介绍了梅汕客专系杆拱——钢箱连续梁桥钢桥面板的结构形式，焊接工艺评定试验采用的焊接方法、焊接材料、焊接工艺参数及试验结果，结合本桥结构特点制订了合理的焊接工艺。
梅汕客专系杆拱——钢箱连续梁组合桥位于广东揭阳境内， 于 DK85+520.2～DK85+572.4 处跨越昆汕高速，主桥为跨度 （34+160+34）m的双线钢管混凝土系杆拱钢箱连续梁组合桥，采用单箱三室扁平钢箱梁，钢箱梁横断面如图1所示，梁高3.5 m，主跨梁顶宽15.74 m，边跨梁顶宽12.6 m，主墩处梁顶宽11 m。钢箱梁中部道砟范围顶板按照0.6 m间距设置8 mm厚V形加劲肋，两侧人行道范围设置16 mm厚的板肋。底板厚14 mm，支点处底板局部加厚至20～24 mm，按照0.8 m间距设置厚度6 mm的 U形肋，中跨边底板厚12 mm，设厚度12 mm的I肋。中跨中腹板厚18 mm，支点及边跨处加厚至24 mm，中跨风嘴边腹板厚12 mm。普通横隔板厚度14～16 mm，吊点和支座处横隔板厚28 mm。
钢箱梁顶板两侧人行道范围采用Q345qD钢，为提高桥面的耐腐蚀性，顶板中间道砟范围应用了321+Q370qD不锈钢复合钢板，在我国铁路桥上首次应用。钢箱梁两侧设置吊点，吊索锚固板及其纵向加劲肋穿过顶板，与顶板熔透焊接，锚固板及加劲肋采用了Q370qD钢板，该部位板件厚，施焊空间狭小，穿出部位的焊接质量控制难度较大。钢箱梁桥面板焊接是本桥焊接技术研究和质量控制的重点，尤其是不锈钢复合钢板的焊接和复合钢板与Q345qD钢板之间的焊接。
根据本桥钢箱梁桥面板材质、结构特点拟订施工工艺，进行焊接工艺评定试验，焊接位置均为平位焊，典型接头试验项目见表1，坡口形式如图2所示。
试验用母材为板厚16，17 mm的Q345qD钢板；板厚36 mm的Q370qD钢板，均符合GB/T 714—2015《桥梁用结构钢》的规定，钢板的化学成分和力学性能见表2和表3。Q345qD钢为热轧状态交货，Q370qD钢为Z向性能钢，TMCP状态交货，钢板CEV值均低于0.4%，具有较好的焊接性。
不锈钢复合板牌号为321+Q370qD，板厚 （3+14）mm，采用轧制工艺复合，技术标准满足GB/T 8165—2008《不锈钢复合钢板和钢带》的规定，基材Q370qD钢为TMCP状态交货，符合GB/T 714—2015《桥梁用结构钢》的规定。钢板的化学成分和力学性能见表4和表5。
钢箱梁顶板单元间纵向对接焊缝，梁端间顶板横向对接焊缝均采用背面贴陶制衬垫单面焊双面成形， 间隙较小 （4～10 mm）时采用TG－2.0Z型陶制衬垫， 间隙较大 （10～25 mm）时采用TG－2.02M 陶制衬垫。
对接焊缝和熔透角焊缝打底焊道均采用CO2气体保护焊，焊接材料为ER50－6（φ1.2 mm）实心焊丝，具有较好的抗裂性，可减少打底焊道纵向裂纹的产生。Q345qD钢板对接焊缝填充和盖面焊道采用双细丝埋弧焊，以提高焊接生产效率，焊接材料为H08Mn2E（φ2 mm）焊丝+SJ101q焊剂，熔敷金属具有良好的力学性能。
复合钢板基层填充焊道采用药芯焊丝E501T－1L（φ1.2 mm），提高焊接效率，减小飞溅。不锈钢采用药芯焊丝CO2气体保护焊焊接，过渡层采用GFS－309L（φ1.2 mm）焊接；复合板与复合板对接时，复合层采用GFS－347L （φ1.2 mm）焊丝进行盖面焊。
