能規(guī)定，對(duì)Q500qE鋼所采用的焊絲、氣體保護(hù)焊絲、埋弧焊絲和助焊劑等焊接材料明確提出更高的要求（見(jiàn)表2）。

（2）耐侯橋梁鋼焊接材料的需要 近年來(lái)隨著一帶一路社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，坐落于沿海地區(qū)和西部交通出行工程規(guī)模逐漸擴(kuò)大，為降低橋梁鋼構(gòu)造完工后維護(hù)費(fèi)用，減少污染，將逐漸營(yíng)銷推廣基本建設(shè)免噴涂的銹蝕鋼板公路橋梁，各種煉鋼廠已經(jīng)產(chǎn)品研發(fā)耐海洋氣候和內(nèi)陸地區(qū)大氣腐蝕的銹蝕鋼板，我司制造出來(lái)的美國(guó)阿拉斯加鐵路線免噴涂銹蝕鋼板橋如下圖1所顯示。

圖1

為了實(shí)現(xiàn)耐侯橋梁鋼焊接耐老化必須，在確保其對(duì)接焊縫具有較強(qiáng)綜合性物理性能的前提下，焊接也要向原材質(zhì)一樣也具備耐老化能。參照美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASTM G101對(duì)鋼板耐老化能評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，即建筑鋼材具有較強(qiáng)的耐大氣腐蝕性能時(shí)，經(jīng)測(cè)算得出來(lái)的耐腐蝕性指數(shù)值≥6.0，指數(shù)越高的厚鋼板耐腐蝕性能就越好。

由于焊接地區(qū)多多少少都會(huì)存有焊接殘余應(yīng)力，也會(huì)降低焊接的耐腐蝕性能，為了確保銹蝕鋼板對(duì)接焊縫具有較好的耐腐蝕性能，規(guī)定耐侯橋梁鋼焊接材料熔敷金屬的耐腐蝕性指數(shù)值比厚鋼板規(guī)范適當(dāng)提高，耐侯橋梁鋼焊接材料熔敷金屬的耐腐蝕性指數(shù)值≥6.2，且熔敷金屬擴(kuò)散氫成分≤5mL/100g。

（3）復(fù)合鋼板焊接材料的需要?為解決路面防腐蝕難題，正在建設(shè)中的平潭海峽大橋和正在設(shè)計(jì)中的五峰山長(zhǎng)江大橋的橋面板構(gòu)造采用復(fù)合鋼板，則在公路橋梁合金結(jié)構(gòu)鋼板材表面復(fù)合3mm粗厚316不銹鋼板材。復(fù)合鋼板的電焊必須采用三種焊接材料，即板材電焊焊接采用低合金鋼焊接材料，板材與復(fù)層交匯處采用不銹鋼焊材電焊焊接過(guò)渡層，表層不銹鋼板復(fù)層電焊焊接需要和316不銹鋼板材相符的不銹鋼焊材。在公路橋梁夾芯板電焊焊接中，不銹鋼焊材用量將逐步增加。

（4）機(jī)器人焊接用高效率焊接材料的需要   現(xiàn)階段，鋼結(jié)構(gòu)橋梁制造領(lǐng)域已經(jīng)營(yíng)銷推廣機(jī)械自動(dòng)化和自動(dòng)化焊接技術(shù)性。為適應(yīng)智能機(jī)器人持續(xù)高效率電焊焊接，物理性能和工藝性能相對(duì)穩(wěn)定的成桶焊接材料遭受生產(chǎn)廠的熱捧，特別是在伴隨著Q500級(jí)橋梁鋼的全面推廣，使用性能好、高韌性、高耐磨的機(jī)器人焊接用金屬粉末型氣體保護(hù)焊焊絲的用量可能逐漸增大。機(jī)器人焊接生產(chǎn)流水線如下圖2所顯示。