淺談提高鋼箱梁焊接一次檢測合格率

李耀龍

（中鐵一局集團橋梁工程有限公司，陜西渭南 714000）

0 引言

鋼箱梁焊接施工方法及技術廣泛應用于橋梁建設中，如何改變相關影響因素，提高焊接檢測合格率，對橋梁鋼構建設中的工期和質量起重要作用。

1 工程內容

回龍寺立交主線特大橋區間長度為676m，沿線依次跨越既滬昆、貴黃高速公路。交叉位置道路主線樁號K0+806.653=滬昆高速（K1869+972），上跨橋梁采用1~60m 等截面簡支鋼箱梁跨越滬昆高速公路，梁高2.8m；橋梁中線與滬昆高速公路交角為95.7°，橋梁采用正交90°布置。交叉位置樁號K1+091.331（貴黃公路（K18+335）），橋梁采用1~55m 簡支鋼箱梁跨越貴黃高速公路，梁高2.8m；橋梁中線與貴黃公路交角為77.3°，橋梁采用正交90°布置。跨滬昆1~60m 鋼箱梁一級焊縫現場焊接量為1409.2m，跨貴黃1~55m 鋼箱梁一級焊縫現場焊接量為940m。通過對已焊接完成的跨貴黃1~55m 鋼箱梁第一榀焊縫進行統計與數據源分析，共檢測85.8m。經檢測合格66.7m，合格率僅為77.7%，嚴重影響下一榀鋼箱梁拼裝與鋼箱梁后期橫移與頂推作業，并影響總工期。

項目部對施工的跨貴黃1~55m 鋼箱梁第二榀焊縫進行檢測，共檢測30.8m，存在問題的為8.1m，焊縫檢測一次合格率僅為73.7%，對其進行分層分類統計：

對存在問題的8.1m，在工序中存在的質量問題具體現象進行分析，如表1 所示。

表1 不合格延米具體現象統計

結論：由以上分層分類的調查、統計結果可以看出，最終影響焊接一次檢測合格率的主要現象是“氣孔”與“夾渣”，其累計頻率高達88%，為關鍵的少數項，是問題的癥結。

根據深入現場實際調查及圖列分析顯示，鋼箱梁焊接一次檢測合格率73.7%，其中“氣孔”“夾渣”累計頻率達88%。結合實際情況及同行業最好水平能解決80%的此類問題，那么合格率可達到[30.8-8.1+（5.3+1.8）×0.8]/30.8×100%=92.1%。最終確定目標為“提高鋼箱梁焊接一次檢測合格率到92.1%”

2 原因認證

根據現場出現的問題，焊接技術偏差主要由于具有以下原因分析特征：①培訓效果差；②設備陳舊；③焊絲不合格；④坡口不整齊；⑤坡口清理不干凈；⑥預熱不滿足；⑦焊接工藝不當；⑧無防風、雨措施；⑨測量偏差等9 大類原因。針對這些原因，從以下各個方面調查認證：

2.1 技術交底培訓方面

通過組織焊接工人進行鋼箱梁焊接安全技術交底會，發現通過對培訓成績不同人員焊接作業進行檢查，發現均存在氣孔及夾渣情況，且癥結問題統計數量基本一致，因此培訓效果對癥結程度影響不大。

2.2 設備老舊

現場焊機進行統計調查，共有5 臺二氧化碳氣體保護焊機，其中1 臺焊機為最新采購的（全新），2 臺焊機使用時間1 年（較新），剩余2 臺焊機使用時間為3 年（較舊），經過對5 臺焊機作業進行檢查，發現每臺焊機均竄仔氣孔、焊渣，且癥結問題統計數量基本一致。

2.3 焊絲不合格

現場焊絲進行統計調查，焊接現場共有5 盤實芯焊絲，經調查認證焊絲進場時均有材料合格證書，且檢測合格后投入使用，但使用過程中部分焊絲未進行有效的防御措施，存在淋雨、銹蝕等現象。通過采用無淋雨焊絲與淋雨焊絲焊接對比，發現在同等條件下焊接完成后均存在氣孔及夾渣情況，且問題癥結數量統計基本一致，因此焊絲情況對癥結問題影響不大。

2.4 坡口不整齊

現場坡口進行統計調查，坡口破除為鋼箱梁場內加工時等離子切除，現場破除較少，現場破除的坡口存在不整齊現象，占所有焊縫長度的30%，剩余70%坡口平平整，無毛刺、卷邊等。

2.5 坡口清理不干凈

坡口清理進情況行統計調查，坡口清理在梁體吊裝前進行清理，因過程時間太長，吊裝至設計位置后進行二次清理，無馬板位置采用角磨機進行二次清理，干凈無雜物，露出金屬光澤；馬板下方位置采用鋼絲刷進行二次清理，干凈無雜物，金屬光澤度差。