不同焊接方法和焊接材料采用的工艺参数见表6，焊接时，根部打底焊道的焊接电流、电弧电压偏下限，防止将陶瓷衬垫击穿，造成焊漏现象，同时避免衬垫熔化过多而使根部成形不良，接头力学性能下降。复合层不锈钢焊接采用小电流施焊，道间温度控制在100℃以下，避免焊缝氧化。
焊后对焊缝进行外观检查，表面质量符合 《铁路钢桥制造规范》要求。焊接24 h后进行超声波探伤，对接焊缝和全熔透角焊缝内部质量达到GB/T 11345—2013中的Ⅰ级要求，复合板对接焊缝进行射线探伤，内部质量达到GB/T 3323—2005中的Ⅱ级要求。
对焊接接头分别进行了拉伸、弯曲、低温冲击和接头硬度试验，力学性能试验结果见表7。焊缝金属拉伸屈服强度、抗拉强度均高于母材标准值，接头拉伸断口位置均为母材，接头弯曲试验结果完好，Q345qD钢焊缝金属和热影响区－20℃时的低温冲击吸收功均大于34 J，Q370qD钢焊缝金属和热影响区－20℃时的低温冲击吸收功均大于41 J，满足标准要求。每组接头进行一个断面酸蚀试验，断面照片如图3所示。
定位焊焊缝中不得有裂纹、夹渣、焊瘤、焊偏、未填满的弧坑等缺陷，焊接前彻底清除定位焊缝的熔渣。原则上不允许在321+Q370qD钢板复合面上进行码板定位焊接，可以在基层面上进行定位焊接。特殊情况需要在复合面上进行码板定位焊接时，必须先在码板上要焊接处采用GFS－309L焊丝堆焊过渡层，然后在码板过渡层与桥面板复合层之间采用GFS－347L焊丝焊接定位焊缝，如图4所示。
板单元对接焊缝端部加装引弧板及熄弧板，先拼装节段的焊缝在焊接时端部预留约400 mm不焊接，焊缝端部进行多道埋弧焊时不能熄弧在同一位置，并且接头处气刨或打磨成1∶5的过渡斜坡后，待后拼装节段对应焊缝焊接时再从该部位引弧焊接，保证打底焊缝和自动焊缝都在端部不断弧，避免产生引弧、熄弧缺陷。待焊接完成后立即切除引弧板及熄弧板，防止由于温度的变化影响拉断引、熄弧板，如图5所示。
在复合钢板对接焊缝的背面衬TG－2.0Z型陶质衬垫，大间隙时衬TG－2.02M型陶质衬垫。复合层基材打底焊采用实心焊丝ER50－6，基层填充焊采用药芯焊丝E501T－1，道间温度5～200℃，在距离覆层还差2～3 mm深时，采用GFS－309L药芯焊丝焊接过渡层，过渡层焊缝金属要求高出连接面1～3 mm，严禁用非不锈钢焊丝焊接不锈钢复合层。过渡层连接复合层后采用GFS－347L药芯焊丝焊接盖面层。基层填充应采用多层多道焊，不得大摆幅施焊。GFS－309L，GFS－347L不锈钢药芯焊丝均采用小热输入焊接，严禁摆动施焊，控制道间温度在5～100℃。复合板焊接如图6所示。
吊耳板及加劲肋均穿过桥面板与桥面板熔透焊接，吊耳、加劲肋和桥面板形成3块板交叉焊接部位，且没有开设过焊孔，为保证该部位焊接质量，先将吊耳板与加劲肋组焊成块体，注意控制构件形状和尺寸精度，块体检测合格后再组装到顶板上，焊接与顶板间熔透角焊缝。焊接吊耳板与顶板熔透角焊缝时，在交叉部位焊缝拐角处须连续施焊，避免引弧、熄弧处产生焊接缺陷。
梅汕客专系杆拱——钢箱连续梁用钢板的焊接工艺评定试验结果表明，焊接工艺评定试验选用的焊接工艺合理，焊接接头的力学性能满足技术要求，根据试验结果制订了焊接工艺规程，指导工地钢桥面板焊接施工，保证了焊接质量。
作者简介：范军旗，男，郑州大学材料工程学院焊接专业毕业，现为中铁山桥集团有限公司高级工程。