有关焊接对钢板z向性能的影响

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1、铁道建筑2011年第2期RailwayEngineering文章编号：1003—1995(2011)02—0011—04焊接对钢板Z向性能的影响曾志斌(中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京100081)摘要：以上海闵浦大桥下弦杆整体节点板与斜撑杆翼缘板之间的T形接头为工程背景，分别采用埋弧自动焊、实芯焊丝CO，气体保护焊和手工电弧焊三种方法各焊接2组十字全熔透焊接接头，按照有关规范进行z向拉伸试验。结果表明，钢板的z向抗拉强度与轧制方向的抗拉强度基本相当；焊接能使钢板的Z向抗拉强度提高1％一3％；分别采用埋弧自动焊、CO：气体保护焊和手工电弧焊时，钢板

2、的Z向断面收缩率均小于母材，且减小的幅度依次增大；在计算层状撕裂敏感性指数时，可不考虑焊接方法的影响；推荐采用埋弧自动焊或CO：气体保护焊。关键词：焊接钢板z向(板厚方向)性能试验中图分类号：U445．472；TG115．62文献标识码：A自20世纪90年代以来，我国交通领域基础设施Cranfield试验法和z向拉伸试验法，其中z向窗的建设突飞猛进，在各类桥梁建设中钢桥以自重轻、跨口试验法能模拟实际焊接接头，国际焊接学会(IIW)越能力大等优点得到广泛应用。为了满足承载功能和以此试验方法为基础对Z向钢进行分级；最常用的是美学等方面的需要，在钢桥设计中难免

3、会采用一些特z向拉伸试验法，这是一种通过测试标准试件的断面殊构造细节，除了要考虑结构的强度、刚度、稳定性和收缩率来评价层状撕裂敏感性的间接方法。疲劳外，还要求钢板自身具有较好的z向(板厚方向)在欧洲和日本制定的层状撕裂敏感性评定方法和性能，保证钢板不至于在z向受力时产生层状撕裂。标准中，层状撕裂敏感性指数主要受焊角尺寸、接这样的案例很多，例如美国肯塔基州Kenton县的头形状、弯曲约束度、受拉约束度和预热的影响，其中I一275号公路桥，其纵梁翼缘与箱形墩帽的腹板组成不包含焊接方法的影响。在国家标准“厚度方向性能框架结构，在制造时由于高拘束度而在腹板中产生

4、了钢板(GB5313—85)”中规定试件夹持端的焊接可采层状撕裂，并延伸到焊趾附近的腹板表面⋯。用任何适宜方法(如摩擦焊、手工电弧焊等)。为了了所谓层状撕裂(LamellarTearing)，是指厚板结构解不同焊接方法对钢板z向性能的影响，以上海闵浦焊接时由于z向(板厚方向)受力而致沿厚板轧层产大桥下弦杆整体节点板与斜撑杆翼缘板之间的连接接生的一种特殊裂纹。层状撕裂通常发生在角接焊接头头为工程背景，以十字全熔透焊接接头来模拟该连接(如T形接头、十字形接头和隅角焊接头等)的热影响形式，分别采用埋弧自动焊、实芯焊丝CO，气体保护区和靠近热影响区的母材上，不会

5、发生于焊缝之中，而焊和手工电弧焊三种焊接方式进行焊接，经无损检测且平行于钢板表面。产生层状撕裂的外因是在角接接合格后，按照规范在芯板上沿板厚方向切取试件进行头中沿着板厚方向作用的拉应力，内因是钢材中含有z向拉伸试验，对比拉伸强度和断面收缩率，以了解不微量的非金属夹杂物，特别是硫化物，如Ms，其次是同焊接方法对钢板z向性能的影响。SiO、A1O等氧化物。1上海闵浦大桥下弦节点简介对层状撕裂的研究开始于20世纪60年代，国内外研究的重点集中在层状撕裂产生的机理和如何预防上海闵浦大桥下弦节点如图1所示，其中斜撑杆层状撕裂等方面，并相继制定了抗层状撕裂的钢翼缘板

6、与下弦杆整体节点板之间采用全熔透焊接连材标准和试验方法，这些标准和试验方法大致接接，斜撑杆腹板与整体节点板不连接，在下弦杆内与斜近。层状撕裂的试验方法主要有z向窗口试验法、撑杆翼缘板对应位置设有横隔板。整体节点板采用Q370qE级钢，其他构件采用Q345qD级钢。采用欧收稿日期：2010-09．20；修回日期：2010．10．18洲和日本有关规范对该接头的层状撕裂敏感性指数进作者简介：曾志斌(1969一)，男，湖北天门人，副研究员，硕士。行评定，结果表明整体节点板所用钢板的z向性能必12铁道建筑February，2011须达到Z25级，即整体节点板z向的

7、断面收缩率：不2试验用材得小于25％，含硫量不得大于0．007％。(欧洲、美国和日本规范为0．008％)。综合考虑设计图纸中下弦整体节点板的接头形式和焊接工艺评定试验中的T形接头形式，试验中采用44mm厚Q370qE-Z25级桥梁用结构钢板模拟整体节点板，采用44mm厚Q370qE(Z25)级和40mm厚Q345qD级桥梁用结构钢板模拟斜撑杆翼缘板，其化学成分和力学性能均符合桥梁用结构钢(GB／T'／l4—下2008)的要求(如表1所示)。埋弧自动焊采用4,5．0下弦杆缘板mm的H08MnA焊丝+SJ101焊剂，CO气体保护焊采用4,1．2mm的ER50

8、-6焊丝，手工电弧焊采用64．0下弦杆mm的E5015电焊条，焊材的化学成分及其