材料复验及焊接工艺评定工艺规程.docx

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材料复验及焊接工艺评定工艺规程

材料复验及工艺评定试验

工艺规程

四川天元机械工程股份有限公司

桥梁钢结构分公司技术部

二○一三年五月

1、概述

1.1、本工艺流程主要针对钢桥制造中主要原材料的复验（含材料的取样、试样加工、试验操作过程），

1.2、材料复验规定符合《铁路钢桥制造规范》TB10212-2009和《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000均规定：

1.2.1、钢材应按同一厂家、同一材质、同一板厚、同一出厂状态，每10个炉（批）号复验一组试件，且每批不超过60吨，超过后增加复验。

1.2.2、《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001规定：

对属于下列情况之一的钢材，应进行抽样复验，其复验结果应符合现行国家产品标准和设计要求。

1.2.3、设计有复验要求的钢材。

2.4、对质量有疑义的钢材。

检查数量：

全数检查。

1.2.5、焊丝及焊剂也需要进行化学成分和溶敷金属力学性能试验。

2、材料复验及焊接工艺评定流程图

3、钢板复验及焊接接头的取样位置及力学性能要求

3.1钢板复验及工艺评定焊接接头的类型及数量。

钢板复验及焊接接头的试件取样加工用只能用锯床、车床、铣床根据铁标GB/T10212-2009相关要求

名称

来料形式

试验项目

化学成分

力学性能

数量

方法

材料复验

（Q345/Q420/Q345q/Q420q）、焊丝、焊剂、型钢、剪力钉

成分检测

拉伸

钢板按GB714和1591执行，焊丝等按相应材料标准执行

弯曲

冲击

工艺评定

对接试件

板拉

（GB/T2649-2654）执行

焊接金属拉伸

接头恻弯

低温冲击

硬度

宏观断面腐蚀试验

溶透角接试件

焊接金属拉伸

低温冲击

硬度

宏观断面腐蚀试验

T接头试件

焊接金属拉伸

硬度

宏观断面腐蚀试验

剪力钉焊接试件

接头恻弯

共2组，每组3个剪力钉

焊接金属拉伸

宏观断面腐蚀试验

3.1.1、材料复验试件取样标注：

下发联系单时，注明需取样钢板的材质，外形尺寸，标明取样位置、取样件数。

钢板取样后需在已取好的试件上标注原钢板的轧制方向、炉批号、材质、厚度、及取样试件的尺寸，列出取样清单，方便试件送样复验。

3.1.2、工艺评定试板按相应的尺寸取样。

a、对接接头试板每组2件，每件尺寸长度为600mm，宽度为150mm。

b、溶透角接头和T接头试板每组2件，母板尺寸长度为为350mm，宽度为350mm；焊接板尺寸长度为为350mm，宽度为150mm.

c、剪力钉数量6套（磁环可是当增加），母板尺寸长度为为300mm，宽度为300mm.

3.1.3、材料复验试板标注

3.1.3、工艺评定试板的标注

工艺评定试板标注完后，将各组配对背对组合（标有字体的一侧向外，用马板点焊固定。

（注意不能点焊开坡口面）方便运输及焊接时快速查找配对焊接。

材料复验和工艺评定的机加试件完成后分别装入试件袋做好标示。

3.1.4、焊丝主要用材料件下表

3.2、材料复验型钢取样

材料复验型钢取样位置（化学成分、力学性能）取样尺寸与钢板复验的取样尺寸相同。

3.3、钢板复验的取样位置。

3.4、工艺评定用焊接接头的取样

钢板尺寸及各试件类型取样位置

4、试样的加工及化学成分、力学性能

4.1、钢板的化学成分复验

4.1.1、钢板的化学成分表只要列举低合金高强度钢Q345/Q420（GB/T1591-2008）和桥梁用结构钢Q345q/Q420q（GB/T714-2008）。

