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1、天津市團(tuán)泊新橋鋼塔制作難點(diǎn)天津市團(tuán)泊新橋鋼塔制作難點(diǎn)摘耍：天津市團(tuán)泊新橋采用了兩個(gè)“彩針形”獨(dú)塔斜拉橋，跨越獨(dú)流減河兩側(cè)的深槽，斜拉橋主跨138米，副跨2x30米。我們針對(duì)本工程鋼塔制作難點(diǎn)總結(jié)了以下兩點(diǎn)，大型橋梁異種材質(zhì)材料焊接工藝，橋梁用50nmi厚度鋼管相貫線型接口焊接。關(guān)鍵詞：異型材料焊接、鋼管相貫線中圖分類號(hào)：TV547.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A團(tuán)泊新橋主橋采用了世界上獨(dú)一無二的“彩針型”獨(dú)塔斜兩拉橋形式，橋塔向河道中心方向傾斜18。，其設(shè)計(jì)主要由下塔鑄鋼結(jié)構(gòu)和三根主塔鋼管以及橫向聯(lián)接管構(gòu)成。主塔全長120米，共分三段,下塔和中塔為受力
2、結(jié)構(gòu)，上塔為裝飾結(jié)構(gòu)。其下塔材料材質(zhì)為船用鑄鋼GS20Mn5,中塔鋼管橋梁用鋼板，材質(zhì)為Q345qD,管徑1200mm,壁厚50mm,焊縫等級(jí)為超聲波探傷一級(jí)，全部現(xiàn)場焊接。本文主要就下塔柱與鋼管可焊接性工藝以及壁厚50mm鋼板卷制成外管徑1200mm單元管件并形成相貫線焊接形式。團(tuán)泊新橋示意圖一、異種材質(zhì)可焊性研究：下塔采用GS20Mn5鑄鋼結(jié)構(gòu)，為壁厚150mni的空腔結(jié)構(gòu)，具體斷面形式見下圖：下塔鑄鋼件斷面圖中塔與下塔聯(lián)接斷面圖由上圖可以看出三根管徑1200mm,壁厚50mm鋼管與GS20Mn5鑄鋼結(jié)構(gòu)形成T字型焊縫。1?1可焊性成
3、分分析：鑄鋼下塔材料為GS20Mn5,按德國標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，材料的化學(xué)成分耍求如下表，同時(shí)，鋼板生產(chǎn)單位提供了出廠產(chǎn)品合格證(20060107),確認(rèn)了理化檢測實(shí)際結(jié)果如下表：表一：GS20Mn5鑄鋼材料化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(％)標(biāo)準(zhǔn)值，出口(徳國DIN標(biāo)準(zhǔn)焊接結(jié)構(gòu)用低合金鑄鋼DIN17182-1992)與實(shí)測對(duì)比表成分CSiMnPSNiCrMo標(biāo)準(zhǔn)值0.17-0.23W0?601-1.50W0?02W0?015W0?4WO.3WO.15實(shí)測值0.210.281.210.0100.0050.230.230.079表二：GS20Mn5鑄鋼材料機(jī)械
4、性能標(biāo)準(zhǔn)值表壁厚os(N/mni2)ob(N/mm2)5AkCJ-0°C)標(biāo)準(zhǔn)值50mmM280500-650M22M34上述表格表明，構(gòu)件理化性能符合德國標(biāo)準(zhǔn)要求?該材料相當(dāng)于我國ZG20SiMno按照國際焊接學(xué)會(huì)提出的碳當(dāng)量計(jì)算公式，進(jìn)行碳當(dāng)量計(jì)算計(jì)算如下：Cq二C+Mn/6+(Ni+Cu)/15+(Cr+Mo+V)/5取00.21,Mn=1.21,Ni=0.23,Cr=0.23,Mo=0.079%則Cq二0.21+1.21/6+0.23/15+(0.23+0.079)/5=0.4888%依據(jù)《焊接技術(shù)》國際焊接學(xué)會(huì)推薦碳當(dāng)量公式CE
5、(IIW)：CE(IIW)二C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/I5(%)(式中的元素符號(hào)均表示該元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同。)該式主要適用于中、高強(qiáng)度的非調(diào)質(zhì)低合金高強(qiáng)度鋼。當(dāng)CE(IIW)<0.40%吋，鋼材淬硬傾向不大，焊接性良好，不需預(yù)熱；公式規(guī)定的范圍CE(IIW)二0.40%?0.60%,鋼材淬硬傾向較大，焊接性較好，但有一定產(chǎn)生裂紋的傾向；特別當(dāng)大于0.5%時(shí)，鋼材易于淬碩，焊接前需預(yù)熱。上述參數(shù)，GS20Mn5鑄鋼材料化學(xué)成分其碳當(dāng)量為0.4888%,處于0.40%?0.50%之間，固焊接性能較好，但有一定裂紋
6、產(chǎn)生的傾向,所以需匹配相應(yīng)的焊接材料。1.2焊接材料選用：焊條采用AWSE5015-G(J507N1),因J507N1屬超低氫鈉型約皮低合金鋼焊條，焊接吋采用直流反接，能進(jìn)行全位置焊接，電弧穩(wěn)定燃燒、飛濺少、脫渣性好。熔敷金屬具有良好的塑性、低溫韌性及抗裂性能。適用于較重要的碳鋼、低合金鋼制造的采油平臺(tái)、船舶、高壓容器等結(jié)構(gòu)的焊接。考慮到與GS20Mn5鑄鋼平臺(tái)抗拉強(qiáng)度ob達(dá)到500-650(N/mm2),屈服強(qiáng)度大于280(N/mm2),但主塔鋼管的材質(zhì)為Q345qD,其ob為490(N/mm2),屈服強(qiáng)度只有345MPa,而結(jié)507焊
7、條敷溶金屬的ob保證值大于490MPa，屈服強(qiáng)度2390MPa,根據(jù)低強(qiáng)度理論，決定采用AWSE5015-G(J507Ni)焊條。J507N1熔敷金屬化學(xué)成分(%)化學(xué)成分CMnSiSPNi保證值W0.080.8~1?3W0.5WO.030W0?0301.20~2.00J507Ni熔敷金屬力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目Rm(MP)ReL或RpO.2(Mpa)A(%)KV2(J)保證值24902390222253(-40°C)一般結(jié)果500飛00400~49024?32100?1701.3施焊要求:GS20Mn5型鑄鋼焊前焊后必須進(jìn)行熱處理，焊前預(yù)熱采用
8、火焰加熱，溫度控制在150°C,加熱范圍每側(cè)寬度均應(yīng)大于焊件厚度的1?5倍，冃范圍不小于100mm,施焊過程中層間溫度不低于預(yù)熱溫度，焊后熱處理應(yīng)在焊后立即進(jìn)行，采用石棉保溫材料，保溫吋間為兩
