摘 要：根据JQL90/40型公路架桥机导梁的特点和设计要求，简要介绍了该架桥机导梁弦杆的焊接工艺、焊接变形的控制及施焊结果。

　　关键词：金属结构 焊接 变形控制

　　JQL90/40型公路架桥机全长89.525m，最大跨度40m，整机自重143.6t，其中导梁重76.94t。导梁是由20个三角形桁架节段通过高强螺栓和联接板联结起来的两条空中轨道，通过前、后横联杆组成一个水平框架。导梁各节段均由一根上弦杆、两根下弦杆和下平联杆组成（见图1），最长的节段9.375m，最短的节段7.5m。各弦杆是JQL90/40型公路架桥机关键的承重部件，其加工质量的好坏直接影响到架桥机的正常工作，因此保证导梁弦杆的焊接质量是本架桥机的关键。
　　导梁各节段采用的三角桁梁结构具有重量轻、侧向刚度大等特点，其上、下弦杆均为箱形结构（上弦杆见图2）。根据结构特点和设计要求，采取合理、先进的焊接工艺，对确保导梁的焊接质量和尺寸精度，提高工效，缩短工期，降低制造成本有重要的意义。

1 焊接工艺
　　因导梁上、下弦杆均为箱形梁，最大长度为9.375m，且横断面尺寸有两种，腹板及盖板也均存在变截面现象（即腹板、盖板均是由不同厚度组焊而成），焊接量大，复合焊缝多，易导致焊接变形大。为了克服焊接变形，采用反变形、局部加压以及对称分段施焊等多种焊接方法，严格控制焊接顺序及施焊电流，保证将导梁弦杆焊接变形控制在图纸设计要求的范围内。
1.1 焊前准备
　　弦杆的腹板开V型坡口，角度45°~50°，钝边尺寸2±1mm，焊前须将坡口处40mm范围内的油、锈及氧化物等杂质清除干净，并打磨至露出金属光泽。
1.2 焊接材料
　　加劲板的材料为Q235，腹板及盖板材质为16 Mn，属异种金属之间的焊接。根据两种金属的性能及使用条件，选用刚性较好的J506焊条。焊接前将焊条在300℃~350℃进行烘焙1~2h，在60℃保温，随用随取，烘焙过程中应防止骤热骤冷。施焊场地不允许有对流风，以免产生焊接缺陷。
1.3 焊接设备及焊接工艺参数
　　焊接设备使用交流弧焊机或直流弧焊机。用直流焊机时，采用直流反极性接法，焊接工艺参数见表1。
表1  焊接工艺参数

1.4 操作要领
　　(1)由于弦杆外形属细长杆类，因此焊接变形极难控制。箱形梁焊接的主要变形有挠曲（正弯）、侧弯、角变形及扭曲变形等，其中正弯通过焊后热矫正法或机械矫正法，利用外力使构件产生与焊接变形方向相反的塑性变形，使二者互相抵消。但导梁的上、下弦杆长度太长，用以上两种方法很难办到。而侧弯、角变形，特别是扭曲变形较为复杂，矫正起来也比较麻烦。我们经过反复试验，总结出如下经验：按照(图3)的焊接方法和焊接顺序进行焊接，其变形均在图纸设计的要求范围内。即把两组预焊好的弦杆“背靠背”地进行刚性固定，把两个上盖板夹紧（每隔500~600mm对称布置一套），然后由两名焊工对称地按图中所示顺序和方向进行焊接。焊接顺序采用的是由中间向两边焊的方法，有利于应力的分散和释放，避免在焊件中产生复杂的应力。并且为了更好地控制变形，焊接过程中还可适当调整部分焊接顺序以调节变形。
　　(2)采用短弧操作，焊条呈斜环形摆动，在坡口两侧稍作停留，以保证焊缝与母材充分熔合。正确控制焊条角度，使熔渣与液态金属分离，防止熔渣前流。对于T形、角接的平焊接头，若两钢板厚度不同，则应调整焊条角度，将电弧偏向厚板一侧，以使两板受热均匀。
　　(3)多层多道焊的焊接接头交错不小于50mm，焊道间温度控制在100~150℃，焊接过程中对每层焊道进行层间清理；特别是边角的熔渣一定要清理干净，同时锤击焊缝以减小收缩应力，无缺陷后才能焊下一层。用φ3.2mm的焊条打底焊，电流为90~130A，焊接速度为8cm/min；第二层、第三层焊道选用φ4.0mm的焊条，电流为150~190A。

2 焊缝质量检验
　　按图纸要求检验焊接尺寸、结构尺寸，焊道不允许存在焊接缺陷，对焊缝质量进行超声波探伤检测。

3 结束语
　　采用上述方法，有效地控制了导梁弦杆的焊接变形，保证了平面度，解决了长件箱形梁焊接变形的问题，简化了制造工艺，缩短了生产周期，取得了满意的效果，并积累了宝贵的经验。
　　实践证明，JQL90/40型公路架桥机在京珠高速公路粤北段小塘至甘塘段的淌下特大桥和温泉双口河特大桥，京珠湖北段、昆石高速公路等的桥梁架设中，因为架梁速度快、安全可靠、质量优而受到业主及监理的好评，取得了良好的经济效益和社会效益。

　　　　　　　　　　参考文献
1 焊接手册（第三卷：焊接结构）.中国机械工程学会焊接学会. 北京：机械工业出版社，1992
2 焊工手册（手工焊接与切割）. 焊工手册编写小组. 北京：机械工业出版社，1975
3 焊接工艺人员手册.俞尚知.上海科学技术出版社.1991