牌号

质量等级

化学成分（质量分数）/％

Als

不大于

不小于

Q345

≤0.20

≤0.50

≤1.70

0.035

0.07

0.15

0.20

0.30

0.50

0.30

0.012

0.10

0.035

0.030

0.015

≤0.18

0.030

0.025

0.020

Q420

≤0.20

≤0.50

≤1.70

0.035

0.07

0.02

0.20

0.30

0.80

0.30

0.015

0.20

0.035

0.030

0.015

0.030

0.025

0.020

Q345q

≤0.20

≤0.55

0.9～1.7

0.030

0.025

0.06

0.08

0.03

0.08

0.50

0.55

0.200

0.012

0.015

≤0.18

0.025

0.020

0.010

Q420q

≤0.17

1～1.7

0.030

0.06

0.08

0.03

0.08

0.70

0.55

0.350

0.004

0.012

0.015

0.030

0.025

0.020

4.1.2、当桥梁钢板提及Z想性能时

4.1.3、钢板的化学成分允许偏差（GB222-2006）

元素

规定化学成分范围/％

允许偏差/％

上偏差

下偏差

≤0.25

0.02

＞0.25～0.55

0.03

＞0.55

0.04

≤0.37

0.03

＞0.37

0.05

≤0.8

0.03

＞0.8～1.7

0.06

≤0.06

0.005

＞0.06～0.15

0.02

0.01

≤0.05

0.005

＞0.05～0.35

0.01

0.015～0.06

0.005

≤0.2

0.02

0.01

≤0.2

0.02

0.01

≤1.5

0.05

≤1

0.05

≤0.55

0.05

0.01～0.02

0.05

Als

≤0.015

0.003

化学成分的判定：

规定被检元素的试验值符合其对应标准规定范围（应考虑成品化学成分允许偏差）。

如试验结果不合格，允许再双倍取样复验，即从同一批钢材上再取2组试样试验。

4.2、钢板及焊接工艺试板的力学性能复验

4.2.1、拉伸试验

4.2.1.1、焊缝拉伸接头形式的试件取样制作

4.2.1.2、拉伸试验力学性能（GB/T1591-2008、GB/T714-2008）

牌号

质量等级

拉伸试验a,b,c

断后伸长率（A）/％

厚度（mm）下屈服强度（ReL）/Mpa

厚度（mm）下屈服强度（Rm）/Mpa

厚度（mm）

≤16

＞

16～40

＞

40～63

＞63～80

＞80～100

≤16

＞16～40

＞

40～63

＞63～80

＞

80～100

≤40

＞

40～63

＞

63～100

Q345

≥345

≥335

≥325

≥315

≥305

470～630

≥20

≥19

≥21

≥20

Q420

≥420

≥400

≥380

≥360

520～680

≥19

≥18

a、当屈服不明显时，可测量Rp0.2代替下屈服强度。

b、宽度不小于600mm扁平材，拉伸试验取横向试样，宽度小于600mm的扁平材、型材及棒材取纵向试样，断后伸长率最小值相应提高1％（绝对值）。

c、厚度＞250mm～400mm的数值适用于扁平材。

牌号

质量等级

拉伸试验a,b

断后伸长率

（A）/％

备注

厚度（mm）下屈服强度（ReL）/Mpa

厚度（mm）下屈服强度（Rm）/Mpa

≤50

＞50～100

1）当屈服不明显时，可测量Rp0.2替下屈服强度。

2）钢板取横向试样，型钢取纵向试样。

4）厚度不大于16mm的钢材，断后伸长率提高1％。

Q345q

≥345

≥335

≥490

≥26

Q420q

≥420

≥410

≥540

≥19

说明：

拉伸分为试板拉伸和焊缝金属拉伸。

试板拉伸为板面常温拉伸，断裂部和特性为断于母材；焊缝金属拉伸为试棒常温拉伸。

4.2.1.3、Z向性能的拉伸断面收缩率（GB/T5313-2010）

4.2.1.4、剪力钉的拉伸试验

剪力钉拉伸断裂部位在焊缝部位拉伸载荷符合GB/T10433规定，断裂部和特性断于焊缝和热影响区外。

拉伸试验为3个剪力钉1组，若出现2剪力钉个不合格，视为不合格；出现1个不合格，加倍补做试验，加倍补做全部合格视为合格。

4.2.1.5、拉伸试验的结果评定：

钢板材料复验试验值均符合相关标准的规定值（或规定范围）。

工艺评定拉伸试验结果值不低于母材标准值视为合格，如试验结果不合格，允许再双倍取样复验，即从同件上再取试样做试验。

4.2.2、钢板复验及焊接工艺试板弯曲试验。

4.2.2.1、弯曲试件的取样制作

接头厚度<40mm时，试件厚度等于母材厚度，试件宽度≥试件厚度的1.5倍。

接头厚度≥40mm时，分层取样代替全厚度试样，试样宽度为20mm～40mm.

