焊接工艺评定报告

长春地铁2号线一期

工程烟厂站工程

钢管柱接工艺评定报告

评定内容：CO2气保焊焊接工艺

母材：Q235B

焊材：ER50-6

中铁二十二局集团有限公司长春地铁2号线BT6标项目经理部

二〇一六年三月九日

Q235B钢CO2气体保护焊焊接工艺评定

一、工程简介

长春市地铁2号线烟厂站站位于吉林大路与临河街交汇路口。沿吉林大路东西方向敷设，位于吉林大路主路正下方。本车站为岛式站台，有效站台宽度13m，车站总长214.7m，车站净宽20.3m，有效站台中线处轨顶标高为173.577m（路面标高196.638~196.800m）。本车站共设置4个出入口、2个风亭及一个紧急疏散通道。车站主体为双层三跨拱顶直墙结构，采用浅埋暗挖一次扣拱工法施工。同时，本站为地铁2号线与开通运营轻轨高架4号线吉林大路站的换乘站，二者通过地面厅进行换乘，吉林大路站位于吉林大路南侧临河街上，南北向设置，为路中高架侧式车站。车站西侧区间设置临时施工竖井为盾构施工提供条件，车站至临时施工竖井段区间较短，双线均采用暗挖法施工；车站东侧区间设置临时施工竖井及横通道为暗挖区间提供施工通道，车站竖井及风道不为相邻区间提供施工条件。

根据长春市总体规划，吉林大路在该处规划道路红线宽45m，为双向机非混行六车道，设有景观绿化带；临河街规划道路红线宽46m，为双向机非混行四车道；目前均基本实现道路规划，车站周边均规划为商业和居住用地，均基本实现城市总体规划。路口东北侧为底商式住宅；东南侧为现状住宅、轻轨地面厅和加油站；西北侧为红塔集团长春卷烟厂；西南侧为高格蓝湾住宅小区。

二、母材及所选用焊接材料的牌号、规格、化学成分及力学性能

本工程钢管柱主体使用钢材的材质为Q235B钢，板厚范围20、30㎜，母材化学成分和力学性能按GB/T714－2008标准执行。评定试验用Q235B钢板化学成分和力学性能见表1、表2。

表1 Q235B钢板化学成分标准

表2 Q235B钢板力学性能标准

所选用焊接材料使用符合GB/T 8110-2008的牌号为ER50-G（AWS ER70S-G）林肯锦泰生产的品名为ER50-6的Φ1.2㎜气体保护焊丝焊接，盖面使用埋弧焊接盖面，化学成分及熔敷金属力学性能为供需双方协商确定，为Q235B钢特殊调制。ER50-6焊丝化学成分和力学性能见表3、表4；H10Mn2焊丝化学成分和力学性能见表5、表6。

表3 ER50-6的Φ1.2㎜焊丝化学成分标准

表4 ER50-6的Φ1.2㎜焊丝力学性能标准

表5 H10Mn2的4.0mm埋弧焊丝化学成分标准

表6 H10Mn2的4.0mm埋弧焊丝力学性能标准

三、试板焊接工艺评定条件和方法

根据本工程钢管柱的焊接接头形式及板厚组合，确定了1组（对接焊缝1组）方法全部采用CO2气体保护焊，焊接材料为ER50-6焊丝。参照GB985-88《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本型式与尺寸》，设计的CO2气体保护焊不同类型的焊接坡口形式及尺寸见图1。Q235B钢多层多道焊焊接工艺参数及试板制备见表7和图6。

P = 5 – 8 mm ，t1 = 20 – 30mm

图1 对接接头型式

表7 CO2气体保护焊工艺参数

a=150mm，b=600mm

图2 试板制备尺寸

试板的焊接采用制造厂焊接电源并由工厂焊接操作人员在生产现场完成，经焊缝外观检查和无损探伤合格后取样。焊接接头性能试样尺寸、制取方法和试验细节参照GB2649－89《焊接接头力学性能试验取样方法》、GB2650－89《焊接接头冲击试验方法》、GB2651－89《焊接接头拉伸试验方法》、GB2652－89《焊缝及熔敷

金属拉伸试验方法》、GB2653－89《焊接接头弯曲试验方法》、GB2654－89《焊接接头硬度试验方法》及相关技术要求进行。焊接接头宏观断面粗晶检验按照GB226《钢的低倍组织及缺陷酸蚀试验方法》进行。焊接接头拉伸、弯曲试样型式及尺寸见图3。

（a ）焊接接头板状拉伸试样

（c ）焊接接头侧弯试样

图3

Q235B 钢焊接接头力学性能试样

（b ）焊缝金属拉伸试样

四、焊接工艺评定试验结果

焊接工艺试件的力学性能判定按照《铁路钢桥制造规范》TB10212-2009附录C3.5执行，根据GB/T19868.2-2005《基于焊接经验的工艺评定》对接接头及部分熔透T 接接头取自《中铁二十二局集团有限责任公司长春地铁2号线BT6标项目经理部钢管柱焊接工艺评定报告》：

1）、拉伸试验结果不低于母材标准值时，判定合格；否则判为不合格。

表9 Q235B钢焊接接头拉伸试验结果

2）、接头侧弯试验结束后，若试样受拉面上的裂纹总长度不大于试样宽度的15％，且单个裂纹长度不大于3㎜，则判为合格；否则判为不合格。

表10 Q235B钢焊接接头侧弯检验结果

3）、当焊接接头的硬度不大于HV350时，则判为合格；否则判为不合格。

表11 Q235B钢焊接接头硬度分布（HB 5/750）

（a）对接接头

图4 Q235B钢焊接接头硬度打点分布

4）、力学性能试验结束后，若发现试样断口上有超标的缺陷应查明产生缺陷的原因，并决定试验结果是否有效。

根据《铁路钢桥制造规范》TB10212-2009附录C3.6要求，每一组评定的试件应按照GB226《钢的低倍组织及缺陷酸蚀试验方法》作一次宏观断面酸蚀试验；单道焊缝的成型系数应为1.3~2.0。

五、结论

根据以上焊接工艺评定试验结果，可以得出如下结论：

5-1、熔敷金属和焊接接头拉伸检验各项性能指标达到了设计技术要求，接头拉伸断裂于母材；

5-2、焊接接头侧弯合格；

5-3、焊接接头硬度变化不大，未发现明显的硬化倾向；

5-4、对接接头宏观断面粗晶检验结果表明，焊缝成型良好，未发现焊接裂纹、未裂缝、未熔合、未焊透、气孔、夹渣等焊接缺陷；超声波检验达到了要求的I级标准。