通過對坡口清理情況不一樣進行焊接對比，發現在同等條件下馬板下方與無馬板位置，焊接完成后均存在氣孔及夾渣情況，且問題癥結數量統計基本一致，因此坡口清理不干凈對癥結問題影響不大。

2.6 預熱不滿足要求

對板材預熱情況進行統計調查，焊縫施焊前均按照技術交底要求進行板材預熱，預熱采用乙炔進行烘烤加熱，箱室內預熱后溫度流失教慢，頂板預熱由專人進行，焊接過程中進行加熱。通過對板材預熱情況不一樣進行焊接對比，發現在同等條件下板材預熱溫度在50℃以上，焊接完成后氣孔與夾渣情況基本一致。

2.7 焊接工藝不當

對焊接工藝進行統計調查，施焊前在焊縫背面貼陶瓷襯墊，施焊時先進行底部第一層填充焊接，然后清理表面焊渣與雜物，再次進行第二層焊接，頂板焊縫為平焊縫，焊接速度普遍較快，運條方式為直線形運條法、直線往復運條法、月牙形運條法。通過調查分析發現，焊接速度快、直線形運條法焊接，夾渣出現頻次較多，最后得出焊接工藝不當為要因。

2.8 無防風、雨措施

對防風、雨情況進行統計調查，本地區陰雨天較多，風力較大；腹板與底板在箱室內進行焊接，處于相對封閉作業環境，不受風、雨影響，頂板焊接在露天環境作業，受風、雨影響。通過調查分析發現，頂板焊縫在風、雨天或無防風、雨措施時，焊接出現氣孔的概率明顯提高，焊縫容易出現氣孔。

2.9 測量偏差

對測量偏差進行統計調查，鋼箱梁拼裝時焊縫寬度根據每榀梁長與總梁長誤差進行調整，焊縫高差采用螺旋頂進行調整。通過對測量情況不一樣進行焊接對比，發現在焊縫寬度與高差不同的情況下，焊接完成后亦存在氣孔現象，且問題癥結數量統計基本一致，因此測量偏差對癥結問題影響不大。

綜上分析可以得出：導致焊接質量的主要原因是焊接工藝不當和無防風、雨措施。針對這兩項原因，經過分析制定對策，如表2 所示。

3 工程施工關鍵點實施

3.1 改變焊接工藝

（1）改變運條方法：運條方法改為月牙形運條法，使熔渣上浮到融化金屬表面，如圖1、圖2 所示。

月牙形運條法：這種運條方法焊接時，焊條沿焊接方向做月牙形的左右擺動，同時需要在兩邊稍停片刻，以防咬邊。這種方法應用范圍和鋸齒形運條法基本相似。

（2）改變焊接方式：平縫焊接分為3 層進行焊接，第一層填充，然后進行清理表面浮渣，再次進行第二層焊接，重復焊接第三層。

表2 對策分析評價

圖1 焊接

圖2 月牙形運條法

（3）焊接方式：為保證打底的質量（打底是多層焊中最重要的一步），打底需要氬弧焊來完成。上層焊接采用二氧化碳氣體保護焊，而且每一層的焊接都相當與對前一層進行熱處理，在上層焊接前對下層焊渣進行清理，平縫焊接盡量使用實芯焊絲進行焊接。

3.2 增加防風、雨措施

（1）制作擋風、雨棚：加工擋風、雨棚，四面封閉，頂部加蓋頂棚，防止風、雨影響焊接質量。

（2）擋風、雨棚：制作擋風、雨棚采用鋼筋骨架、彩條布進行圍擋，如有雨天可在頂部加蓋竹膠板。

后期對跨貴黃1～55m 鋼箱梁焊縫檢測成果進行統計調查，左幅第1 榀、挑臂、第2 榀鋼箱梁頂板焊縫，共計65.6m，一次檢測合格共計62.1m，合格率為94.7%，達到原計劃92.1%；每段不合格長度不均，最短為0.1m，最長為0.4m，不影響后期鋼箱梁橫移、頂推施工。

同時，鋼箱梁頂推施工時間大大縮短，每榀鋼箱梁節約鋼管立柱、型材租賃費用：0.5 萬元；節約機械租賃費用：0.3 萬元；節約人工費：0.5 萬元；后續施工鋼箱梁共18 榀，合計節約18×（0.5+0.3+0.5）=23.4 萬元。新增防風、雨棚：材料及加工費用：0.1萬元。節約成本=23.4-0.1=23.3 萬元，實現效益的最大化。

4 結束語

通過本次分析，確保了鋼箱梁頂推施工，在保證安全和質量的前提下，大大加快了工期，按時完成節點任務。尤其是鋼箱梁焊接突破了“風雨無阻”等技術難題，并且標準化施工經驗推廣受到業主和監理單位的贊譽，并在全線推行。