4.2.2.2、弯曲试验力学性能（GB/T1591-2008、GB/T714-2008）

牌号

质量等级

试验方向

180度弯曲试验

钢板厚度（mm）

≤16

＞16～100

Q345

宽度不小于600mm扁平材，拉伸试验取横向试样，宽度小于600mm的扁平材、型材及棒材取纵向试样［d=弯心直径，a=试样厚度（直径）］

Q420

牌号

质量等级

试验方向

180度弯曲试验

钢板厚度（mm）

≤16

＞16

Q345q

［d=弯心直径，a=试样厚度（直径）］

Q420q

说明：

试验温度为18～28度。

钢板材料复验弯曲试验没有恻弯、背弯，工艺评定弯曲根据要求情况作恻弯、背弯试验。

根据GB/T10212-2009要求对接接头只做恻弯试验。

4.2.2.3、剪力钉的弯曲试验

采用锤击剪力钉的方法，弯曲角度为30度。

焊角未出现肉眼可见裂缝视为合格。

弯曲试验为3个剪力钉1组，若出现2剪力钉个不合格，视为不合格；出现1个不合格，加倍补做试验，加倍补做全部合格视为合格。

4.2.2.4、验结果判定：

工艺评定试样受拉面的裂纹纵长度捕大于试样宽度15%，且单个裂纹试件表面上小于3mm的缺陷判定合格，如试验结果不合格，允许再双倍取样复验，即从同件上再取试样做试验。

4.2.3、冲击力学性能

4.2.3.1、冲击试板取样制作

4.2.3.2冲击力学性能（GB/T1591-2008、GB/T714-2008）

牌号

质量等级

试验温度

冲击吸收能量（KV2）a/J

备注

公称厚度（mm）

12～150

Q345

≥34

冲击试验取纵向试样

-20

Q420

≥34

-20

牌号

质量等级

试验温度

冲击吸收能量（KV2）a/J

备注

Q345q

≥47

冲击试验取纵向试样

-20

Q420q

≥47

-20

4.2.3.3、冲击试验一般做一组3个夏比V型（或U型）缺口试件，其试验结果评定标准为：

一组3个试样冲击功的平均值不低于规定值，允许其中有1个试样的单值低于规定值,但不得低于规定值的70%。

如试验结果不符合上述评定标准，但其试验值符合下述要求：

低于规定值的试样不超过2个，而且低于规定值70%的试样不超过1个。

即允许从同一批钢材上再取一组3个试样进行试验。

冲击试验不合格试样复验结果的评定标准：

前后两组6个试样的平均值应不低于规定值，低于规定值的试样不应超过2个，低于规定值70%的试样不应超过1个。

上述结果评定标准是针对标准试样，即10mmx10mmX55mm。

（厚度不小于6mm或直径不小于12mm钢材），当采用非标试样10mmx7.5mmx55mm或10mmx5mmx55mm小尺寸试样做冲击试验时（钢材不能取标准样时），其结果按分别不小于规定值的75%或50%执行。

4.2.4、硬度试验试件取样制作

试验结果判定：

硬度值不大于HV350，视为合格。

4.2.5、宏观断面腐蚀试验的

4.2.5.1、试件取样

可用剪、锯、切割等方法试样加工时，必须除去由取样造成的变形和热影响区以及裂缝等加工缺陷.试面不得有油污和加工伤痕，必要时应预先清除.试面距切割面的参考尺寸为

a、热切时不小于20mm,

b、冷切时不小于10mm,

c、烧割时不小于40mm.

4.2.5.2、试样制作

横向试样的厚度一般为20..，试面应垂直钢材（坯）的延伸方向纵向试样的长度一般为边长或直径的」.5倍，试面一般应通过钢材（坯）的纵轴，试面最后一次的加工方向应垂直于钢材（坯）的延伸方向.钢板试面的尺寸一般长为250mm，宽为板厚。

4.2.5.3、试验方法有：

热酸侵蚀法、冷酸侵蚀法、电腐蚀法。

4.2.5.4、符合规定：

单道焊缝的成型系数为1.3～2.0.

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